Подключение коллекторного двигателя: Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения

Коллекторный двигатель переменного тока: схема подключения

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.

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.

Подключение коллекторного эл двигателя в сеть 220. Подключение коллекторного электродвигателя

В домашнем хозяйстве редко встретишь мотор, работающий на постоянном токе. Зато они всегда устанавливаются в детских игрушках, которые летают, ездят, шагают и т.д. Всегда они стоят в автомобилях: в различных приводах и вентиляторах. В электротранспорте чаще всего используют тоже их.

Другими словами, применяются двигатели постоянного тока там, где требуется достаточно широкий диапазон регулирования скорости и точность ее поддержания.

Электрическая мощность в моторе преобразуется в механическую, заставляющую его вращаться, а часть этой мощности расходуется на нагревание проводника. Конструкция двигателя электрического постоянного тока включает якорь и индуктор, которые разделяют воздушные зазоры. Индуктор, состоящий из добавочных и главных полюсов, и станины, предназначен для создания магнитного поля. Якорь, собранный из отдельных листов, обмотка рабочая и коллектор, благодаря которому постоянный ток подводится к рабочей обмотке, образуют магнитную систему. Коллектор – это насаженный на вал двигателя цилиндр, собранный из изолированных друг от друга медных пластин. К его выступам припаиваются концы обмотки якоря. Ток с коллектора снимается при помощи щеток, закрепленных в определенном положении в щеткодержателях, благодаря чему обеспечивается нужный прижим на поверхность коллектора. Щетки с корпусом двигателя соединяются с помощью траверса.

Щетки, в процессе работы, скользят по поверхности вращающегося коллектора, переходя от одной его пластины к другой. При этом, в параллельных секциях обмотки якоря происходит изменение тока (когда щетка накоротко замыкает виток). Процесс этот называют коммутацией.

Под влиянием своего магнитного поля, в замкнутой секции обмотки возникает ЭДС самоиндукции, вызывающая появление дополнительного тока, который на поверхности щеток распределяет неравномерно ток, что приводит к искрению.


Частота вращения – одна из важнейших его характеристик. Ее регулировать можно тремя способами: изменяя поток возбуждения, изменяя величину подводимого напряжения к двигателю, изменяя сопротивление в якорной цепи.

Два первых способа встречаются намного чаще третьего, ввиду его неэкономичности. Ток возбуждения регулируется при помощи любого устройства, у которого возможно изменять активное сопротивление (например, реостата). Регулирование при помощи изменения напряжения требует наличие источника постоянного тока: преобразователя или генератора. Такое регулирование применяют во всех промышленных электроприводах.

Торможение электрического двигателя постоянного тока

Для торможения электроприводов с ДПТ также есть три варианта: торможение противовключением, динамическое и рекуперативное. Первое происходит за счет изменения полярности тока в обмотке якоря и напряжения. Второе происходит благодаря замыканию накоротко (через резистор) обмотки якоря. Электрический двигатель при этом работает как генератор, преобразуя в электрическую, запасенную им механическую энергию, которая выделяется в виде тепла. Это торможение сопровождается мгновенной остановкой двигателя.

Последнее происходит, если электрический мотор, включенный в сеть, вращается со скоростью, которая выше скорости холостого хода. ЭДС обмотки двигателя в этом случае, превышает значение напряжении я в сети, что приводит к изменению на противоположное направление тока в обмотке мотора, т.е. двигатель отдает в сеть энергию, переходя в режим генератора. Одновременно возникает тормозной момент на валу.

Преимущества двигателей постоянного тока

Сравнивая их с асинхронными моторами, нужно отметить отличные пусковые качества, высокую (до 3000 об/мин) частоту вращения, а также хорошую регулировку. Из недостатков отметить можно? Сложность конструкции, низкую надежность, высокую стоимость и затраты на ремонт и обслуживание.

Принцип действия ДПТ

ДПТ, как и любой современный мотор, работает на основе «Правила левой руки», с которым все знакомы еще со школы и закона Фарадея. При подключении тока к нижней обмотке якоря в одном направлении, а к обмотке верхней – в другом, якорь начинает вращаться, а уложенные в его пазах проводники – выталкиваться магнитным полем статора или обмоток корпуса двигателя постоянного тока. Вправо выталкивается нижняя часть, а влево – верхняя. В результате якорь вращается до тех пор, пока его части не поменяются местами. Чтобы добиться непрерывного вращения, необходимо полярность обмотки якоря регулярно менять местами. Как раз этим и занимается коллектор, коммутирующий при вращении обмотки якоря. На коллектор от источника подается напряжение через пару прижимных щеток из графита.

Принципиальные схемы ДПТ

Двигатель переменного тока подключается просто, в отличие от ДПТ. Обычно у таких двигателей высокой и средней мощности имеются отдельные выводы в клеммной коробке (от обмотки и якоря). На якорь обычно подается полное напряжение, а на обмотку — ток, регулировать который можно реостатом или напряжением переменным. От величины тока, имеющегося на обмотке возбуждения, прямопропорционально зависят обороты двигателя переменного тока.

В зависимости от того, какая используется схема подключения электродвигателя постоянного тока, двигатель электрический может быть постоянного тока, разделяют на самовозбуждающиеся и с независимым возбуждением (от отдельного источника).

Схема для подключения двигателя с возбуждением параллельным

Она аналогична предыдущей, но не имеет отдельного источника питания.

Когда требуется большой пусковой ток, применяют двигатели с возбуждением последовательным: в городском электротранспорте (троллейбусах, трамваях, электровозах).

Токи обоих обмоток в этом случае одинаковы. Недостаток – требуется постоянная нагрузка на вал, поскольку при ее уменьшении на 25%, резко увеличивается частота вращения и происходит отказ двигателя.

Есть еще моторы, которые крайне редко используются — со смешанным возбуждением. Их схема представлена ниже.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Под понятием «возбуждение» понимают создание в электрических машинах магнитного поля, которое необходимо, чтобы заработал двигатель. Схем возбуждения несколько:

  • С независимым возбуждением (питание обмотки происходит от постороннего источника).
  • Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (источник питания обмотки возбуждения и якоря включены параллельно) – шунтовые.
  • С последовательным возбуждением (обе обмотки включены последовательно) – сериесные.
  • Со смешанным возбуждением – компаундные.

Бесщеточные моторы

Но, двигатель со щетками, которые быстро изнашиваются и приводят к искрению, не может использоваться там, где необходима высокая надежность, поэтому среди электротранспорта (электровелосипедов, скутеров, мотоциклов и электромобилей) наибольшее применение нашли бесщеточные электродвигатели. Они отличаются высоким КПД, невысокой стоимостью, хорошей удельной емкостью, длительным сроком службы, малыми размерами, бесшумной работой.

Работа этого двигателя основывается на взаимодействии магнитных полей электромагнита и постоянного. Когда за окном 21 век, а вокруг полно мощных и недорогих проводников, логично заменить механический инвертор цифровым, добавить датчик положения ротора, решающий в какой момент на конкретную катушку необходимо подать напряжение, и получить бесщеточный электродвигатель постоянного тока. В качестве датчика чаще используется датчик Холла.

Поскольку в этом двигателе удалены щетки, он не нуждается в регулярном обслуживании. Управляется двигатель постоянного тока при помощи блока управления, позволяющего изменять частоту вращения вала мотора, стабилизировать на определенном уровне обороты (независимо от имеющейся на валу нагрузки).

Состоит блок управления из нескольких узлов:

  • Системы импульсно-фазового управления СИФУ.
  • Регулятора
  • Защиты.

Где купить электродвигатель

Многие компании с мировыми именами выпускают сегодня электродвигатель постоянного тока 220 В. Купить его можно в интернет — магазинах, менеджеры которых предоставят исчерпывающую онлайн информацию, касающуюся выбранной модели. Большой выбор моделей таких двигателей на сайте http://ru.aliexpress.com/w/wholesale-brushless-dc-motor.html , в каталоге которого можно ознакомиться со стоимостью моделей, их описанием и пр. Если даже в каталоге нет интересующего двигателя, можно заказать его доставку.

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.

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.


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.


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.


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.


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 U K 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;

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.


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.


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.

1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах Коллекторные двигатели получили широкое применение не только в электроинструменте (дрели, шуруповёрты, болгарки и т.д), мелких бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.п), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторными двигателями оснащено большинство (примерно 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели применялись уже во многих стиральных машинах ещё с середины 90-х годов и со временем полностью вытеснили .

Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC . Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.

2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины


1. Статор
2. Коллектор ротора
3. Щётка (применяются всегда две щётки,
вторую на рисунке не видно)
4. Магнитный ротор тахогенератора
5. Катушка (обмотка) тахогенератора
6. Стопорная крышка тахогенератора
7. Клеммная колодка двигателя
8. Шкив
9. Алюминиевый корпус

Рис.2

Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).

Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис.2)
Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя. На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.

Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.

2.1 Ротор (якорь)


Рис.3
Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя (Рис.3) . На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором.
Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор тахогенератора.

2.2 Статор

Статор — неподвижная часть двигателя (Рис.4) . Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях.
Рис.4 Статор коллекторного двигателя (вид с торца)

Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.


2.3 Щётка

Рис.5

Щётка — это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел.
Рабочая часть щётки — графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.

(от др.-греч. τάχος — быстрота, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для контроля скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора крепится напрямую к ротору двигателя и при вращении в обмотке катушки тахогенератора по закону взаимоиндукции наводится пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС). Значение переменного напряжения, считывается с выводов катушки и обрабатывается электронной схемой, а последняя в конечном итоге задаёт и контролирует необходимую, постоянную скорость вращения ротора двигателя.
Такой же принцип работы и конструкцию имеют тахогенераторы применяемые в однофазных и трёхфазных асинхронных двигателях стиральных машин.

Рис.6

В коллекторных двигателях некоторых моделей стиральных машин марки Bosch (Бош) и Siemens (Сименс) вместо тахогенератора применяется датчик Холла . Это очень компактный и недорогой полупроводниковый прибор, который устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным полем кругового магнита установленным на валу ротора непосредственно рядом с коллектором. У датчика Холла три вывода, сигналы с которого так же считываются и обрабатываются электронной схемой (подробно принцип работы датчика Холла в данной статье мы рассматривать не будем).

Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательную схему подключения обмоток. В этом легко убедится рассмотрев его развёрнутую схему подключения к электрической сети (Рис.7) .

У коллекторных двигателей стиральных машин, на контактной колодке может быть от 6 до 10 задействованных контактов. На рисунке представлены все максимальные 10 контактов и всевозможные варианты подключения узлов двигателя.

Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, без труда можно запустить любой двигатель напрямую от электросети без применения электронной схемы управления и для этого не надо запоминать особенности расположения выводов обмоток на клеммной колодке каждой марки двигателя. Для этого, достаточно всего лишь определить выводы обмоток статора и щёток и подключить их согласно схеме на приведённом ниже рисунке.

Порядок расположения контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбран произвольно.



Рис.7

На схеме, оранжевыми стрелочками условно показано направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. От фазы (L) ток идёт через одну из щёток на коллектор, проходит по виткам обмотки ротора и выходит через другую щётку и через перемычку ток последовательно проходит по обмоткам обеих секций статора доходя до нейтрали (N).

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).

Внимание! 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.

4. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

Принцип действия электронных схем, в которых используется симистор, основан на двухполупериодном фазовом управлении. На графике (рис.9) показано как изменяется величина питающего мотор напряжения в зависимости от поступающих на управляющий электрод симистора импульсов с микроконтроллера.


Рис.9 Изменение величины питающего напряжения в зависимости от фазы поступающих импульсов управления

Таким образом можно отметить,что частота вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения прикладываемого к обмоткам двигателя.

Ниже, на (Рис.10) представлены фрагменты условной электрической схемы подключения коллекторного двигателя с тахогенератором к электронному блоку управления (EC) .
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. Вместе с тем, тахогенератор (P) передаёт мгновенное значение частоты вращения вала ротора в пропорциональный электрический сигнал. 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.
Рис.10 Изменение направления вращения 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.

5. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей

К достоинствам можно отнести: компактные размеры, большой пусковой момент, быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети, возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения, возможность применения работы как на постоянном,так и на переменном токе.
Недостатки — наличие коллекторно-щёточного узла и в связи с этим: относительно малая надёжность (срок службы), искрение возникающее между щётками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое число деталей коллектора.

6. Неисправности коллекторных двигателей

Самая уязвимая часть двигателя — коллекторно-щёточный узел. Даже в исправном двигателе, между щётками и коллектором происходит искрение, которое довольно сильно нагревает его ламели. При износе щёток до предела и вследствие их плохого прижима к коллектору, искрение порой достигает кульминационного момента представляющего электрическую дугу. В этом случае ламели коллектора сильно перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, образуя неровность,после чего,даже заменив изношенные щётки, двигатель будет работать с сильным искрением,что приведёт его к выходу из строя.

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.

Материал подготовлен сервисной службой «Аквалюкс»

Возникла необходимость подключить универсальный коллекторный электродвигатель. На первый взгляд никаких проблем нет. Двигатель рабочий, ранее стоял в соответствующем устройстве и выполнял предназначенную ему функцию, то есть уже был подключён. Но дело в том, что использовать его решил в совершенно ином по своим функциям устройстве. Изменились условия, возможности эксплуатации и требования, как к его работе, так и к сроку службы. Ведь механизм, в котором предполагалось вновь задействовать электродвигатель, должен будет быть собран именно под него. Что делать с существующей обвязкой? Можно и главное нужно ли в ней, что-то менять? В данном конкретном случае это электродвигатель от электробритвы.

Имеющаяся обвязка состоит из конденсаторов и дросселей предназначенных выполнять исключительно функции помехоподавляющего фильтра.


Непосредственно на работу двигателя они ни как не влияют. Известно, что универсальный коллекторный электродвигатель одинаково хорошо работает и на постоянном, и на переменном токе. Соответственно, не мудрствуя лукаво, при имеющимся сопротивлении секций обмоток статора (более 800 Ом) плюс сопротивление якоря (360 Ом), подключение можно сделать по такой схеме:


Что и было успешно опробовано.


Однако на постоянном токе чуточку лучше. Во первых КПД двигателя при переменном токе меньше, во вторых меньше срок службы щёток, коллектора и всей машины. Схема подключения будет такой.


Был опробован и этот вариант схемы.


Искрение щёток коллектора стало заметно меньше. Совсем уж решил на этом и остановиться, но тут посоветовали, что при питании данного электродвигателя постоянным током следует добавить, после диодного моста, конденсатор.


Ёмкость конденсатора первоначально посчитал по, показавшейся подходящей для данного случая, формуле. При подключении конденсатора с расчетной ёмкостью в 200 mkf движок взревел как небольшая электродрель, что заставило уменьшать ёмкость. Формулой для расчета, не оправдавшей себя, «делиться» смысла не вижу.


Остановился на конденсаторе 33mkf х 250V и диодном мосте из диодов 1N4007 (как более компактном). Работой электродвигателя доволен.

Видео работы электромотора

Ничего необычного, но действительно лучше увидеть, чем услышать (в данном случае прочитать) как он там «гудит», как он там «искрит». Желаю удачных экспериментов, Babay.

Коллекторные двигатели переменного тока достаточно широко применяются как силовые агрегаты бытовой техники, ручного электроинструмента, электрооборудования автомобилей, систем автоматики. Схема подключения коллекторного двигателя переменного тока, 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.

  • Упрощенная схема подключения
  • Управление работой двигателя
  • Преимущества и недостатки
  • Типичные неисправности

Особенности конструкции и принцип действия

По сути, коллекторный двигатель переменного тока 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 переменного тока 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 переменного тока 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 коллекторного электродвигателя переменного тока 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.
  • 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.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОЛЛЕКТОРНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

   Возникла необходимость подключить универсальный коллекторный электродвигатель. На первый взгляд никаких проблем нет. Двигатель рабочий, ранее стоял в соответствующем устройстве и выполнял предназначенную ему функцию, то есть уже был подключён.  Но дело в том, что использовать его решил в совершенно ином по своим функциям устройстве. Изменились условия, возможности эксплуатации и требования, как к его работе, так и к сроку службы. Ведь механизм, в котором предполагалось вновь задействовать электродвигатель, должен будет быть собран именно под него. Что делать с существующей обвязкой? Можно и главное нужно ли в ней, что-то менять? В данном конкретном случае это электродвигатель от электробритвы.

   Имеющаяся обвязка состоит из конденсаторов и дросселей предназначенных  выполнять исключительно функции помехоподавляющего фильтра.

   Непосредственно на работу двигателя они ни как не влияют. Известно, что универсальный коллекторный электродвигатель одинаково хорошо работает и на постоянном, и на переменном токе. Соответственно, не мудрствуя лукаво, при имеющимся сопротивлении секций обмоток статора (более 800 Ом) плюс  сопротивление якоря (360 Ом), подключение можно сделать по такой схеме:

   Что и было успешно опробовано.

   Однако на постоянном токе чуточку лучше. Во первых  КПД двигателя при переменном токе меньше, во вторых меньше срок службы щёток, коллектора и всей машины. Схема подключения будет такой.

   Был опробован и этот вариант схемы.

   Искрение щёток коллектора стало заметно меньше. Совсем уж решил на этом и остановиться, но тут посоветовали, что при питании  данного электродвигателя постоянным током следует добавить, после диодного моста, конденсатор.

   Ёмкость конденсатора первоначально посчитал по, показавшейся подходящей для данного случая, формуле. При подключении конденсатора с расчетной ёмкостью в 200 mkf движок взревел как небольшая электродрель, что заставило уменьшать ёмкость. Формулой для расчета, не оправдавшей себя, «делиться» смысла не вижу.

   Остановился на конденсаторе 33mkf х 250V и диодном мосте из диодов 1N4007 (как более компактном). Работой электродвигателя доволен.

Видео работы электромотора

   Ничего необычного, но действительно лучше увидеть, чем услышать (в данном случае прочитать) как он там «гудит», как он там «искрит». Желаю удачных экспериментов, Babay.

Originally posted 2019-05-04 00:35:47. Republished by Blog Post Promoter

Схема соединения электродвигателя стиральной машины. Как подключить электродвигатель от стиральной машины.

Как подключать двигатель стиральной машины?

Если у вас остался двигатель от старой стиральной машинки, то его не стоит выбрасывать. Этот электрический прибор еще послужит вам не один год. Главное, найти ему применение. К примеру, из него можно сделать неплохую точильную установку для заточки ножей, ножниц и топоров. Однако очень важным в этом деле является вопрос, как подключать двигатель стиральной машины к сети переменного тока напряжением 220 вольт?

Необходимо сразу же отметить, что этот движок имеет несколько чисто конструкционных особенностей, которые дают возможность обойтись без дополнительных электрических схем и деталей. К примеру, нет необходимости в установке пусковой обмотки и пускового конденсатора.

Здесь важно правильно подсоединить провода, которые отличаются друг от друга цветом:

  • Два белых провода. Они установлены лишь для того, чтобы измерять обороты движка. Их использовать для подключения не надо.
  • Красный провод. Он соединяется с первой обмоткой статора.
  • Коричневый идет на вторую обмотку.
  • Зеленый провод и серый подключаются к щеткам электродвигателя.

Схема подключения двигателя стиральной машины

Итак, будут задействованы четыре провода. Что и к чему подключать?

Подключение нового двигателя

Вот так производится подключение двигателя стиральной машины нового образца. Но есть еще и очень старые электродвигатели. Их схема подключения отличается от вышеописанной:

Подключение двигателя старого образца

Вот два способа, как можно подключить двигатель от стиральной машины.


Небольшое предисловие.

В моей мастерской работает несколько самодельных станков, построенных на базе асинхронных двигателей от старых советских стиральных машин.

Я использую двигатели как с «конденсаторным» пуском, так и двигатели с пусковой обмоткой и пусковым реле (кнопкой)

Особых трудностей с подключением и запуском у меня не возникало.
При подключении я иногда пользовался омметром (чтобы найти пусковую и рабочую обмотки).

Но чаще использовал свой опыт и метод «научного тыка» %)))

Возможно таким заявлением на навлеку на себя гнев «знающих», которые «все и всегда делают по науке» :))).

Но у меня и такой метод давал положительный результат, двигатели — работали, обмотки не перегорали:).

Конечно, если есть «как и чем» — то нужно делать «как правильно» — это я о наличии тестера и замере сопротивления обмоток.

Но в реальности не всегда так получается, а «кто не рискует… » — ну вы поняли:).

Почему я об этом говорю?
Буквально вчера я получил вопрос от своего зрителя, опущу некоторые моменты переписки, оставив только суть:


У меня из двигателя выходит 3 провода, можете что нибудь подсказать?

—-

Я пытался запускать как вы сказали через пусковое реле,(Кратковременно коснулся провода) но через некоторое время работы он начинает дымить и греться. МУльтиметра у меня нет, поэтому не могу проверить сопротивление обмоток(

Безусловно, тот метод о котором я сейчас расскажу — немного рискованный, особенно для человека, который не имеет дела с подобной работой постоянно.

Поэтому нужно быть предельно внимательным, и при первой же возможности проверить результаты «научного тыка» при помощи тестера.

Теперь к делу!

Сначала вкратце расскажу о типах двигателей, которые использовались в советских стиральных машинках.

Эти двигатели условно можно было разделить на 2 класса по мощности и скорости вращения.

В основной массе активаторных стиральных машин типа «тазик с моторчиком», для привода активатора использовался двигатель 180 Вт, 1350 — 1420 об/мин .

Как правило такой тип двигателя имел 4 раздельных вывода (пусковая и рабочая обмотки) и подключался через пуско-защитное реле или (в совсем старых версиях) через 3-х контактную пусковую кнопку Фото 1.

Фото 1 Пусковая кнопка.

Раздельные выводы пусковой и рабочей обмотки позволяли получить возможность реверса (для разных режимов стирки и предотвращения скручивания белья).

Для этого в машинах поздних моделей был добавлен простой командаппарат, коммутирующий подключение двигателя.

Встречаются двигатели мощностью 180 Вт, у которых пусковая и рабочая обмотка соединялись в средине корпуса , и на верх выходило только три вывода (фото 2)

Фото 2 Три вывода обмотки.

Второй тип двигателей использовался в приводе центрифуги , поэтому он имел большие обороты, но меньшую мощность — 100-120 вт, 2700 — 2850 об/мин.

Двигатели центрифуг обычно имели постоянно включенный, рабочий конденсатор.

Поскольку центрифугу не было необходимости реверсировать, то соединение обмоток как правило делалось в средине двигателя. На верх выходило только 3 провода.

Часто у таких двигателей обмотки одинаковы , поэтому замер сопротивления показывает примерно одинаковые результаты, например между 1 — 2 и 2 — 3 выводом омметр покажет 10 Ом, а между 1 — 3 — 20 Ом.

В этом случае вывод 2 — будет средней точкой в которой сходятся выводы первой и второй обмоток.

Двигатель подключается следующим образом:
выводы 1 и 2 — в сеть, вывод 3 через конденсатор на вывод 1.

По внешнему виду двигатели Активаторов и Центрифуг — очень похожи, так как часто для унификации использовались одинаковые корпуса и магнитопроводы. Двигатели отличались только типом обмоток и количеством полюсов.

Существует и третий вариант запуска, когда конденсатор подключается только на момент пуска , но они довольно редки, мне такие двигатели на стиральных машинах не попадались.

Особняком стоят схемы подключения 3-х фазных двигателей через фазосдвигающий конденсатор, но тут я их рассматривать не буду.

Итак, вернемся к методу, который использовал я, но прежде еще одно небольшое отступление.

Двигатели с пусковой обмоткой обычно имеют разные параметры пусковой и рабочей обмотки.

Это можно определить как замером сопротивления обмоток, так и визуально пусковая обмотка имеет провод меньшего сечения и ее сопротивление — выше ,

Если оставить пусковую обмотку включенной на несколько минут , она может перегореть ,
так как при нормальной работе она подключается только на несколько секунд.


Например сопротивление пусковой обмотки может быть 25 — 30 Ом, а сопротивление рабочей — 12 — 15 Ом.

Во время работы пусковая обмотка — должна быть отключена иначе двигатель будет гудеть, греться и быстро «пустит дым».

Если обмотки определены правильно, то при работе без нагрузки в течении 10 — 15 минут двигатель может быть слегка теплым.

Но если перепутать пусковую и рабочую обмотки — двигатель также запустится , и при отключении рабочей обмотки — будет продолжать работать.

Но в этом случае он также будет гудеть, греться и не выдавать положенную мощность.

А теперь переходим к практике.

Сначала нужно проверить состояние подшипников и отсутствие перекоса крышек двигателя. Для этого достаточно просто покрутить вал двигателя.
От легкого толчка он должен вращаться свободно, без заеданий, делая несколько оборотов.
Если все нормально — переходим к следующей стадии.

Нам потребуется низковольтный пробник (батарейка с лампочкой), провода, электро вилка и автомат (желательно 2х полюсный) на 4 — 6 Ампер. В идеале — еще и Омметр с пределом 1 мОм.
Прочный шнурок длинной пол-метра — для «стартера», малярный скотч и маркер для маркировки проводов двигателя.

Для начала нужно проверить двигатель на замыкание на корпус поочередно проверив выводы двигателя (подключив омметр или лампочку) между выводами и корпусом.

Омметр должен показывать сопротивление в пределах мОм, лампочка не должна гореть.

Далее закрепляем двигатель на столе, собираем цепь питания: вилка — автомат — провода к двигателю.
Маркируем выводы двигателя, приклеив на них флажки из скотча.

Подключаем провода к выводам 1 и 2, наматываем шнурок на вал двигателя, включаем питание и дергаем стартер.
Двигатель — запустился:) Слушаем как он работает секунд 10 — 15 и выключаем вилку из розетки.

Теперь нужно проверить нагрев корпуса и крышек. При «убитых» подшипниках будут греться крышки (и слышен повышенный шум при работе), а при проблемах с подключением — более горячим будет корпус (магнитопровод).

Если все в порядке — переходим дальше, и проводим те же эксперименты с парами выводов 2 — 3 и 3 — 1.

В процессе экспериментов двигатель, скорей всего будет работать на 2х из возможных 3х комбинациях подключения — то есть на рабочей и на пусковой обмотке.

Таким образом находим обмотку, на которой двигатель работает с наименьшим шумом (гулом) и выдает мощность (для этого пытаемся остановить вал двигателя, прижимая к нему деревяшку. Она и будет рабочей.

Теперь можно попытаться запустить двигатель при помощи пусковой обмотки.
Подключив питание к рабочей обмотке, нужно коснуться третьим проводом поочередно коснуться одного и другого вывода двигателя.

Если пусковая обмотка исправна — двигатель должен запуститься. А если нет — то «выбьет автомат» %))).

Конечно этот способ не совершенен, есть риск сжечь двигатель:(и применять его можно только в исключительных случаях. Но меня он выручал много раз.

Лучшим вариантом конечно будет определить тип (марку) двигателя и параметры его обмоток и найти в интернете схему подключения.

Ну вот такая «высшая математика» 😉 А за сим — разрешите откланяться.

Пишите комменты. Задавайте вопросы, и подписывайтесь на обновление блога:).

Стиральные машины, как и любой другой вид техники со временем устаревают и выходят из строя. Мы, конечно же, можем куда-нибудь деть старую стиральную машину , или же разобрать на запчасти. Если вы пошли по последнему пути, то у вас мог остаться двигатель от стиральной машины, который может сослужить вам добрую службу.

Мотор от старой стиральной машины можно приспособить в гараже и соорудить из него электрический наждак. Для этого нужно на вал двигателя будет прикрепить наждачный камень, который будет вращаться. А вы сможете точить об него разные предметы, начиная с ножей, заканчивая топорами и лопатами. Согласитесь, вещь довольно нужная в хозяйстве. Также из двигателя можно соорудить другие устройства, которые требуют вращения, например, промышленный миксер или еще что.

Напишите в комментариях, что вы решили сделать из старого двигателя для стиральной машины, думаем многим будет это очень интересно и полезно прочитать.

Если вы придумали, что сделать со старым мотором, то первый вопрос, который вас может тревожить, это как подключить электродвигатель от стиральной машины в сеть 220 в. И как раз на этот вопрос мы вам и поможем найти ответ в этой инструкции.

Перед тем как приступить непосредственно к подключению мотора, нужно сначала ознакомиться с электрической схемой, на которой будет все понятно.

Подключение двигателя от стиральной машины к сети 220 Вольт не должно занять у вас много времени. Для начала посмотрите на провода, которые идут от двигателя, сначала может показаться, что их достаточно много, но на самом деле, если посмотреть на вышеприведенную схему, то далеко не все нам нужны. Конкретно нас интересуют провода только ротора и статора.

Разбираемся с проводами

Если посмотреть на колодку с проводами спереди, то обычно первые два левых провода — это провода таходатчика , через них регулируются обороты двигателя стиральной машины. Они нам не нужны. На изображении они белые и перечеркнуты оранжевым крестом.

Дальше идет провода статора красный и коричневый. Мы их пометили красными стрелочками чтобы было более понятно. Следующие за ними идут два провода на щетки ротора – серый и зеленый, которые помечены синими стрелками. Все провода, на которые указаны стрелки нам понадобятся для подключения.

Для подключения мотора от стиральной машины к сети 220 В нам не потребуется пускового конденсатора, а также сам двигатель не нуждается в пусковой обмотке.

В разных моделях стиральных машин провода будут отличаться по цветам, но принцип подключения остается тот же. Вам просто нужно найти необходимые провода прозвонив их мультиметром.

Для этого переключите мультиметр на измерение сопротивления. Одним щупом касайтесь первого провода, а вторым ищите его пару.

У работающего тахогенератора в спокойном состоянии обычно сопротивление составляет 70 Ом. Эти провода вы найдете сразу и уберете их в сторону.

Остальные провода просто прозванивайте и находите им пары.

Подключаем двигатель от стиральной машины автомат

После того как мы нашли нужные нам провода осталось их соединить. Для этого делаем следующее.

Согласно схеме нужно соединить один конец обмотки статора со щеткой ротора. Для этого удобнее всего сделать перемычку и заизолировать ее.


На изображении перемычка выделена зеленым цветом.

После этого у нас остаются два провода: один конец обмотки ротора и провод, идущий на щетку. Они-то нам и нужны. Эти два конца и соединяем с сетью 220 в.

Как только вы подадите напряжение на эти провода, мотор сразу же начнет вращение. Двигатели стиральных машин довольно мощные, поэтому будьте внимательны, чтобы не возникло травм. Лучше всего мотор предварительно закрепить на ровной поверхности.

Если вы хотите сменить вращение двигателя в другую сторону, то нужно просто перекинуть перемычку на другие контакты, поменять провода щеток ротора местами. Посмотрите на схеме, как это выглядит.


Если вы все сделали правильно, то мотор начнет вращаться. Если же этого не случилось, то проверьте двигатель на работоспособность и уже после этого делайте выводы.
Подключить мотор современной стиральной машинки достаточно просто, что не скажешь о старых машинках. Здесь схема немного другая.

Подключение мотора старой стиральной машины

Подключение двигателя старой стиралки немного сложнее и потребует от вас найти нужные обмотки самим с помощью мультиметра. Для того, чтобы найти провода, прозвоните обмотки двигателя и найдите пару.


Для этого переключите мультиметр на измерение сопротивления, одним концом коснитесь первого провода, а вторым по очереди найдите его пару. Запишите или запомните сопротивление обмотки — нам это понадобится.

Дальше аналогично отыщите вторую пару проводов и зафиксируйте сопротивление. У нас получилось две обмотки с разным сопротивлением. Теперь нужно определить какая из них рабочая, а какая пусковая. Тут все просто, у рабочей обмотки сопротивление должно быть меньше чем у пусковой.

Для запуска двигателя подобного плана вам понадобится кнопка или пусковое реле. Кнопка нужна с не фиксируемым контактом и подойдет, допустим, кнопка от дверного звонка.

Теперь подключаем двигатель и кнопку по схеме: Но обмотку возбуждения (ОВ) напрямую подается 220 В. На пусковую же обмотку (ПО) нужно подать это же напряжение, только для запуска двигателя на короткий срок, и отключить ее — для этого и нужна кнопка (SB).

ОВ соединяем напрямую с сетью 220В, а ПО соединим с сетью 220 В через кнопку SB.

  • ПО – пусковая обмотка. Предназначается только для запуска двигателя и задействована в самом начале, пока двигатель не начнет вращаться.
  • ОВ – обмотка возбуждения. Это рабочая обмотка, которая постоянно находится в работе, она и вращает двигатель все время.
  • SB – кнопка с помощью которой подается напряжение на пусковую обмотку и после запуска мотора отключает ее.

После того, как вы произвели все подключение, достаточно запустить двигатель от стиральной машины. Для этого нажмите на кнопку SB и, как только двигатель начнет вращаться, отпустите ее.

Для того чтобы сделать реверс (вращения двигателя в противоположную сторону), вам нужно поменять местами контакты обмотки ПО. Тем самым мотор начнет вращение в другую сторону.

Все, теперь мотор от старой стиралки может сослужить вам в качестве нового устройства.

Перед запуском двигателя обязательно закрепите его на ровной поверхности, т. к. обороты вращения его достаточно большие.

1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах

Коллекторные двигатели получили широкое применение не только в электроинструменте (дрели, шуруповёрты, болгарки и т.д), мелких бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.п), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторными двигателями оснащено большинство (примерно 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели применялись уже во многих стиральных машинах ещё с середины 90-х годов и со временем полностью вытеснили однофазные конденсаторные асинхронные двигатели .

Коллекторные моторы более компактные, мощные и простые в управлении. Этим и объясняется их столь массовое применение. В стиральных машинах применяются коллекторные двигатели таких марок производителей как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC . Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип работы их совершенно одинаковый.

2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины


1. Статор
2. Коллектор ротора
3. Щётка (применяются всегда две щётки,
вторую на рисунке не видно)
4. Магнитный ротор тахогенератора
5. Катушка (обмотка) тахогенератора
6. Стопорная крышка тахогенератора
7. Клеммная колодка двигателя
8. Шкив
9. Алюминиевый корпус

Рис.2

Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока. Поэтому его называют ещё универсальный коллекторный двигатель (УКД).

Большинство коллекторных двигателей применяемых в стиральных машинах имеют конструкцию и внешний вид представленный на (рис.2)
Данный двигатель имеет ряд таких основных частей как: статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда применяются две щётки), тахогенератор (магнитный ротор которого крепится к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все составные части скрепляются в единую конструкцию двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя. На клеммную колодку выводятся контакты обмоток статора, щёток, тахогенератора необходимые для подключения к электрической схеме. На вал ротора запрессован шкив, через который посредством ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.

Чтобы в дальнейшем лучше понять как работает коллекторный двигатель, давайте рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.

2.1 Ротор (якорь)


Рис.3
Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя (Рис.3) . На стальной вал устанавливается сердечник, который для уменьшения вихревых токов изготавливают из наборных пластин электротехнической стали. В пазы сердечника укладываются одинаковые ветви обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующие коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей располагающихся на изоляторе и разделённые между собой зазором.
Для обеспечения скольжения ротора, на его вал запрессовываются подшипники, опорами которых служат крышки корпуса двигателя. Так же, на вал ротора запрессован шкив с проточенными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала есть отверстие с резьбой в которое прикручивается магнитный ротор тахогенератора.

2.2 Статор

Статор — неподвижная часть двигателя (Рис.4) . Для уменьшения вихревых токов, сердечник статора выполнен из наборных пластин электротехнической стали образующих каркас, на котором уложены две равные секции обмотки соединённые последовательно. У статора почти всегда есть только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях применяется так называемое секционирование обмотки статора и дополнительно имеется третий вывод между секциями. Обычно это делается из-за того, что при работе двигателя на постоянном токе, индуктивное сопротивление обмоток оказывает меньшее сопротивление постоянному току и ток в обмотках выше, поэтому задействуются обе секции обмотки, а при работе на переменном токе включается лишь одна секция, так как переменному току индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше. В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только секционирование обмотки статора необходимо для увеличения количества оборотов вращения ротора двигателя. При достижении определённой скорости вращения ротора, электрическая схема двигателя коммутируется таким образом, чтобы включалась одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается и двигатель набирает ещё большие обороты. Это необходимо на стадии режима отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Средний вывод секций обмотки статора применяется не во всех коллекторных двигателях.
Рис.4 Статор коллекторного двигателя (вид с торца)

Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок, последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (на рисунке тепловая защита не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводят на клеммную колодку двигателя.


2.3 Щётка

Рис.5

Щётка — это скользящий контакт, является звеном электрической цепи обеспечивающим электрическое соединение цепи ротора с цепью статора. Щётка крепится на корпусе двигателя и под определённым углом примыкает к ламелям коллектора. Применяется всегда как минимум пара щёток, которая образует так называемый щёточно-коллекторный узел.
Рабочая часть щётки — графитовый брусок с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовый брусок имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянной контактной клеммой. Для прижима бруска к коллектору применяется пружинка. Вся конструкция заключена в изолятор и крепится к корпусу двигателя. В процессе работы двигателя, щётки из-за трения о коллектор стачиваются, поэтому они считаются расходным материалом.

(от др.-греч. τάχος — быстрота, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для контроля скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора крепится напрямую к ротору двигателя и при вращении в обмотке катушки тахогенератора по закону взаимоиндукции наводится пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС). Значение переменного напряжения, считывается с выводов катушки и обрабатывается электронной схемой, а последняя в конечном итоге задаёт и контролирует необходимую, постоянную скорость вращения ротора двигателя.
Такой же принцип работы и конструкцию имеют тахогенераторы применяемые в однофазных и трёхфазных асинхронных двигателях стиральных машин.

Рис.6

В коллекторных двигателях некоторых моделей стиральных машин марки Bosch (Бош) и Siemens (Сименс) вместо тахогенератора применяется датчик Холла . Это очень компактный и недорогой полупроводниковый прибор, который устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным полем кругового магнита установленным на валу ротора непосредственно рядом с коллектором. У датчика Холла три вывода, сигналы с которого так же считываются и обрабатываются электронной схемой (подробно принцип работы датчика Холла в данной статье мы рассматривать не будем).


Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательную схему подключения обмоток. В этом легко убедится рассмотрев его развёрнутую схему подключения к электрической сети (Рис.7) .

У коллекторных двигателей стиральных машин, на контактной колодке может быть от 6 до 10 задействованных контактов. На рисунке представлены все максимальные 10 контактов и всевозможные варианты подключения узлов двигателя.

Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, без труда можно запустить любой двигатель напрямую от электросети без применения электронной схемы управления и для этого не надо запоминать особенности расположения выводов обмоток на клеммной колодке каждой марки двигателя. Для этого, достаточно всего лишь определить выводы обмоток статора и щёток и подключить их согласно схеме на приведённом ниже рисунке.

Порядок расположения контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбран произвольно.



Рис.7

На схеме, оранжевыми стрелочками условно показано направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. От фазы (L) ток идёт через одну из щёток на коллектор, проходит по виткам обмотки ротора и выходит через другую щётку и через перемычку ток последовательно проходит по обмоткам обеих секций статора доходя до нейтрали (N).

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).

Внимание! 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.

4. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

Принцип действия электронных схем, в которых используется симистор, основан на двухполупериодном фазовом управлении. На графике (рис.9) показано как изменяется величина питающего мотор напряжения в зависимости от поступающих на управляющий электрод симистора импульсов с микроконтроллера.


Рис.9 Изменение величины питающего напряжения в зависимости от фазы поступающих импульсов управления

Таким образом можно отметить,что частота вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения прикладываемого к обмоткам двигателя.

Ниже, на (Рис.10) представлены фрагменты условной электрической схемы подключения коллекторного двигателя с тахогенератором к электронному блоку управления (EC) .
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. Вместе с тем, тахогенератор (P) передаёт мгновенное значение частоты вращения вала ротора в пропорциональный электрический сигнал. 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.
Рис.10 Изменение направления вращения 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.

5. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей

К достоинствам можно отнести: компактные размеры, большой пусковой момент, быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети, возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения, возможность применения работы как на постоянном,так и на переменном токе.
Недостатки — наличие коллекторно-щёточного узла и в связи с этим: относительно малая надёжность (срок службы), искрение возникающее между щётками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое число деталей коллектора.

6. Неисправности коллекторных двигателей

Самая уязвимая часть двигателя — коллекторно-щёточный узел. Даже в исправном двигателе, между щётками и коллектором происходит искрение, которое довольно сильно нагревает его ламели. При износе щёток до предела и вследствие их плохого прижима к коллектору, искрение порой достигает кульминационного момента представляющего электрическую дугу. В этом случае ламели коллектора сильно перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, образуя неровность,после чего,даже заменив изношенные щётки, двигатель будет работать с сильным искрением,что приведёт его к выходу из строя.

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.


Небольшое предисловие.

В моей мастерской работает несколько самодельных станков, построенных на базе асинхронных двигателей от старых советских стиральных машин.

Я использую двигатели как с «конденсаторным» пуском, так и двигатели с пусковой обмоткой и пусковым реле (кнопкой)

Особых трудностей с подключением и запуском у меня не возникало.
При подключении я иногда пользовался омметром (чтобы найти пусковую и рабочую обмотки).

Но чаще использовал свой опыт и метод «научного тыка» %)))

Возможно таким заявлением на навлеку на себя гнев «знающих», которые «все и всегда делают по науке» :))).

Но у меня и такой метод давал положительный результат, двигатели — работали, обмотки не перегорали:).

Конечно, если есть «как и чем» — то нужно делать «как правильно» — это я о наличии тестера и замере сопротивления обмоток.

Но в реальности не всегда так получается, а «кто не рискует… » — ну вы поняли:).

Почему я об этом говорю?
Буквально вчера я получил вопрос от своего зрителя, опущу некоторые моменты переписки, оставив только суть:


У меня из двигателя выходит 3 провода, можете что нибудь подсказать?

—-

Я пытался запускать как вы сказали через пусковое реле,(Кратковременно коснулся провода) но через некоторое время работы он начинает дымить и греться. МУльтиметра у меня нет, поэтому не могу проверить сопротивление обмоток(

Безусловно, тот метод о котором я сейчас расскажу — немного рискованный, особенно для человека, который не имеет дела с подобной работой постоянно.

Поэтому нужно быть предельно внимательным, и при первой же возможности проверить результаты «научного тыка» при помощи тестера.

Теперь к делу!

Сначала вкратце расскажу о типах двигателей, которые использовались в советских стиральных машинках.

Эти двигатели условно можно было разделить на 2 класса по мощности и скорости вращения.

В основной массе активаторных стиральных машин типа «тазик с моторчиком», для привода активатора использовался двигатель 180 Вт, 1350 — 1420 об/мин .

Как правило такой тип двигателя имел 4 раздельных вывода (пусковая и рабочая обмотки) и подключался через пуско-защитное реле или (в совсем старых версиях) через 3-х контактную пусковую кнопку Фото 1.

Фото 1 Пусковая кнопка.

Раздельные выводы пусковой и рабочей обмотки позволяли получить возможность реверса (для разных режимов стирки и предотвращения скручивания белья).

Для этого в машинах поздних моделей был добавлен простой командаппарат, коммутирующий подключение двигателя.

Встречаются двигатели мощностью 180 Вт, у которых пусковая и рабочая обмотка соединялись в средине корпуса , и на верх выходило только три вывода (фото 2)

Фото 2 Три вывода обмотки.

Второй тип двигателей использовался в приводе центрифуги , поэтому он имел большие обороты, но меньшую мощность — 100-120 вт, 2700 — 2850 об/мин.

Двигатели центрифуг обычно имели постоянно включенный, рабочий конденсатор.

Поскольку центрифугу не было необходимости реверсировать, то соединение обмоток как правило делалось в средине двигателя. На верх выходило только 3 провода.

Часто у таких двигателей обмотки одинаковы , поэтому замер сопротивления показывает примерно одинаковые результаты, например между 1 — 2 и 2 — 3 выводом омметр покажет 10 Ом, а между 1 — 3 — 20 Ом.

В этом случае вывод 2 — будет средней точкой в которой сходятся выводы первой и второй обмоток.

Двигатель подключается следующим образом:
выводы 1 и 2 — в сеть, вывод 3 через конденсатор на вывод 1.

По внешнему виду двигатели Активаторов и Центрифуг — очень похожи, так как часто для унификации использовались одинаковые корпуса и магнитопроводы. Двигатели отличались только типом обмоток и количеством полюсов.

Существует и третий вариант запуска, когда конденсатор подключается только на момент пуска , но они довольно редки, мне такие двигатели на стиральных машинах не попадались.

Особняком стоят схемы подключения 3-х фазных двигателей через фазосдвигающий конденсатор, но тут я их рассматривать не буду.

Итак, вернемся к методу, который использовал я, но прежде еще одно небольшое отступление.

Двигатели с пусковой обмоткой обычно имеют разные параметры пусковой и рабочей обмотки.

Это можно определить как замером сопротивления обмоток, так и визуально пусковая обмотка имеет провод меньшего сечения и ее сопротивление — выше ,

Если оставить пусковую обмотку включенной на несколько минут , она может перегореть ,
так как при нормальной работе она подключается только на несколько секунд.


Например сопротивление пусковой обмотки может быть 25 — 30 Ом, а сопротивление рабочей — 12 — 15 Ом.

Во время работы пусковая обмотка — должна быть отключена иначе двигатель будет гудеть, греться и быстро «пустит дым».

Если обмотки определены правильно, то при работе без нагрузки в течении 10 — 15 минут двигатель может быть слегка теплым.

Но если перепутать пусковую и рабочую обмотки — двигатель также запустится , и при отключении рабочей обмотки — будет продолжать работать.

Но в этом случае он также будет гудеть, греться и не выдавать положенную мощность.

А теперь переходим к практике.

Сначала нужно проверить состояние подшипников и отсутствие перекоса крышек двигателя. Для этого достаточно просто покрутить вал двигателя.
От легкого толчка он должен вращаться свободно, без заеданий, делая несколько оборотов.
Если все нормально — переходим к следующей стадии.

Нам потребуется низковольтный пробник (батарейка с лампочкой), провода, электро вилка и автомат (желательно 2х полюсный) на 4 — 6 Ампер. В идеале — еще и Омметр с пределом 1 мОм.
Прочный шнурок длинной пол-метра — для «стартера», малярный скотч и маркер для маркировки проводов двигателя.

Для начала нужно проверить двигатель на замыкание на корпус поочередно проверив выводы двигателя (подключив омметр или лампочку) между выводами и корпусом.

Омметр должен показывать сопротивление в пределах мОм, лампочка не должна гореть.

Далее закрепляем двигатель на столе, собираем цепь питания: вилка — автомат — провода к двигателю.
Маркируем выводы двигателя, приклеив на них флажки из скотча.

Подключаем провода к выводам 1 и 2, наматываем шнурок на вал двигателя, включаем питание и дергаем стартер.
Двигатель — запустился:) Слушаем как он работает секунд 10 — 15 и выключаем вилку из розетки.

Теперь нужно проверить нагрев корпуса и крышек. При «убитых» подшипниках будут греться крышки (и слышен повышенный шум при работе), а при проблемах с подключением — более горячим будет корпус (магнитопровод).

Если все в порядке — переходим дальше, и проводим те же эксперименты с парами выводов 2 — 3 и 3 — 1.

В процессе экспериментов двигатель, скорей всего будет работать на 2х из возможных 3х комбинациях подключения — то есть на рабочей и на пусковой обмотке.

Таким образом находим обмотку, на которой двигатель работает с наименьшим шумом (гулом) и выдает мощность (для этого пытаемся остановить вал двигателя, прижимая к нему деревяшку. Она и будет рабочей.

Теперь можно попытаться запустить двигатель при помощи пусковой обмотки.
Подключив питание к рабочей обмотке, нужно коснуться третьим проводом поочередно коснуться одного и другого вывода двигателя.

Если пусковая обмотка исправна — двигатель должен запуститься. А если нет — то «выбьет автомат» %))).

Конечно этот способ не совершенен, есть риск сжечь двигатель:(и применять его можно только в исключительных случаях. Но меня он выручал много раз.

Лучшим вариантом конечно будет определить тип (марку) двигателя и параметры его обмоток и найти в интернете схему подключения.

Ну вот такая «высшая математика» 😉 А за сим — разрешите откланяться.

Пишите комменты. Задавайте вопросы, и подписывайтесь на обновление блога:).

Как работает коллекторный двигатель со щеточным механизмом в бытовой технике

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.

Содержание статьи

Компоновка и принцип работы

Подвижная часть коллекторного двигателя, как и любого другого, механически сбалансирована и закреплена в подшипниках вращения, вмонтированных в неподвижную станину.


Стационарный статор и вращающийся ротор имеют собственные обмотки из изолированного провода. По ним протекает электрический ток, создающий магнитные поля со своими полюсами: северным N и южным S.

При взаимодействии этих двух электромагнитных полей создается вращение ротора.

Поскольку к обеим обмоткам необходимо постоянно подводить напряжение, а ротор вращается, то для него смонтировано специальное устройство: коллектор с щеточным механизмом.

Электрическая схема

Для практических работ удобно пользоваться двумя видами ее представления:

  1. упрощенным;
  2. более подробным.

Упрощенное отображение

Способ позволяет очень просто представить подключение всех обмоток двигателя к схеме электрической сети.


Выключатель разрывает оба потенциала фазы и нуля или один из них. Через щетки с коллектором создается цепь тока по обмоткам ротора.

Принципиальная схема

В зависимости от конструктивных особенностей обмотки статора и ротора могут иметь дополнительные отводы для питания различных устройств управления и автоматики коллекторного двигателя или обходиться без них.


Термозащита исключает перегревание изоляции обмоток двигателя. Она снимает напряжение питания при срабатывании датчика, останавливая вращение ротора и исполнительного механизма.

Тахогенератор позволяет судить о скорости вращения ротора. У отдельных двигателей его заменяют датчиком Холла. Для передачи сигналов к этим устройствам тоже используются контакты коллекторных пластин.

Проблемные места конструкции

Чаще всего неисправности могут возникнуть в:

  • подшипниках:
  • щеточном коллекторном узле;
  • слое изоляции обмоток и проводов.

Подшипники

Их расположение выполняется по краям ротора с таким условием, чтобы максимально передавать осевую нагрузку крутящего момента.

У обычного бытового инструмента они могут повреждаться по двум основным причинам:

  1. от неправильного приложения нагрузки:
  2. в результате загрязнения.

Направления приложенных усилий

Подшипники бытового электроинструмента, как правило, не предназначены для восприятия боковых нагрузок. От частого их приложения, например, когда при работе дрелью нагружают не конец сверла, а прорезают щелевые отверстия его боком, на подшипниковый механизм передаются биения вала, создающие дополнительные люфты шариков в обоймах.

Работа в загрязненной среде

Коллекторный двигатель имеет воздушную систему охлаждения. Крыльчатка, надетая на ротор, забирает воздух через специальные щели в кожухе двигателя и прогоняет его по всему корпусу для отвода излишнего тепла от нагревающихся обмоток. Теплые потоки выбрасываются через специальные отверстия.

Если в помещении создана пыльная среда, то она будет засасываться внутрь корпуса и проникнет на подшипники и коллекторно-щеточный механизм. Возникнет абразивное воздействие на соприкасающихся при вращении частях, их преждевременный износ, а также нарушение электрической проводимости на контактах щеток.

Использование коллекторного двигателя не по назначению, например, сбор потока строительной пыли бытовым пылесосом вместо строительного, наиболее частая причина его поломки.

Отчего искрят щетки

Конструктивные особенности

При работе двигателя происходит постоянное трение щеток о контактные пластины коллектора, что требует периодического осмотра.


На рабочих поверхностях медных площадок появляется незначительный слой угольной пыли, как показано на фотографии. Это связано с расходом материала и износом щеток.

Этот процесс идет всегда при работе коллекторного двигателя. Даже при нормальном скольжении щетки создается незначительный разрыв цепи электрического тока. А это всегда связано с искрообразованием из-за возникновения переходных процессов и появлением микроскопических дуг. К тому же обмотки обладают высоким индуктивным сопротивлением.

Поэтому полностью исправный щеточный механизм при номинальной работе искрит, что не заметно взглядом, но ощущают чувствительные электронные приборы: телевизоры, компьютеры и другая техника. В схему их питания всегда устанавливают помехоподавляющие фильтры. Примером служит приведенная на сайте электрическая схема микроволновой печи с выделенным фрагментом зеленого цвета.

Износ материала щеток

Прижимаемая к коллекторной пластине токоведущая часть выполнена из угля. Ее объём изнашивается, а длина уменьшается. При этом ослабляется усилие нажима, создаваемое расправляемой пружиной.


Этот процесс может учитывается или не приниматься во внимание в разных конструкциях коллекторных двигателей.

Раритетные образцы

На старом двигателе выпуска 1960 года, приведенном в качестве примера, сжатие пружины осуществляется усилием завинчивания диэлектрической крышки.


Процесс установки щетки показан ниже.

Двигатель пылесоса

Описанная в статье об изготовлении самодельного триммера конструкция щеточного механизма имеет винт фиксации корпуса щетки.


Его установка показана на очередной фотографии. Обратите внимание, что сама щетка неоднократно стачивалась в процессе длительной работы и заменялась выточенным из угольного электрода батарейки по форме предыдущей.

При самостоятельном изготовлении щеток обращайте внимание на плотность ее входа в гнездо и перпендикулярное положение к оси вала. Если она будет меньшего размера, то при работе возникнет перекос. Он приведет к излишнему искрению и снижению ресурса двигателя.

Поэтому желательно использовать заводские щетки от производителя.
Существуют и другие технические решения этого вопроса.

Как проверить степень износа щетки

Основной метод связан с визуальным осмотром. В интернете можно встретить советы, рекомендующие прижать при работе двигателя щетку отверткой и оценить изменение оборотов ротора.

Это опасная операция, выполнять которую может только обученный и опытный персонал потому, что:

  • необходимо пользоваться защитными средствами: работа выполняется под напряжением;
  • существует вероятность создания короткого замыкания, ибо проверять придется обе щетки по очереди или одновременно и использовать отвертки с изолированными стержнями и наконечниками.

Если внешний осмотр показал, что длина щетки сильно уменьшена или рабочая поверхность имеет сколы, то ее необходимо просто заменить.

Загрязненный коллектор

Образование излишнего слоя угольной пыли с хорошими токопроводящими свойствами на пластинах может стать причиной их замыкания. Необходимо ее удалять не только с внешней поверхности, но и из промежутков между ними.


Графитовую пыль можно стереть слегка смоченной в спирте или бензине мягкой ветошью или убрать тонкой деревянной палочкой.

Когда коллекторные пластины потеряли первоначальную форму и стали с выемками, то их восстанавливают наждачной шкуркой с самым мелким зерном на токарных станках. Это сложная операция, требующая специального оборудования, но она способна продлить ресурс коллекторного двигателя.

Межвитковые замыкания в обмотках

Их образование на статоре или роторе резко снижает индуктивное сопротивление, ведет к появлению дополнительных искр между различными секциями коллектора и щеток. Возникает дополнительный перегрев.

Обмотка ротора

Поврежденную секцию в отдельных случаях можно наблюдать визуально по изменению цвета. Для выполнения электрических замеров потребуется точный омметр. Технологию проверки демонстрирует видео владельца altevaa TV “Проверка якоря коллекторного двигателя”.

Ремонт поврежденной обмотки ротора — операция сложная. Иногда проще купить новый.

Обмотка статора

Неисправность можно выявить замером активной составляющей электрического сопротивления по мостовой схеме у каждой полуобмотки. Но это тоже довольно сложно.

Пробой диэлектрического слоя изоляции

Кратко коснемся причин образования дефектов и защитных устройств, которыми необходимо пользоваться.

Как возникают неисправности

Медные провода жил всех обмоток покрыты слоем лака, который может повреждаться от:

  • неосторожно приложенных механических нагрузок;
  • при повышенной температуре.

От этих же факторов возникают дефекты изоляции питающих проводов с полихлорвиниловым покрытием.

В результате этих воздействий появляются следующие неисправности электрической схемы:

  • межвитковое замыкание, создающее дополнительный путь для протекания тока утечек, который значительно снижает рабочие характеристики двигателя;
  • короткое замыкание, способное выжечь провода.
Защитные устройства
Термореле

Встроенная во многие коллекторные двигатели функция защиты от перегрева работает автоматически. Когда оборудование отключается от его частой работы, то необходимо искать причину завышения температуры. К сожалению, часть пользователей старается заблокировать термореле. Это приводит к поломке с трудно восстанавливаемым ремонтом.

Автоматический выключатель

Ликвидация короткого замыкания и перегруза внутри электрической схемы двигателя возложена на бытовой автомат, питающий силовую розетку. Он устанавливается в квартирном щитке и по своим техническим характеристикам должен соответствовать рабочему и аварийному режиму коллекторного двигателя.

Без защиты налаженным автоматическим выключателем пользоваться инструментом с коллекторным двигателем опасно для жизни.

УЗО

Устройство защитного отключения предназначено для защиты работающего персонала от воздействия токов утечек, проникающих на открытые металлические или случайно контактирующие токопроводящие части корпуса.

УЗО предотвращает стекание потенциала фазы через тело человека на землю. Оно тоже устанавливается в квартирном щитке.

Для закрепления материала рекомендуем посмотреть ролик владельца slavnatik “Почему искрит болгарка”.

Напоминаем, что сейчас вам удобно задать вопросы в комментариях и поделиться статьей с друзьями в соц сетях.

Полезные товары Полезные сервисы и программы

Подключение электродвигателя

Нас окружает огромное количество электроприборов, почти две трети из них оборудованы электродвигателями с разными мощностными и электрическими характеристиками. После списания прибора в утиль в большинстве случаев электродвигатели сохраняют работоспособность и могут еще довольно долго послужить в виде самодельных электронасосов, точил, станков, вентиляторов и газонокосилок. Нужно только знать, какая схема подключения электродвигателя использована в данном конкретном приборе, и как правильно выполнить подключение асинхронного или коллекторного электропривода к сети.

Какие конструкции электродвигателя можно подключить своими руками


Из большого количества моделей и конструкций современных электромоторов в домашних условиях для самоделок можно выполнить подключение электродвигателя лишь нескольких схем:

  • Асинхронного трехфазного электродвигателя с обмоткой звездой и треугольником;
  • Асинхронного электродвигателя с однофазным питанием;
  • Коллекторного электромотора со щеточной схемой возбуждения потока.

Для питания бытовых приборов и электродвигателей применяется подключение к однофазной сети с напряжением в 220 В. К такой сети можно подключить и трехфазный двигатель на 380 В. Но даже в таком варианте подключения «выдавить» из электродвигателя боле 2,5-3 кВт мощности без риска сжечь электропроводку практически невозможно. Поэтому в гаражах и столярных мастерских владельцы выполняют проводку трехфазного электропитания, позволяющего использовать мощные двигатели на 5-10 кВт и более.

Что нужно знать для подключения электродвигателя своими руками


Общий принцип работы электродвигателя известен всем еще со школы. Но на практике знания о вращающихся магнитных потоках и ЭДС, индукционных процессах и эквивалентах правильно выполнить даже простейшее подключение однофазного электродвигателя явно не помогут, поэтому для работы будет достаточно:

  • Понимать суть конструкций двигателей;
  • Знать предназначение обмоток и схему подключения;
  • Ориентироваться во вспомогательных устройствах, таких как балластные сопротивления и пусковые конденсаторы.

Советская промышленность выпускала электродвигатели с обязательной металлической табличкой, приклепанной к корпусу, на которой был указан тип и модель, напряжение питания, и даже рисовалась схема подключения. Позже на табличке остались только модель, мощность, потребляемый ток и номер. Сегодня на современном электродвигателе с трудом можно найти маркировку модели, и не более.

Поэтому при выборе схемы подключения необходимо узнать из справочника тип и мощность, прозвонить мультиметром проводку относительно корпуса и между выводами на жгуте. Только после того, как будет достоверно установлено, что нет короткого замыкания на корпусе, определены контакты каждой из обмоток, можно приступать к подключению.

Типовые схемы подключения электродвигателя


Наиболее простым в подключении является коллекторный двигатель со щеточным возбуждением магнитного поля ротора. Коллекторным электродвигателем оснащаются электроинструменты, стиралки, кофемолки, электромясорубки и прочие приборы, где время работы мотора одного включения небольшое, но важно, чтобы двигатель был максимально компактным, высокооборотным и мощным.

Подключение к двигателю простейшее. От однофазной сети напряжение подается через замыкаемую кнопку «Пуск» на обмотки статора и ротора последовательного соединения. Пока кнопка в нажатом состоянии, двигатель работает. На статоре может выполняться две обмотки, в этом случае с помощью переключателя двигатель способен работать на пониженной скорости вращения.

Коллекторные двигатели имеют малый ресурс и крайне чувствительны к качеству угольно-графитовых щеток, которыми через медное кольцо подается питание на ротор.

Подключение однофазного асинхронника


Устройство асинхронного электродвигателя на 220 В приведено на схеме. По сути, это стальной корпус с уложенными внутри двумя обмотками – рабочей и пусковой. Коллектор представляет собой алюминиевую цилиндрическую болванку, насаженную на рабочий вал. Преподаватели и инженеры любят подчеркивать, что у такого прибора обмоток не две, а три, имея в виду цилиндр ротора. Но практики оперируют только пусковой и рабочей обмотками.

Из всех способов и схем подключения однофазного асинхронного электродвигателя на практике используют только три:

  1. С балластными сопротивлениями на пусковой обмотке;
  2. С кнопочным или релейным пускателем и стартовым конденсатором в цепи пусковой обмотки;
  3. С постоянно включенным рабочим конденсатором на пусковой обмотке.

Кроме того, используется комбинация последних двух, в этом случае, в дополнение к рабочему конденсатору, в схеме присутствует реле или тиристорный ключ, с помощью которых в момент пуска подключается дополнительная группа стартовых конденсаторов.

Асинхронные двигатели обладают невысоким стартовым моментом вращения, поэтому для запуска приходится прибегать к подключению по схеме дополнительных устройств в виде реле пускателя, балластного сопротивления или мощных конденсаторов.

Достаточно просто подключить однофазный асинхронный электромотор с помощью балластного сопротивления и пускателя, как на схеме.

В любых однофазных асинхронных двигателях имеется две обмотки. Они могут быть изготовлены по схеме с разделением на четыре вывода или на три вывода. В последнем случае один из выводов является общим. Чтобы определить, какие контакты к какой обмотке относятся, потребуется схема двигателя, или можно прозвонить выводы мультиметром. Пара, дающая максимальное сопротивление, означает, что измерение выполнено через две обмотки одновременно, как на схеме. Далее берем оставшийся третий вывод и через него меряем поочередно, как по схеме, сопротивления на первой и второй клемме. Рабочая обмотка асинхронного однофазного двигателя будет иметь минимальное сопротивление 10-13 Ом, сопротивление пусковой будет промежуточным 30-35 Ом.

Включение однофазных асинхронных моторов через пускатель очень простое, достаточно правильно выполнить соединение контактов с пускателем и сетевым кабелем по приведенной схеме. Управление запуском асинхронного двигателя простейшее, достаточно нажать кратковременно на кнопку пускателя, и мотор начнет работу. Выключение выполняется через обесточивание схемы. Управление асинхронными двигателями только с помощью пускателей является неэкономичным и не всегда эффективным способом раскрутить вал, особенно для высокооборотных моторов с небольшим моментом вращения.

Более экономичной является схема подключения электродвигателя 220 с конденсатором. Подключая через конденсаторы, как на приведенных схемах, получаем сдвиг фаз между двумя магнитным вращающимися потоками.

На практике отдают предпочтение схемам с одним конденсатором и комбинированной схеме с рабочим и пусковым конденсаторами. Кратковременным подключением пускового конденсатора на валу двигателя создается мощный стартовый вращающий момент, время запуска сокращается в разы.

Важно правильно подобрать емкость стартового конденсатора. Обычно для качественного запуска подключаемая к однофазному асинхроннику емкость конденсатора выбирается по схеме – на каждые 100 Вт мощности должно приходиться 7мкФ номинала.

Подключение трехфазных электродвигателей


В сравнении с однофазными трехфазные моторы обладают большей мощностью и пусковым моментом. Как правило, в домашних условиях такой электродвигатель применяется для деревообрабатывающих станков и приспособлений. При наличии трехфазной сети порядок подключения еще проще, чем у предыдущих асинхроников. Необходимо выполнить установку четырехконтактного пускателя и выполнить соединение по приведенной на корпусе схеме с контактами трехфазной сети. Такие электродвигатели допускают два вида подключений коммутацией – в виде звезды или треугольника.

Конкретные варианты соединения обмоток по схеме звезда, а чаще треугольника определяются паспортным напряжением и указаниями производителя. В случае необходимости такие электродвигатели могут также подключаться с помощью переходных конденсаторов к однофазной сети. Для этого выполняют подключение, как на схеме.

Для одного киловатта мощности необходим рабочий конденсатор емкостью в 70 мкФ и пусковой в 25 мкФ. Рабочее напряжение не менее 600 В.

Зачастую возникает проблема в определении, какие выводы относятся к обмоткам электродвигателя. Для этого можно собрать схему, приведенную на рисунке.

Ко второму зажиму подключают один из шести контактов обмоток. Вторым проводом сети, к которому подключена контрольная лампа на 220 В, поочередно касаются всех остальных контактов двигателя. При вспыхивании лампы определяют второй контакт обмотки. Проводку маркируют и убирают в сторону, а остальные контакты продолжают прозванивать по приведенной схеме. При прозвоне необходимо следить, чтобы контакты проводки не касались друг друга. Кроме того, нужно будет определить входные и выходные клеммы для каждой обмотки, прежде чем соединять их звездой или треугольником.

Заключение


Самостоятельное подключение трехфазных электродвигателей требует хороших знаний устройства и схем проверки работоспособности основных узлов. Однофазные варианты электродвигателей намного проще и не столь критичны, если допущены ошибки в определении полярности или емкости конденсатора. Но, в любом случае, при первом запуске стоит обращать внимание на нагрев корпуса и пусковых устройств, а также развиваемые электродвигателем обороты. Это поможет вовремя выявить и устранить ошибку до выхода из строя самого прибора.

Отправить комментарий

Коллекторный двигатель постоянного тока: конструкция и принцип действия

Коллекторные электродвигатели довольно распространены в быту и на производстве. Они используются для привода различных механизмов, электроинструмента, в автомобилях. Отчасти популярность обусловлена простой регулировкой оборотов ротора, но есть и некоторые ограничения их применения и конечно же недостатки. Давайте разберемся что такое коллекторный двигатель постоянного тока (КДПТ), какие бывают разновидности данного вида электродвигателей и где они используются.

Определение и устройство

В справочниках и энциклопедиях приводят, такое определение:

«Коллекторным называется электродвигатель, у которого датчиком положения вала и переключателем обмоток является одно и то же устройство – коллектор. Такие двигатели могут работать либо только на постоянном токе, либо и на постоянном, и на переменном.»

Коллекторный электродвигатель, как и любой другой, состоит из ротора и статора. В этом случае ротор – является якорем. Напомним, что якорем называется та часть электрической машины, которая потребляет основной ток, и в которой индуцируется электродвижущая сила.

Для чего нужен и как устроен коллектор? Коллектор расположен на валу (роторе), и представляет собой набор продольно расположенных пластин, изолированных от вала и друг от друга. Их называют ламелями. К ламелям подключаются отводы секций обмоток якоря (устройство якорной обмотки КДПТ вы видите на группе рисунков ниже), а точнее к каждой из них подключен конец предыдущей и начало следующей секции обмотки.

Ток к обмоткам подаётся через щетки. Щётки образуют скользящий контакт и во время вращения вала соприкасаются то с одной, то с другой ламелью. Таким образом происходит переключение обмоток якоря, для этого и нужен коллектор.

Щеточный узел состоит из кронштейна с щеткодержателями, непосредственно в них и устанавливаются графитовые или металлографитовые щетки. Для обеспечения хорошего контакта щетки прижимаются к коллектору пружинами.

На статоре устанавливаются постоянные магниты или электромагниты (обмотка возбуждения), которые создают магнитное поле статора. В литературе по электрическим машинам вместо слова «статор» чаще используют термины «магнитная система» или «индуктор». На рисунке ниже изображена конструкция ДПТ в разных проекциях. Теперь же давайте разберемся как работает коллекторный двигатель постоянного тока!

Принцип действия

Когда ток протекает через обмотку якоря, возникает магнитное поле, направление которого можно определить с помощью правила буравчика. Постоянное магнитное поле статора взаимодействует с полем якоря, и он начинает вращаться благодаря тому, что одноименные полюса отталкиваются, притягиваясь к разноимённым. Что отлично иллюстрирует рисунок ниже.

При переходе щеток на другие ламели ток начинает протекать в обратную сторону (если рассматривать приведенный выше пример), магнитные полюса меняются местами и процесс повторяется.

В современных коллекторных машинах не используется двухполюсная конструкция из-за неравномерности вращения, в момент переключения направления тока силы, действующие на якорь, будут минимальны. А если включить двигатель, вал которого остановился в этом «переходном» положении — он может и не начать вращаться совсем. Поэтому на коллекторе современного двигателя постоянного тока расположено значительно больше полюсов и секций обмоток, уложенных в пазах шихтованного сердечника, таким образом достигаются оптимальные плавность движения и момент на валу.

Принцип работы коллекторного двигателя простым языком для чайников раскрыт в следующем видеоролике, убедительно рекомендуем ознакомиться.

Виды КДПТ и схемы соединения обмоток

По способу возбуждения коллекторные двигатели постоянного тока различают двух типов:

  1. С постоянными магнитами (маломощные двигатели мощностью десятки и сотни Ватт).
  2. С электромагнитами (мощные машины, например, на грузоподъёмных механизмах и станках).

Различают такие типы КДПТ по способу соединения обмоток:

  • Последовательного возбуждения (в старой отечественной литературе и от старых электриков можно услышать название «Сериесные», от англ. Serial). Здесь обмотка возбуждения подключена последовательно с обмоткой якоря. Высокий пусковой момент – преимущество такой схемы, а её недостаток – падение частоты вращения с увеличением нагрузки на валу (мягкая механическая характеристика), и то что двигатель идёт вразнос (неконтролируемый рост оборотов с последующим повреждением опорных подшипников и якоря) если работают на холостом ходу или с нагрузкой на валу в меньше 20-30% от номинальной.
  • Параллельного (также называют «шунтовые»). Соответственно обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря. На низких оборотах на валу высокий момент и стабилен в относительно широком диапазоне оборотов, а с увеличением оборотов он уменьшается. Преимущество — стабильные обороты в широком диапазоне нагрузки на валу (ограничивается его мощностью), а недостаток – при обрыве в цепи возбуждения может пойти вразнос.
  • Назависимого. Обмотки возбуждения и якоря питаются от разных источников. Такое решение позволяет точнее регулировать обороты вала. Особенности работы похожи на ДПТ с параллельным возбуждением.
  • Смешанного. Часть обмотки возбуждения подключена параллельно, а часть последовательно с якорем. Совмещают достоинства последовательного и параллельного типов.

Условное графическое обозначение на схеме вы видите ниже.

В иностранной и современной отечественной литературе, а также на схемах можно встретить и другое представление УГО для КДПТ, как было приведено на предыдущем рисунке в виде круга с двумя квадратами, где круг обозначает якорь, а два квадрата – щетки.

Схема подключения и реверс

Схема соединения обмоток статора и ротора определяется при изготовлении, и, в зависимости от того, где применяется конкретный двигатель, нужно выбирать соответствующее решение. В определенных режимах работы (тормозной режим, например) схемы включения обмоток могут изменяться или вводиться дополнительные элементы.

Включают маломощные коллекторные двигатели постоянного тока с помощью: полупроводниковых ключей (транзисторов), тумблеров или кнопок, специализированных микросхем-драйверов или с помощью маломощных реле. Крупные мощные машины подключаются к сети постоянного тока через двухполюсные контакторы.

Ниже вы видите реверсивную схему подключения двигателя постоянного тока к сети 220В. На практике, на производстве схема будет аналогичной, но диодного моста в ней не будет, поскольку все линии для подключения таких двигателей прокладываются от тяговых подстанций, где переменный ток выпрямляется.

Реверс осуществляется путем смены полярности на обмотке возбуждения или на якоре. Изменить полярность и там, и там нельзя, поскольку направление вращения вала не изменится, как это происходит с универсальными коллекторными двигателями при работе на переменном токе.

Для плавного пуска двигателя в цепь питания обмотки якоря или обмотки якоря и обмотки возбуждения (в зависимости от схемы их соединения) вводят регулировочное устройство, например, реостат, таким же образом регулируют и частоту вращения вала, но вместо реостата чаще используют набор постоянных резисторов, подключаемых с помощью набора контакторов.

В современных приложениях частота оборотов изменяется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и полупроводникового ключа, именно так это и сделано в аккумуляторном электроинструменте (шуруповёрт, например). КПД такого способа значительно выше.

Сфера применения

Коллекторные двигатели постоянного тока применяются повсеместно как в быту, так и в промышленных устройствах и механизмах, давайте кратко рассмотрим их область применения:

  • В автомобилях используют 12В и 24В коллекторные ДПТ для привода щеток стеклоочистителей (дворников), в стеклоподъёмниках, для запуска двигателя (стартер — это коллекторный двигатель постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения) и приводах другого назначения.
  • В грузоподъёмных механизмах (краны, лифты и пр.) используются КДПТ, которые работают от сети постоянного тока с напряжением 220В или любым другим доступным напряжением.
  • В детских игрушках и радиоуправляемых моделях малой мощности используются КДПТ с трёхполюсным ротором и постоянными магнитами на статоре.
  • В ручном аккумуляторном электроинструменте — разнообразные дрели, болгарки, электроотвертки и т.д.

Отметим, что в современный дорогой электроинструмент устанавливают не коллекторные, а бесколлекторные электродвигатели.

Достоинства и недостатки

Разберем плюсы и минусы коллекторного двигателя постоянного тока. Преимущества:

  1. Соотношение размеров к мощности (массогабаритные показатели).
  2. Простота регулировки оборотов и реализации плавного пуска.
  3. Пусковой момент.

Недостатки у КДПТ следующие:

  1. Износ щеток. Высоконагруженные двигатели, которые регулярно эксплуатируются, требуют регулярного осмотра, замены щеток и обслуживания коллекторного узла.
  2. Коллектор изнашивается из-за трения щеток.
  3. Возможно искрение щеток, что ограничивает применение в опасных местах (тогда используют КДПТ взрывозащищенного исполнения).
  4. Из-за постоянного переключения обмоток этот тип двигателей постоянного тока вносит помехи и искажения в питающие цепи или электросеть, что приводит к сбоям и проблемам в работе других элементов схемы (особенно актуально для электронных схем).
  5. У ДПТ на постоянных магнитах магнитные силы со временем ослабевают (размагничиваются) и эффективность двигателя снижается.

Вот мы и рассмотрели, что такое коллекторный двигатель постоянного тока, как он устроен и какой у него принцип действия. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

% PDF-1.4 % 4047 0 объект > эндобдж xref 4047 81 0000000016 00000 н. 0000005009 00000 н. 0000005216 00000 н. 0000005254 00000 н. 0000005925 00000 н. 0000006040 00000 п. 0000006153 00000 п. 0000008944 00000 н. 0000011197 00000 п. 0000013917 00000 п. 0000016247 00000 п. 0000018545 00000 п. 0000019272 00000 н. 0000019980 00000 п. 0000020653 00000 п. 0000026041 00000 п. 0000026511 00000 п. 0000029057 00000 н. 0000029527 00000 н. 0000029975 00000 н. 0000030624 00000 п. 0000030711 00000 п. 0000031300 00000 п. 0000031801 00000 п. 0000032427 00000 н. 0000035205 00000 п. 0000037850 00000 п. 0000042843 00000 п. 0000042943 00000 п. 0000046394 00000 п. 0000079771 00000 п. 0000079812 00000 п. 0000079926 00000 н. 0000080039 00000 п. 0000080162 00000 п. 0000080313 00000 п. 0000080427 00000 п. 0000080526 00000 п. 0000080677 00000 п. 0000080785 00000 п. 0000080884 00000 п. 0000081035 00000 п. 0000081144 00000 п. 0000081252 00000 п. 0000081376 00000 п. 0000081532 00000 п. 0000081636 00000 п. 0000081760 00000 п. 0000081911 00000 п. 0000082024 00000 п. 0000082134 00000 п. 0000082258 00000 п. 0000082409 00000 п. 0000082521 00000 п. 0000082634 00000 п. 0000082758 00000 п. 0000082909 00000 п. 0000083020 00000 н. 0000083134 00000 п. 0000083243 00000 п. 0000083393 00000 п. 0000083548 00000 п. 0000083658 00000 п. 0000083768 00000 п. 0000083892 00000 п. 0000084043 00000 п. 0000084156 00000 п. 0000084280 00000 п. 0000084436 00000 п. 0000084536 00000 п. 0000084655 00000 п. 0000084806 00000 п. 0000084916 00000 п. 0000085021 00000 п. 0000085145 00000 п. 0000085301 00000 п. 0000085411 00000 п. 0000085525 00000 п. 0000085649 00000 п. 0000085800 00000 п. 0000001916 00000 н. трейлер ] / Назад 5698693 >> startxref 0 %% EOF 4127 0 объект > поток hWyTGN.»! B

404: Страница не найдена | Дизайн с контролируемым воздухом

Мы уверены, что это не то, что вы ищете …

Вы запросили несуществующую страницу. Ищете:

Промышленные пылесосы

Сборщики пыли и дыма

Шланги и инструменты

Фильтры

Вакуумные трубки и фитинги

Упаковочные материалы

Ничего из этого?

Отправьте нам запрос, используя форму на этой странице, и мы обязательно поможем вам найти то, что вам нужно.

Это подзаголовок второго уровня

Lorem ipsum dolor, sit amet conctetur adipisicing elit. Iste asperiores adipisci voluptatem eaque, Laboriosam distinctio in ducimus maiores totam aperiam placeat ullam soluta, incidunt deleniti fugit acceptnda neque. Corrupti, оценка

Это подзаголовок третьего уровня

Lorem ipsum dolor, sit amet conctetur adipisicing elit.

  • Элемент списка
  • Элемент списка
  • Элемент списка
  • Элемент списка
Это подзаголовок четвертого уровня
  1. Элемент списка
  2. Элемент списка
  3. Элемент списка
  4. Элемент списка

Образцы цветов

xxlight

xlight

средний свет

свет

база

темный

meddark

xdark

xx темный

xx-светлый

xlight

средний свет

свет

база

темный

meddark

xdark

xx темный

xx-светлый

xlight

средний свет

свет

база

темный

meddark

xdark

xx темный

xx-светлый

xlight

средний свет

свет

база

темный

meddark

xdark

xx темный

% PDF-1.4 % 714 0 объект > эндобдж xref 714 80 0000000016 00000 н. 0000003366 00000 н. 0000003487 00000 н. 0000004111 00000 п. 0000004780 00000 н. 0000005401 00000 п. 0000010290 00000 п. 0000010723 00000 п. 0000011359 00000 п. 0000011449 00000 п. 0000011561 00000 п. 0000012132 00000 п. 0000012246 00000 п. 0000012940 00000 п. 0000013508 00000 п. 0000015330 00000 п. 0000017821 00000 п. 0000020514 00000 п. 0000023586 00000 п. 0000026256 00000 п. 0000028938 00000 п. 0000029356 00000 п. 0000029773 00000 п. 0000030212 00000 п. 0000033084 00000 п. 0000036214 00000 п. 0000041128 00000 п. 0000041227 00000 п. 0000044216 00000 п. 0000048601 00000 п. 0000048640 00000 п. 0000048753 00000 п. 0000048865 00000 н. 0000048985 00000 п. 0000049134 00000 п. 0000049247 00000 п. 0000049344 00000 п. 0000049493 00000 п. 0000049600 00000 п. 0000049697 00000 п. 0000049846 00000 п. 0000049954 00000 н. 0000050061 00000 п. 0000050182 00000 п. 0000050336 00000 п. 0000050439 00000 п. 0000050560 00000 п. 0000050709 00000 п. 0000050821 00000 п. 0000050930 00000 н. 0000051051 00000 п. 0000051200 00000 п. 0000051311 00000 п. 0000051423 00000 п. 0000051544 00000 п. 0000051693 00000 п. 0000051803 00000 п. 0000051916 00000 п. 0000052024 00000 п. 0000052170 00000 п. 0000052323 00000 п. 0000052432 00000 п. 0000052541 00000 п. 0000052662 00000 п. 0000052811 00000 п. 0000052923 00000 п. 0000053044 00000 п. 0000053198 00000 п. 0000053297 00000 п. 0000053413 00000 п. 0000053562 00000 п. 0000053671 00000 п. 0000053775 00000 п. 0000053896 00000 п. 0000054050 00000 п. 0000054159 00000 п. 0000054272 00000 п. 0000054393 00000 п. 0000054542 00000 п. 0000001896 00000 н. трейлер ] / Назад 2788849 >> startxref 0 %% EOF 793 0 объект > поток h ެ TkPW ݻ `X28Jc> GL’Ї1mH J.P1 ڪ G — *> K ֨ ت- m㌝3G 8 ۙꙹ |; 9

Схема подключения коллектора двигателя постоянного тока. КД с индуктором на постоянных магнитах. Катушки смешанного возбуждения

Коллекторный двигатель благодаря компактным размерам широко используется в производстве ручных электроинструментов. Его успешно используют вместо однофазного конденсаторного асинхронного. Массовое применение коллекторных двигателей обусловлено их большой мощностью, простотой эксплуатации и обслуживания. Независимо от внешних отличий и типов креплений, принцип действия у всех одинаковый.

Устройство и принцип работы

В первую очередь, это однофазный электродвигатель, в котором происходит последовательное возбуждение обмоток. Для его работы может использоваться переменный или постоянный ток. По этой причине коллекторный двигатель считается универсальным.

Большинство этих двигателей имеют в своей конструкции основные элементы в виде статора с обмоткой возбуждения, а также ротор и две щетки в качестве скользящего контакта. Большая роль во всей конструкции отводится тахогенератору.Его магнитный ротор закреплен на конце вала ротора, а катушка фиксируется стопорным кольцом или крышкой.


Все компоненты электродвигателя объединены в единой конструкции. Они соединены двумя алюминиевыми крышками, которые непосредственно образуют корпус двигателя. Для вывода контактов, присутствующих во всех элементах, используется клеммная колодка, что позволяет легко включать их в общую электрическую схему. Для работы ременной передачи на вал ротора прижимается шкив.

Подключение и управление

Работа двигателей этого типа основана на взаимодействии полей в статоре и роторе, когда через них проходит электрический ток. Коллекторный двигатель имеет последовательную цепь, через которую соединены обмотки. Клеммная колодка позволяет использовать до десяти контактов, увеличивая количество вариантов подключения.


Можно выполнить простейшее соединение, зная только расположение выводов статора и щеток.При нормальном подключении устанавливаются средства электрозащиты и устройства ограничения тока. Поэтому прямое подключение из сети должно быть не более 15 секунд.

Коллекторный двигатель управляется по специальной электронной схеме. В этой схеме вся регулировка мощности осуществляется путем подачи напряжения на двигатель в необходимом количестве и последовательного подключения к нему.

В бытовом электрооборудовании, где используются электродвигатели, как правило, устанавливают электромашины с механической коммутацией.Этот тип двигателя называется коллекторным (далее — КД). Предлагаем рассмотреть разные типы таких устройств, принцип их действия и конструктивные особенности. Также мы поговорим о достоинствах и недостатках каждого из них, приведем примеры сферы применения.

Под таким определением понимается электрическая машина, преобразующая электричество в механическое, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки, подключенной к коллектору (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)

В КД этот элемент используется для переключения обмоток и как датчик, позволяющий определять положение якоря (ротора).

Типы компакт-дисков

Классифицирующие данные устройства принимаются по типу питания, в зависимости от которого выделяются две группы компакт-дисков:

  1. Постоянный ток. Такие машины обладают высоким пусковым моментом, плавным регулированием скорости и относительно простой конструкцией.
  2. Универсал. Может работать как постоянный или переменный источник электроэнергии. Они отличаются компактными размерами, невысокой стоимостью и простотой в эксплуатации.

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 создания крутящего момента. КД, где используются катушки возбуждения, различают по типам обмоток, они могут быть:

  • независимые;
  • параллель;
  • последовательный;
  • смешанный.

Разобравшись с видами, рассмотрим каждый из них.

КД универсального типа

На рисунке ниже показан внешний вид электрической машины этого типа и ее основные элементы конструкции. Такое исполнение характерно практически для всех компакт-дисков.


Обозначение:

  • А — механический коммутатор, его еще называют коллектором, его функции 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 является электротехническая сталь).
  • D — Обмотки статора, данный узел относится к системе возбуждения (индуктору).
  • E — Анкерный вал.

В устройствах этого типа возбуждение может быть последовательным и параллельным, но поскольку последний вариант в настоящее время не выпускается, мы его рассматривать не будем. Что касается универсального КД с последовательным возбуждением, то типовая схема таких электрических машин представлена ​​ниже.


Универсальный КД может работать от переменного напряжения, так как при изменении полярности ток в обмотках возбуждения и якоре также меняет направление.В результате крутящий момент не меняет своего направления.

Характеристики и сфера применения универсальных компакт-дисков

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

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

Ранее компакт-диски широко использовались во многих бытовых электроприборах (инструменты, стиральные машины, пылесосы и т. Д.).). На данный момент производители практически перестали использовать этот тип двигателей, отдав предпочтение бесщеточным электрическим машинам.

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.


Этот вид КД получил наибольшее распространение по сравнению с другими электрическими машинами этого типа.Объясняется это невысокой стоимостью за счет простоты конструкции, простого регулирования скорости вращения (зависит от напряжения) и смены ее направления (достаточно изменить полярность). Мощность двигателя напрямую зависит от напряженности поля, создаваемого постоянными магнитами, что накладывает определенные ограничения.

Основная сфера применения — маломощные приводы для различного оборудования, часто применяемого в детских игрушках.


Среди достоинств можно выделить следующие качества:

  • высокий крутящий момент даже на малых оборотах;
  • динамизм управления;
  • низкая стоимость.

Основные недостатки:

  • малая мощность;
  • потеря магнитами своих свойств от перегрева или со временем.

Для устранения одного из основных недостатков этих устройств (старение магнитов) в системе возбуждения используются специальные обмотки, обратимся к рассмотрению таких компакт-дисков.

Независимые и параллельные катушки возбуждения

Первые получили такое название из-за того, что обмотки индуктора и якоря не соединены друг с другом и питаются отдельно (см. A на рисунке 6).


Рисунок 6. Принципиальные схемы с независимой (A) и параллельной (V) обмоткой возбуждения

Особенность такого подключения в том, что источники питания U и U K должны отличаться, иначе возникнет силовой момент. Если создать такие условия невозможно, катушки якоря и индуктора подключаются параллельно (см. B на рисунке 6). Оба типа компакт-дисков имеют одинаковые характеристики, мы сочли возможным объединить их в одном разделе.

Момент силы таких электромашин велик на малой скорости и уменьшается с ее увеличением.Характерно, что токи якоря и катушки независимы, а полный ток представляет собой сумму токов, проходящих через эти обмотки. В итоге при падении тока катушки возбуждения до 0 КД с большой вероятностью выйдет из строя.

Область применения таких устройств — электростанции мощностью 3 кВт.

Положительные черты:

  • отсутствие постоянных магнитов снимает проблему их выхода из строя со временем;

Минусы:

  • стоимость выше, чем у устройств с постоянными магнитами;
  • о недопустимости падения тока ниже порогового значения на катушке возбуждения, так как это приведет к пробою.

Катушка последовательного возбуждения

Схема такого КД представлена ​​на рисунке ниже.


Поскольку обмотки соединены последовательно, ток в них будет равным. В результате, когда ток в обмотке статора становится меньше номинального (это происходит при небольшой нагрузке), мощность магнитного потока уменьшается. Соответственно, при увеличении нагрузки мощность потока пропорционально увеличивается, вплоть до полного насыщения магнитной системы, после чего эта зависимость нарушается.То есть в дальнейшем увеличение тока в катушечной обмотке якоря не приводит к увеличению магнитного потока.

Вышеупомянутая особенность проявляется в том, что компакт-диск этого типа не может работать при нагрузке в четверть номинальной. Это может привести к тому, что ротор электрической машины резко увеличит скорость вращения, то есть двигатель пойдет «в разнос». Соответственно, эта особенность вводит ограничения по сфере применения, например, в механизмах с ременной передачей.Это связано с тем, что при его поломке электрическая машина начинает работать в режиме холостого хода.

Эта функция не распространяется на устройства мощностью менее 200 Вт, им разрешено опускать нагрузку до режима ожидания.

Достоинства компакт-диска с последовательной катушкой такие же, как и у предыдущей модели, за исключением простоты и динамизма управления. Из минусов следует отнести:

  • дороговизну по сравнению с аналогами на постоянных магнитах;
  • низкий уровень крутящего момента на высокой скорости;
  • , поскольку обмотки статора и возбуждения соединены последовательно, возникают проблемы с регулированием скорости вращения;
  • работа без нагрузки приводит к поломке CD.

Катушки смешанного возбуждения

Как видно из схемы, показанной на рисунке ниже, индуктор на компакт-диске этого типа имеет две катушки, соединенные последовательно и параллельно обмотке ротора.


Обычно одна из катушек имеет большую силу намагничивания, поэтому она считается основной, соответственно вторая — дополнительной (вспомогательной). Допускается встречное и координированное включение катушек, в зависимости от этого интенсивность магнитного потока соответствует разности или сумме магнитных сил каждой обмотки.

При двухпозиционном включении характеристики КД становятся близкими к соответствующим показателям электрических машин с последовательным или параллельным возбуждением (в зависимости от того, какая из катушек основная). То есть такое включение актуально, если необходимо получить результат в виде постоянной скорости вращения или их увеличения с увеличением нагрузки.

Последовательное включение приводит к тому, что характеристики КД будут соответствовать среднему значению показателей электрических машин с параллельными и последовательными катушками возбуждения.

Единственный недостаток этой конструкции — большая стоимость по сравнению с другими типами компакт-дисков. Цена оправдана следующими положительными качествами: магниты

  • не устаревают при отсутствии таковых;
  • малая вероятность выхода из строя при нештатных режимах работы;
  • высокий крутящий момент на малых оборотах;
  • простое и динамичное управление.

В домашнем хозяйстве редко встретишь мотор, работающий на постоянном токе. Но они всегда устанавливаются в детские игрушки, которые летают, катаются, гуляют и т. Д.Они всегда стоят в машинах: в разных дисках и болельщиках. В электротранспорте их тоже часто используют.

Другими словами, двигатели постоянного тока используются там, где требуется широкий диапазон регулирования скорости и точности.

Электроэнергия в двигателе преобразуется в механическую, заставляя его вращаться, и часть этой мощности расходуется на нагрев проводника. Конструкция электродвигателя постоянного тока включает якорь и индуктор, разделяющие воздушные зазоры.Индуктор, состоящий из дополнительных и основных полюсов, и рамы, предназначен для создания магнитного поля. Якорь, собранный из отдельных листов, обмотка рабочая и коллектор, благодаря которому на рабочую обмотку подается постоянный ток, образуют магнитную систему. Коллектор представляет собой цилиндр, установленный на валу двигателя, собранный из изолированных друг от друга медных пластин. К его выступам припаяны концы обмотки якоря. Ток от коллектора снимается с помощью щеток, закрепленных в определенном положении в щеткодержателях, тем самым обеспечивая необходимое давление на поверхность коллектора.Щетки с кожухом двигателя соединены траверсой.

Щетки в процессе работы скользят по поверхности вращающегося коллектора, переходя от одной пластины к другой. В этом случае в параллельных секциях обмотки якоря происходит изменение тока (при коротком замыкании витка щеткой). Этот процесс называется коммутацией.

Под действием его магнитного поля возникает ЭДС самоиндукции в замкнутом участке обмотки, вызывая дополнительный ток, который неравномерно распределяет ток по поверхности щетки, что приводит к искрообразованию.


Частота вращения — одна из важнейших его характеристик. Его можно регулировать тремя способами: изменением потока возбуждения, изменением величины приложенного к двигателю напряжения, изменением сопротивления в якорной цепи.

Первые два метода встречаются гораздо чаще, чем третий из-за его неэффективности. Ток возбуждения регулируется любым устройством, способным изменять активное сопротивление (например, реостатом).Регулировка путем изменения напряжения требует наличия источника постоянного тока: преобразователя или генератора. Такое регулирование используется во всех промышленных электроприводах.

Торможение электродвигателя постоянного тока

Для торможения электроприводов с DPT также есть три варианта: Торможение встречным, динамическим и рекуперативным. Первый связан с изменением полярности тока в обмотке якоря и напряжения. Второй — из-за короткого замыкания (через резистор) обмотки якоря.Электрический двигатель, работая как генератор, преобразует его в запасенную им электрическую энергию, которая выделяется в виде тепла. Это торможение сопровождается мгновенной остановкой двигателя.

Последнее возникает, если включенный в сеть электродвигатель вращается со скоростью выше холостого хода. ЭДС обмотки двигателя в этом случае превышает значение напряжения i в сети, что приводит к изменению в обратном направлении тока в обмотке двигателя, т.е.Двигатель подает энергию в сеть, переходя в режим генератора. При этом на валу действует тормозной момент.

Преимущества двигателей постоянного тока

Сравнивая их с асинхронными двигателями, необходимо отметить отличные пусковые качества, высокую скорость (до 3000 об / мин), а также хорошую наладку. Из недостатков можно отметить? Сложность конструкции, низкая надежность, высокая стоимость и затраты на ремонт и обслуживание.

Принцип действия DPT

DPT, как и любой современный мотор, работает на основе «правила левой руки», с которым все знакомы по школе и закону Фарадея.При подключении тока к нижней обмотке якоря в одном направлении, а к обмотке верхней — в другом, якорь начинает вращаться, и проводники, уложенные в его пазы, выталкиваются магнитным полем статора или магнитным полем. обмотки корпуса двигателя постоянного тока. Нижняя часть сдвигается вправо, а верхняя часть — влево. В результате якорь вращается до тех пор, пока его части не поменяются местами. Чтобы добиться непрерывного вращения, необходимо регулярно менять полярность обмотки якоря.Именно это и делает коллектор, переключающийся при вращении обмотки якоря. На коллектор подается напряжение от источника через пару нажимных щеток из графита.

Принципиальные схемы ДПТ

Двигатель переменный ток подключается просто, в отличии от DPT. Обычно эти двигатели большой и средней мощности имеют отдельные клеммы в клеммной коробке (от обмотки и якоря). На якорь обычно подается полное напряжение, а на обмотку — ток, который можно регулировать с помощью реостата или переменной напряжения.Число оборотов двигателя переменного тока прямо пропорционально значению тока на обмотке возбуждения.

В зависимости от того, какая схема подключения двигателя постоянного тока используется, электродвигатель может быть постоянным током, разделенным на самовозбуждение и независимое возбуждение (от отдельного источника).

Схема подключения двигателя с параллельным возбуждением

Аналогичен предыдущему, но не имеет отдельного источника питания.

При необходимости большого пускового тока двигатели с возбуждением используются последовательно: в городском электротранспорте (троллейбусы, трамваи, электровозы).

Токи обеих обмоток в этом случае одинаковы. Недостаток — требуется постоянная нагрузка на вал, так как при ее уменьшении на 25% резко увеличивается скорость вращения и двигатель выходит из строя.

Есть и моторы, которые используются редко — со смешанным возбуждением. Их схема представлена ​​ниже.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Под термином «возбуждение» понимается создание в электрических машинах магнитного поля, необходимого для работы двигателя.Схем возбуждения несколько:

  • С независимым возбуждением (обмотка запитана от постороннего источника).
  • Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (питание обмотки возбуждения и якоря включены параллельно) — шунтирующий.
  • При последовательном возбуждении (обе обмотки включены последовательно) — последовательно.
  • Со смешанным возбуждением — соединение.

Бесщеточные двигатели

Но двигатель со щетками, которые быстро изнашиваются и приводят к искрообразованию, не может использоваться там, где требуется высокая надежность, поэтому электродвигатели (электрические велосипеды, скутеры, мотоциклы и электромобили) имеют наибольшее применение среди бесщеточных электродвигателей.Они отличаются высоким КПД, невысокой стоимостью, хорошей удельной емкостью, длительным сроком службы, небольшими размерами, бесшумной работой.

Работа этого двигателя основана на взаимодействии магнитных полей электромагнита и постоянного. Когда в окне 21 век, а вокруг полно мощных и недорогих проводников, логично заменить механический инвертор на цифровой, добавить датчик положения ротора, решающий, в какой момент конкретной катушке необходимо подать напряжение. , и получите бесщеточный двигатель постоянного тока.В качестве датчика чаще используется датчик Холла.

Поскольку в этом двигателе щетки снимаются, он не требует регулярного обслуживания. Управление двигателем постоянного тока осуществляется с помощью блока управления, который позволяет изменять скорость вращения вала двигателя, стабилизировать обороты на определенном уровне (независимо от нагрузки на вал).

Имеется блок управления, состоящий из нескольких блоков:

  • Системы импульсно-фазового регулирования НРФУ.
  • Регулятор
  • Защита.

Где купить электродвигатель

Многие компании с мировым именем сегодня производят электродвигатели 220 В постоянного тока. Приобрести его можно в интернет-магазинах, менеджеры которых предоставят исчерпывающую онлайн-информацию о выбранной модели. Большой выбор моделей таких двигателей на сайте http://www.aliexpress.com/w/wholesale-brushless-dc-motor.html, в каталоге которых можно ознакомиться со стоимостью моделей, их описание и др. Даже если в каталоге нет интересного двигателя, вы можете заказать его доставку.

Коллекторные электродвигатели переменного тока

широко используются в качестве силовых агрегатов бытовой техники, ручных электроинструментов, электрооборудования автомобилей, систем автоматизации. Схема подключения коллекторного двигателя переменного тока, а также его устройство напоминают схему и устройство электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.

Область применения таких двигателей обусловлена ​​их компактностью, малым весом, простотой эксплуатации, относительно невысокой стоимостью. Наиболее востребованными в этом сегменте производства являются электродвигатели малой мощности с высокой скоростью вращения.

  • Упрощенная схема подключения
  • Управление двигателем
  • Достоинства и недостатки
  • Типичные неисправности

Особенности конструкции и принципа работы

По сути, коллектор электродвигателя переменного тока представляет собой довольно специфическое устройство, обладающее всеми достоинствами машины постоянного тока и, следовательно, имеющее схожие характеристики. Разница между этими двигателями заключается в том, что корпус статора двигателя переменного тока для уменьшения потерь на вихревые токи изготовлен из отдельных листов электротехнической стали.Обмотки возбуждения машины переменного тока соединены последовательно для оптимизации работы в бытовой сети 220В.

Они могут быть однофазными или трехфазными; благодаря возможности работать от постоянного и переменного тока еще называют универсальными. В состав помимо статора и ротора входят щеточно-коллекторный механизм и тахогенератор. Вращение ротора в коллекторном двигателе является результатом взаимодействия тока якоря и магнитного потока обмотки возбуждения.Через щетки ток подается на коллектор, собранный из трапециевидных секций и являющийся одним из узлов ротора, последовательно соединенных с обмотками статора.

В целом принцип работы коллекторного двигателя переменного тока можно наглядно продемонстрировать, используя известный из школы опыт вращения рамы, помещенной между полюсами магнитного поля. Если через раму протекает ток, она начинает вращаться под действием динамических сил.Направление движения рамки не меняется при изменении направления тока в ней.

Последовательное соединение обмоток возбуждения дает большой максимальный крутящий момент, но есть большие обороты холостого хода, что может привести к преждевременному выходу механизма из строя.

Упрощенная электрическая схема

Типовая схема для подключения коллекторного двигателя переменного тока может обеспечить до десяти выходных контактов на контактной планке. Ток от фазы L течет к одной из щеток, затем передается на коллектор и обмотку якоря, после чего вторая щетка и перемычка попадают на обмотки статора и переходит в нейтраль N.Этот способ подключения не включает реверс двигателя из-за последовательного соединения обмоток, приводящего к одновременной замене полюсов магнитных полей, и в результате момент всегда имеет одно направление.


Направление вращения в этом случае можно изменить только путем изменения мест вывода обмоток на контактной планке. Двигатель может быть «напрямую подключен» только с подключенными соединениями статора и ротора (через щеточно-коллекторный механизм).Выход половинной обмотки используется для включения второй скорости. Следует помнить, что при таком подключении двигатель работает на полную мощность с момента его включения, поэтому его можно эксплуатировать не более 15 секунд.

Управление двигателем

На практике двигатели работают с разными способами регулирования. Коллекторным двигателем можно управлять с помощью электронной схемы, в которой симистор играет роль регулирующего элемента, который «передает» заданное напряжение на двигатель.Симистор работает как гаечный ключ, на затвор которого приходят управляющие импульсы и открывают его в определенный момент.


В схемах, использующих симистор, реализован принцип действия, основанный на двухполупериодном фазовом управлении, в котором величина приложенного к двигателю напряжения привязана к импульсам, поступающим на управляющий электрод. Частота вращения якоря прямо пропорциональна напряжению, приложенному к обмоткам. Принцип действия схемы управления коллекторным электродвигателем упрощенно описывается следующими пунктами:

  • электронная схема посылает сигнал на затвор симистора;
  • затвор открывается, ток течет по обмоткам статора, давая вращение якоря двигателя M;
  • Тахогенератор
  • преобразует в мгновенные электрические сигналы мгновенные значения частоты вращения, в результате чего формируется обратная связь с управляющими импульсами;
  • в результате ротор равномерно вращается при любой нагрузке;
  • реверс электродвигателя осуществляется с помощью реле R1 и R


Кроме симистора, имеется фазоимпульсная тиристорная схема управления.

Достоинства и недостатки

К неоспоримым достоинствам таких машин можно отнести:

  • компактные размеры;
  • увеличенный пусковой момент; «Универсальность» — работа над переменным и постоянным напряжением;
  • скорость и независимость от частоты сети;
  • плавное регулирование скорости в широком диапазоне за счет изменения напряжения питания.
  • снижение долговечности механизма;
  • искрение между коллектором и щетками;
  • повышенный уровень шума;
  • большое количество коллекторных элементов.

Типичные неисправности

Наибольшего внимания к себе требует щеточно-коллекторный механизм, в котором даже при работе нового двигателя наблюдается искрение. Использованные щетки следует заменять во избежание более серьезных неисправностей: перегрева ламелей коллектора, их деформации и отслаивания. Кроме того, может происходить межвитковое замыкание обмотки якоря или статора, в результате чего происходит значительное падение магнитного поля или сильная дуга перехода коллектор-щетка.

Избежать преждевременного выхода из строя универсального коллекторного двигателя можно грамотной эксплуатацией устройства и профессионализмом производителя в процессе сборки изделия.

1. Применение коллекторных двигателей в стиральных машинах Коллекторные двигатели нашли широкое применение не только в электроинструментах (дрели, отвертки, шлифовальные машины и т. Д.), Небольших бытовых приборах (миксеры, блендеры, соковыжималки и т. Д.), Но и при мойке. машины в качестве приводного барабана.Коллекторными двигателями оснащено большинство (около 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели уже использовались во многих стиральных машинах с середины 90-х годов и со временем были полностью вытеснены.

Коллекторные двигатели более компактные, мощные и простые в эксплуатации. Этим объясняется их столь массовое использование. В стиральных машинах используются коллекторные двигатели таких марок как: INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP, ACC . Внешне они немного отличаются друг от друга, могут иметь разную мощность, тип крепления, но принцип их работы совершенно одинаковый.

2. Устройство коллекторного двигателя для стиральной машины


1. Статор
2. Ротор коллектора
3. Щетка (всегда используйте две щетки,
вторая на рисунке не видна)
4. Магнитный ротор тахогенератора
5. Катушка (обмотка) тахогенератора
6. Фиксирующая крышка тахогенератора
7. Клеммная колодка двигателя
8. Шкив
9. Алюминиевый корпус

Рис. 2

Коллекторный двигатель — это однофазный двигатель с последовательным возбуждением обмоток, предназначенный для работы от сети переменного или постоянного тока.Поэтому его еще называют универсальным коллекторным двигателем (DCM).

Большинство коллекторных двигателей, используемых в стиральных машинах, имеют дизайн и внешний вид, представленные на (Рис. 2).
Этот двигатель имеет ряд основных частей, таких как статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетку (скользящий контакт). , всегда используются две щетки), тахогенератор (магнитный ротор которого прикреплен к торцевой части вала ротора, а катушка тахогенератора фиксируется стопорной крышкой или кольцом). Все компоненты скреплены в единую конструкцию с двумя алюминиевыми крышками, образующими корпус двигателя.Клеммы обмотки статора, щеток и тахогенераторов, необходимые для подключения к электрической цепи, выводятся на клеммную колодку. Шкив прижимается к валу ротора, через который с помощью ременной передачи приводится в движение барабан стиральной машины.

Чтобы подробнее разобраться, как работает коллекторный мотор, рассмотрим устройство каждого из его основных узлов.

2,1 Ротор (якорь)


Рис.3
Ротор (якорь) — вращающаяся (подвижная) часть двигателя (фиг.3) . На стальной вал установлен сердечник, который изготовлен из листов электротехнической стали для уменьшения вихревых токов. В пазы сердечника укладываются такие же ответвления обмотки, выводы которых прикреплены к контактным медным пластинам (ламелям), образующим коллектор ротора. На коллекторе ротора в среднем может быть 36 ламелей, расположенных на изоляторе и разделенных зазором.
Для обеспечения скольжения ротора на его вал запрессованы его подшипники, опорами которых является кожух двигателя. Также на вал ротора прижимается шкив с формованными канавками для ремня, а на противоположной торцевой стороне вала имеется резьбовое отверстие, в которое вкручивается магнитный ротор тахометра.

2,2 Статор

Статор — неподвижная часть двигателя (рис.4) . Для уменьшения вихревых токов сердечник статора изготовлен из монтажных пластин из электротехнической стали, образующих каркас, на котором последовательно соединены две равные секции обмотки.Статор почти всегда имеет только два вывода обеих секций обмотки. Но в некоторых двигателях так называемая секция обмотки статора и есть еще третий вывод между секциями. Обычно это делается потому, что при работающем двигателе постоянного тока индуктивное сопротивление обмоток имеет меньшее сопротивление постоянному току, а ток в обмотках выше, поэтому используются обе секции обмотки, а при работе с переменным током только одна секция включается, так как к переменной Индуктивное сопротивление обмотки оказывает большее сопротивление и ток в обмотке меньше.В универсальных коллекторных двигателях стиральных машин применяется тот же принцип, только необходимо секционирование обмотки статора для увеличения частоты вращения ротора двигателя. При достижении определенной частоты вращения ротора электрическая цепь двигателя переключается таким образом, что включается одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление уменьшается, и двигатель набирает еще большие обороты. Это необходимо на этапе прессования (центрифугирования) в стиральной машине.Средняя мощность секций обмотки статора используется не во всех коллекторных двигателях.
Фиг.4 Статор коллекторного двигателя (вид с торца)

Для защиты двигателя от перегрева и токовых перегрузок последовательно через обмотку статора включают тепловую защиту с самовосстанавливающимися биметаллическими контактами (тепловая защита на рисунке не показана). Иногда контакты тепловой защиты выводятся на клеммную колодку двигателя.


2.3 Кисть

Фиг.5

Щетка представляет собой скользящий контакт, представляет собой звено электрической цепи, обеспечивающее электрическое соединение цепи ротора со схемой статора. Щетка прикреплена к корпусу двигателя и под определенным углом упирается в ламели коллектора. Используется как минимум пара щеток, составляющая так называемый щеточно-коллекторный блок .
Рабочая часть щетки — графитовый стержень с низким удельным электрическим сопротивлением и низким коэффициентом трения.Графитовый стержень имеет гибкий медный или стальной жгутик с припаянным контактным выводом. Для прижатия штанги к коллектору используется пружина. Вся конструкция заключена в изолятор и прикреплена к кожуху двигателя. Во время работы двигателя щетки стираются из-за трения о коллектор, поэтому считаются расходными материалами.

(от др. Греческого τάχος — скорость, скорость и генератор) — измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенной частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал.Тахогенератор предназначен для регулирования скорости вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора прикреплен непосредственно к ротору двигателя, и при вращении в обмотке тахогенератора индуцируется пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС) по закону взаимной индукции. Значение переменного напряжения считывается с клемм катушки и обрабатывается электронной схемой, которая в конечном итоге определяет и контролирует необходимую постоянную скорость вращения ротора двигателя.
Такой же принцип работы и конструкция у тахогенераторов, применяемых в стиральных машинах с однофазными и трехфазными асинхронными двигателями.

Фиг.6

В коллекторных двигателях некоторых моделей стиральных машин Bosch (Бош) и Сименс (Сименс), вместо тахогенератора Датчик Холла . Это очень компактное и недорогое полупроводниковое устройство, которое устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным полем круглого магнита, установленного на валу ротора непосредственно рядом с коллектором.Датчик Холла имеет три выхода, сигналы с которых также считываются и обрабатываются электронной схемой (подробно принцип действия датчика Холла в этой статье мы рассматривать не будем).

Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые проходит электричество. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет схему последовательного включения обмоток. В этом легко убедиться, рассмотрев его подробную схему подключения к электросети

(рис.7) .

У коллекторных двигателей стиральных машин на клеммной колодке может использоваться от 6 до 10 контактов. На рисунке показаны все максимум 10 контактов и все возможные варианты подключения узлов двигателя.

Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, легко запустить любой двигатель непосредственно от сети без использования электронной схемы управления и для этого не нужно запоминать расположение выводы обмотки на клеммной колодке двигателя каждой марки.Для этого достаточно просто определить выводы обмоток статора и щеток и подключить их по схеме на рисунке ниже.

Порядок контактов клеммной колодки коллекторного двигателя стиральной машины выбирается произвольно.



Рис. 7

На схеме оранжевые стрелки указывают направление тока по проводникам и обмоткам двигателя. Из фазы (L) ток течет через одну из щеток к коллектору, проходит через витки обмотки ротора и выходит через другую щетку, а через перемычку ток последовательно проходит через обмотки обеих секций статора в нейтраль ( N).

Этот тип двигателя, независимо от полярности приложенного напряжения, вращается в одном направлении, потому что из-за последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно, а результирующий момент остается направлен в одну сторону.

Для того, чтобы двигатель начал вращаться в обратном направлении, необходимо лишь изменить последовательность коммутации обмоток.
Пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые задействованы не во всех двигателях.Например, датчик Холла, провода тепловой защиты и вывод половины обмотки статора. При прямом пуске коллекторного двигателя подключаются только обмотки статора и ротора (через щетки).

Внимание! Представленная схема подключения коллекторного двигателя напрямую, не имеет средств электрической защиты от короткого замыкания и токоограничивающих устройств. При таком подключении от бытовой сети двигатель развивает полную мощность, поэтому не допускайте длительного прямого включения.

4. Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

Принцип работы электронных схем, в которых используется симистор, основан на двухполупериодном управлении фазой. На графике (рис. 9) показано, как изменяется напряжение напряжения двигателя в зависимости от импульсов, поступающих от микроконтроллера на управляющий электрод симистора.


Рис.9 Изменение значения напряжения питания в зависимости от фазы поступающих управляющих импульсов

Таким образом, можно отметить, что частота вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения, приложенного к обмотки двигателя.

Ниже, на (рис.10) фрагменты условной электрической схемы подключения коллекторного электродвигателя с тахометром к электронному блоку управления (ЭЦ) .
Общий принцип схемы управления коллекторным двигателем следующий. Управляющий сигнал от электронной схемы поступает на затвор симистора (TY) , тем самым открывая его и через обмотки электродвигателя протекает ток, который приводит к вращению ротора (М) двигателя.В то же время тахогенератор (P) передает мгновенное значение скорости вращения вала ротора в пропорциональный электрический сигнал. По сигналам от тахогенератора создается обратная связь с сигналами управляющих импульсов, подаваемых на затвор симистора. Это обеспечивает равномерную работу и скорость вращения ротора двигателя при всех условиях нагрузки, при этом барабан в стиральных машинах вращается равномерно. Для реализации реверсивного вращения двигателя используются реле R1 и R2 , коммутирующие обмотки двигателя.
Рис. 10 Изменение направления вращения двигателя

В некоторых стиральных машинах коллекторный двигатель работает от постоянного тока. Для этого в цепи управления после симистора устанавливается выпрямитель переменного тока, построенный на диодах («диодный мост»). Работа коллектора двигателя постоянного тока увеличивает его КПД и максимальный крутящий момент.

5. Достоинства и недостатки универсальных коллекторных двигателей

К достоинствам можно отнести: компактные габариты, большой пусковой момент, высокую скорость и отсутствие подключения к сетевой частоте, возможность плавно регулировать скорость (крутящий момент) в очень широком диапазоне — от от нуля до номинала — за счет изменения напряжения питания, возможность применения работы как на постоянном, так и на переменном токе.
Недостатки — наличие узла коллектор-щетка и в связи с этим: относительно низкая надежность (срок службы), искрение между щетками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое количество деталей коллектора.

6. Неисправности коллекторных двигателей

Самая уязвимая часть двигателя — коллекторно-щеточный узел. Даже в исправном двигателе между щетками и коллектором есть искрение, которое довольно сильно нагревает его ламели.Когда щетки изнашиваются до предела и из-за их плохого давления на коллектор, дуга иногда достигает кульминационного момента, представляющего электрическую дугу. При этом ламели коллектора сильно перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, образуя неровности, после чего даже при замене изношенных щеток двигатель будет работать с сильным искрообразованием, что приведет к выходу из строя.

Иногда происходит межвитковое замыкание обмотки ротора или статора (значительно реже), что также проявляется в сильном искрообразовании узла коллектор-щетка (из-за повышенного тока) или ослаблении магнитного поля двигатель, в котором ротор двигателя не развивает полный крутящий момент.
Как мы уже говорили выше, щетки коллекторных двигателей со временем трутся о коллектор. Поэтому большая часть работ по ремонту двигателя — это замена щеток.

Стоит отметить, что надежность коллекторного двигателя во многом зависит от того, насколько грамотно и грамотно производители подходят к технологическому процессу его изготовления и сборки.

Материал подготовлен сервисной службой «Аквалюкс»

Руководство по поиску и устранению неисправностей пылесборника

— рукавный фильтр.com

Эксплуатация и обслуживание такой сложной системы оборудования, как промышленный пылеуловитель, может быть проблемой. Здесь, в Baghouse.com, мы гордимся тем, что являемся экспертами в своей области, имея многолетний опыт проектирования, установки, обслуживания и обслуживания всех доступных конструкций Dust Collect. Мы подготовили это краткое руководство по устранению неполадок, чтобы помочь вам решить некоторые из наиболее часто встречающихся проблем, связанных с сборщиками пыли.

Содержание

  1. Воздуходувка (вентилятор) и воздуховоды
  2. Распространенные проблемы с рукавным фильтром (все конструкции: шейкер, обратный воздух и импульсная форсунка)
  3. Специфические проблемы конструкции рукавного фильтра
    1. шейкер
    2. Обратный воздух
    3. Пленум Pulse-Jet
    4. Pulse-Jet

Воздуходувка (вентилятор) и воздуховоды.

Многие проблемы рукавного фильтра возникают из-за проблем с главным нагнетателем или вентилятором, а также с приточным и вытяжным воздуховодами.

Проблема: недостаточная скорость воздушного потока от воздуходувки или системы воздуховодов

  • Ваш вентилятор (системный вентилятор) включен и работает правильно?
  • Действие : Проверьте электрические соединения и включите нагнетатель.

Дополнительные вопросы

  • Тянет ли двигатель указанное надлежащее количество ампер?
  • Действие : Проверить проводку
  • Вентилятор вращается в правильном направлении?
  • Действие : Убедитесь, что провода двигателя подключены к правильным клеммам.
  • Нет ли чрезмерной вибрации?
  • Действие : Убедитесь, что на лопастях вентилятора или корпусе вентилятора нет избыточного скопления материала.

Получаете ли вы надлежащую скорость воздушного потока (кубические футы в минуту) от воздуходувки?

  • Открыта ли заслонка вентилятора?
  • Действие : Закройте демпфер.
  • Соответствует ли объем воздуха номинальной мощности вентилятора?
  • Действие : см. Ниже.
  • (Если мощность вашего нагнетателя в норме) Проверялась ли система воздуховодов на наличие препятствий, утечек или конструктивных недостатков, увеличивающих статическое сопротивление?
  • Действие : Переконструировать систему воздуховодов, чтобы снизить сопротивление.

Дополнительные вопросы

  • Есть ли изгибы или другие воздуховоды с изменяющимся направлением, непосредственно предшествующие впускному отверстию нагнетателя?
  • Действие : Измените конструкцию воздуховодов, удалив все колена или аналогичные конфигурации рядом с воздуходувкой.
  • Нет ли препятствий возле выпускного отверстия воздуховода?
  • Действие : Устранены все препятствия и повторите попытку.

Проблема: чрезмерный расход воздуха

  • Установлена ​​ли надлежащая скорость воздуходувки?
  • Действие : Проверить настройку и отрегулировать.
  • Является ли система воздуховодов слишком большой?
  • Действие : Оценить систему воздуховодов и при необходимости рассмотреть возможность изменения конструкции.
  • Есть ли открытые порты доступа на воздуховодах?
  • Действие : Закройте все порты и убедитесь, что они плотно закрыты.

Проблема: высокое статическое давление и низкий расход воздуха

  • Есть ли какие-либо препятствия в системе воздуховодов?
  • Действие : см. Выше
  • Является ли система воздуховодов слишком ограничительной?
  • Действие : см. Выше

Обычный рукавный фильтр (все конструкции: шейкер, обратный воздух и импульсная струя), проблемы

Многие из этих проблем можно решить с помощью простой процедуры обслуживания; другим может потребоваться квалифицированный специалист по обслуживанию для решения конкретной проблемы.

Проблема: Падение давления в рукавном фильтре выше ожидаемого.

  • Все манометры и датчики давления проверены на точность?
  • Действие : Очистите все отводы давления, проверьте корпуса на предмет утечек, надлежащего уровня жидкости в манометре и диафрагмы в манометре.
  • Является ли рукавный фильтр меньшего размера для применения?
  • Действие : Рассмотрите возможность обновления до более крупного устройства.
  • Отрегулирован ли механизм очистки на правильные настройки?

Дополнительные вопросы

  • Таймер очистки работает правильно?
  • Действие : сбросить таймер.Проверьте проводку и при необходимости замените.
  • Не удаляется ли пыль из фильтровальных мешков с помощью механизма очистки?
  • Действие : Проверьте отсутствие конденсата на мешках. Высушите чистые пакеты или замените их. Возьмите образцы пыли и отправьте их производителю для анализа.
  • Нет ли чрезмерного улавливания пыли на фильтровальных мешках?
  • Действие : Бункер опорожняется постоянно.

Проблема: грязный слив в штабеле

  • Мешки протекают либо из зажимов, либо из-за того, что они слишком пористые?
  • Действие : Заменить пакеты, изолировать негерметичный отсек или модуль.Дайте сформироваться достаточному количеству фильтрационной корки. Проверить и затянуть хомуты. Поменяйте фильтровальный мешок на другой; Разгладьте мешок перед зажимом.
  • Не протекают ли уплотнения между различными отсеками (отсеки для загрязненного воздуха и отсеки для чистого воздуха) рукавного фильтра?
  • Действие : Ремонт конопаткой или сваркой швов.

Проблема: влага в пылеуловителе

  • Температура рукавного фильтра ниже точки росы?
  • Действие : Увеличьте температуру газа; утеплить блок.

Дополнительные вопросы

  • Есть ли холодные точки в местах соединения труб или других компонентов?
  • Действие : Устранить прямую металлическую проводку через изоляцию.
  • Был ли рукавный фильтр предварительно нагрет в достаточной степени (только для некоторых приложений)?
  • Действие : Запустите систему только с горячим воздухом перед подачей технологического газа.
  • Правильно ли продувается система после каждого выключения?
  • Действие : Включите вентилятор еще на 10 минут после завершения обработки.

Проблема: материал закупоривается в бункере, что мешает правильной работе рукавного фильтра.

  • Есть ли избыточная влажность в рукавном фильтре?
  • Действие : (см. Предыдущие решения)
  • Бункер задерживает слишком много материала или его регулярно чистят?
  • Действие : Регулярно очищайте бункер.
  • Достаточен ли уклон бункера для падения собранного материала?
  • Действие : Изменить дизайн и заменить.
  • Имеется ли отверстие для винтового конвейера (или аналогичного устройства) подходящего размера?
  • Действие : Изменить дизайн и заменить.

Проблема: мешки выходят из строя преждевременно, изнашиваются или быстрее, чем должны

  • Изношена ли перегородка?
  • Действие : заменить на новую перегородку; Определите, правильно ли газовый поток попадает на перегородку, если это не так, проконсультируйтесь с производителем, измените конструкцию и замените.
  • Насколько высока пыльная нагрузка для конкретного пылеуловителя или мешков?
  • Действие : Установите первичный пылесборник (предварительный фильтр), чтобы уменьшить количество пыли в рукавном фильтре.
  • Мешки чистятся с надлежащими интервалами?
  • Действие : Чистите реже.

Специфические проблемы конструкции рукавного фильтра

Наиболее распространенные варианты конструкции рукавного фильтра относятся к механизму очистки. Три наиболее распространенных — это шейкер, обратный поток воздуха и импульсная форсунка.Хотя последующая информация применима ко всем конструкциям рукавного фильтра, ниже описаны конкретные проблемы, связанные с конструкцией.

Специфические проблемы типа мешка с мешалкой для встряхивания

Проблема: механизм очистки не работает должным образом

  • Происходит ли встряхивание, как должно?
  • Действие : Проверьте штифты, ключи, подшипники и т. Д. И при необходимости отремонтируйте.
  • Достаточно ли сильное дрожание?
  • Действие : Увеличьте частоту встряхивания.
  • Проверены ли фильтровальные мешки на предмет надлежащего натяжения?
  • Action : Натяните мешки до нужной скорости.
  • Влияет ли на какие-либо другие функции пылеуловителя при запуске процесса встряхивания (вентилятор, изоляционный демпфер и т. Д.)?
  • Действие : Отремонтируйте изолирующую заслонку или остановите вентилятор.
  • Правильно ли работают запорные демпферные клапаны различных отсеков?
  • Действие : Проверить рычажный механизм, уплотнения клапана и подачу воздуха в пневматические приводы.
  • Установлен правильный интервал цикла очистки?
  • Действие : Установите минимально возможный интервал между отделениями.
  • Соотношение воздуха к ткани не менее 3: 1?
  • Действие : Добавить сумки; Рассмотрите возможность установки более крупного блока.

Проблема: фильтр-мешки преждевременно выходят из строя

  • Не слишком ли высоко установлен встряхивающий механизм?
  • Действие : Механизм замедления встряхивания.

Особые проблемы, связанные с типом пылеуловителя заднего хода

Проблема: механизм очистки не работает должным образом

  • Правильно ли работают запорные клапаны демпфера различных отсеков?
  • Действие : При необходимости отремонтировать.
  • Имеют ли мешки необходимое натяжение?
  • Действие : См. Выше.
  • Правильно ли включается / работает реверсивный вентилятор?
  • Действие : Запустите вентилятор и проверьте перепад давления.
  • Вращается ли реверсивный вентилятор в правильном направлении?
  • Действие : См. Раздел: Воздуходувка (вентилятор) и воздуховоды
  • Соотношение воздуха к ткани не менее 3: 1?
  • Действие : Рассмотрите возможность приобретения более крупного пылеуловителя.

Пленум-импульсный реактивный рукавный фильтр, особые проблемы

Проблема: механизм очистки не работает должным образом

  • Находится ли давление воздуха на импульсных клапанах в пределах рекомендуемых уровней и все ли соленоиды и диафрагмы работают должным образом?
  • Действие : Проверить герметичность соленоидов и импульсных клапанов; проверьте источник сжатого воздуха и перепад давления.
  • Установлены ли чистящие импульсы на правильную продолжительность (0,1 сек)?
  • Действие : Сброс на 0,1 сек.
  • Установлен ли минимальный интервал очистки, позволяющий восстановить давление в воздушном коллекторе?
  • Действие : Измените настройку и проверьте перепад давления.
  • Все ли тарельчатые клапаны герметично закрываются?
  • Действие : Отрегулируйте и / или отремонтируйте все клапаны и проверьте перепад давления.
  • Соотношение воздуха к ткани не менее 4: 1?
  • Действие : перейти на гофрированный материал; Рассмотрите возможность установки более крупного блока.

Особые проблемы типа пылеуловителя с импульсной струей

Проблема: механизм очистки не работает должным образом.

  • Находится ли давление в коллекторе в пределах рекомендованного производителем диапазона?
  • Действие : Проверить на утечки соленоиды и импульсные клапаны; Проверьте источник сжатого воздуха, а затем проверьте перепад давления.
  • Установлены ли чистящие импульсы на правильную продолжительность (0,1 — 0,015 сек)?
  • Действие : Установите длительность 0,1–0,15.
  • Установлен ли минимальный интервал очистки, позволяющий восстановить давление в воздушном коллекторе?
  • Действие : Измените настройку и проверьте перепад давления.
  • Давление сжатого воздуха на должном уровне?
  • Действие : Проверить на утечки; Увеличьте давление.
  • Соотношение воздуха к ткани не менее 6: 1?
  • Действие : перейти на гофрированный материал; Рассмотрите возможность установки более крупного блока.


Об авторе

| Доминик ДальСанто (Dominick DalSanto) — автор и эксперт по экологическим технологиям, специализирующийся на системах пылеулавливания. Обладая почти десятилетним практическим опытом работы в отрасли, Доминик знает отрасль, выходя за рамки обычного обучения в классе.В настоящее время он работает директором по интернет-маркетингу и контент-менеджером в Baghouse.com. Его статьи публиковались не только на Baghouse.com, но и на других отраслевых блогах и сайтах. В свободное время Доминик пишет о путешествиях и жизни за границей для различных туристических сайтов и блогов.

Follow Meon

4 Типы двигателей постоянного тока и их характеристики

Характеристики двигателей постоянного тока

Как вы уже знаете, есть два электрических элемента двигателя постоянного тока, обмотки возбуждения и якорь .Обмотки якоря состоят из токоведущих проводов, которые заканчиваются на коммутаторе.

4 типа двигателей постоянного тока и их характеристики (на фото: коллектор двигателя постоянного тока мощностью 575 кВт; предоставлено: Педро Рапосо)

Напряжение постоянного тока подается на обмотки якоря через угольные щетки, которые перемещаются на коммутаторе. В небольших двигателях постоянного тока в качестве статора можно использовать постоянные магниты. Однако в больших двигателях, используемых в промышленности, статор представляет собой электромагнит.

При подаче напряжения на обмотки статора устанавливается электромагнит с северным и южным полюсами.Результирующее магнитное поле является статическим (невращающимся).

Для простоты объяснения на следующем рисунке статор представлен постоянными магнитами.

Конструкция двигателя постоянного тока

Поле двигателей постоянного тока может быть:

  1. Постоянный магнит (статор постоянного магнита),
  2. Электромагниты, соединенные последовательно (статор с обмоткой),
  3. шунт (статор с обмоткой) или
  4. составной ( Обмотка статора).

Давайте посмотрим основы каждого типа, а также их преимущества и недостатки.


1. Двигатели с постоянным магнитом

Двигатель с постоянным магнитом

В двигателе с постоянным магнитом используется магнит для подачи магнитного поля . Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами обладают отличным пусковым моментом и хорошей регулировкой скорости. Недостатком двигателей постоянного тока с постоянными магнитами является то, что они ограничены величиной нагрузки, которую они могут приводить в действие. Эти двигатели можно найти в приложениях с низкой мощностью.

Другой недостаток заключается в том, что крутящий момент обычно ограничивается до 150% от номинального крутящего момента , чтобы предотвратить размагничивание постоянных магнитов.

Вернуться к индексу ↑


2. Двигатели серии

Двигатель постоянного тока серии

В последовательном двигателе постоянного тока поле соединено последовательно с якорем. Поле наматывается несколькими витками большого провода, поскольку оно должно нести полный ток якоря.

Характерной чертой серийных двигателей является то, что двигатель развивает большой пусковой крутящий момент. Однако скорость в широких пределах варьируется от холостого хода до полной нагрузки. Серийные двигатели нельзя использовать там, где требуется постоянная скорость при переменных нагрузках.

Кроме того, скорость последовательного двигателя без нагрузки увеличивается до точки, при которой двигатель может быть поврежден. Некоторая нагрузка всегда должна быть подключена к последовательно включенному двигателю.

Двигатели с последовательным подключением обычно не подходят для использования в большинстве приводов с регулируемой скоростью.

Вернуться к индексу ↑


3. Параллельные двигатели

Параллельный двигатель постоянного тока

В параллельном двигателе поле подключено параллельно (шунтирующее) с обмотками якоря.Двигатель с параллельным подключением обеспечивает хорошее регулирование скорости. Обмотка возбуждения может возбуждаться отдельно или подключаться к тому же источнику, что и якорь.

Преимуществом отдельно возбуждаемого шунтирующего поля является способность привода с регулируемой скоростью обеспечивать независимое управление якорем и полем.

Двигатель с параллельным подключением обеспечивает упрощенное управление реверсированием. Это особенно полезно для рекуперативных приводов.

Вернуться к индексу ↑


4.Составные двигатели

Составные двигатели постоянного тока

Составные двигатели имеют поле, соединенное последовательно с якорем, и отдельно возбуждаемое шунтирующее поле. Поле серии обеспечивает на лучший пусковой крутящий момент , а поле шунта на обеспечивает лучшее регулирование скорости .

Однако последовательное поле может вызвать проблемы управления в приводах с регулируемой скоростью и обычно не используется в четырехквадрантных приводах.

Вернуться к индексу ↑


Двигатель постоянного тока — объяснение (ВИДЕО)

Не можете посмотреть это видео? Щелкните здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Ссылка: Основы приводов постоянного тока — SIEMENS (Загрузить)

Конструкция дистанционного переключения пылесборника

Конструкция дистанционного переключения пылесборника

Как дистанционно переключать большой пылеуловитель

Кажется, что удаленное переключение пылеуловителя быть темой с расплывчатыми ответами и очень немногими недорогими решениями. В моем новом магазине деревянных изделий возникают серьезные проблемы с дизайном, включая возможность удаленного управления пылесборником, который находится этажом ниже моего магазина в гараже.После тщательного поиска доступного и эффективного решения я обратился к своему электрику за помощью и чрезвычайно элегантным решением.

Задача

Задача кажется довольно простой, но на самом деле она действительно ставит больше вопросов, чем решений. Как удаленно включать и выключать двигатель 220 В в комнате, которая находится не на удобном расстоянии от инструментов магазина?

Как я сказал ранее, пылеуловитель Delta 50-763 3HP для моего магазина находится в гараже, а магазин деревянных изделий расположен наверху в чердаке гаража.

Возможные решения

На рынке есть несколько продуктов, которые можно приобрести для дистанционного управления пылесборником. Некоторые из возможных решений включают:

Существуют также более совершенные системы, которые можно установить в главный автоматический выключатель, которые будут определять потребление тока от вашего торгового оборудования и включать пылеулавливающую систему. К сожалению для меня, ни один из первых вариантов не работал в моем магазине из-за двигателя мощностью 3 л.с., а последняя система может быть довольно дорогой.

Простое, гибкое решение

Я очень расстроился, пытаясь найти решение, которое подойдет моему магазину. Поэтому я решил забрать свой мозг электрика и попросить у него совета. Я работал с ним достаточно долго, чтобы теперь у него, вероятно, было решение, и он не разочаровал!

После нескольких минут обсуждения электрик представил приведенную выше схему. Возможно, это выглядит довольно сложно, но на самом деле это довольно просто. Вот как это работает.

  • Питание от автоматического выключателя подается на выключатель на 30 А, 220 В, расположенный рядом с пылесборником (см. Фото ниже).
  • Затем питание подается на небольшую распределительную коробку, в которой находится контактор 220 В, рассчитанный на 30 ампер. Я расскажу об этом подробнее ниже.
  • Провода низкого напряжения (24 В) от выключателей магазина также входят в распределительную коробку и присоединяются к проводам низкого напряжения на контакторе. Схема на 24 В тоже очень проста. Он состоит из 3-проводной цепи, питаемой от трансформатора на 24 В, который проходит через 10 переключателей, включая два 3-х позиционных переключателя на каждом конце цепи и 4-х позиционные переключатели между ними.Выключатели устанавливаются вокруг магазина рядом с каждым рабочим местом.
  • Электропитание от распределительной коробки затем подается в розетку с поворотным замком 220 В, которая подключается непосредственно к пылеуловителю.

Части, которые я использовал

  • Контактор — Контактор является ключом к его настройке. Они обычно используются для включения и выключения большого оборудования, такого как блоки кондиционирования воздуха, поэтому бытовые электроприборы являются отличным ресурсом. Есть множество интернет-магазинов запчастей, которые также продают эти вещи.У Amazon больше нет того, что я купил, но на их сайте есть аналогичный, который будет работать так же хорошо. Для этого приложения мне понадобился двухполюсный контактор на 24 В на 30 А. Очевидно, ваше применение может отличаться в зависимости от размера двигателя вашего пылесборника.
  • Disconnect — Я также использовал выдвижной выключатель кондиционера на 30 ампер для отключения основного питания. Вы можете получить его по этой ссылке: Eaton Electical / Cutler-Hamm # DPF221RP 30A Вытяжной разъединитель
  • Трансформатор на 24 В — Я использовал трансформатор на 24 В с немного более высоким номинальным током, чем простые, которые вы можете купить для двери колокол.Это необходимо для предотвращения падения напряжения на всех коммутационных устройствах. Honeywell AT140A1042 Универсальный трансформатор 24 В, 40 ВА

Важные примечания

Я не могу не подчеркнуть, что это проект, к которому вы действительно хотите привлечь электрика. Если вы не обратитесь к электрику, чтобы хотя бы проконсультироваться с вами, есть риск повредить пылесборник и даже получить серьезную травму. Также очень важно, чтобы вы следовали спецификациям производителя в отношении размера провода, размера автоматического выключателя и, наконец, электрических соединений.

Производительность и функциональность

Я полагаю, что одна из более причудливых систем, которая включает сбор пыли при включении инструмента, может быть довольно крутой. Но, если не считать этого подхода, я считаю, что это здорово. Я намеренно не хотел, чтобы система включалась и выключалась при открытии / закрытии взрывных ворот. Мне это казалось непрактичным, так как во многих случаях я мог не переходить с моей нынешней машины на другую, поэтому нет необходимости закрывать защитные ворота.Эта система работает безупречно, и я доволен ею на все 100%.

Общая стоимость материалов по этому проекту составила менее 300 долларов. Это включает контактор, трансформатор, разъединитель, переключатели и проводку. Этот подход также можно использовать для включения воздушного компрессора. Это довольно недорогая, простая технология, и уверенный в себе мастер-самоделка может выполнить несколько советов своего электрика.

Демонстрация видео

Посмотрите короткое видео, которое я создал, где я покажу вам, как это работает, и некоторые мысли по настройке этой системы удаленной коммутации.

.
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.