Что такое якорный двигатель

Исполнительные двигатели постоянного тока

Исполнительные двигатели постоянного тока

Исполнительные двигатели постоянного тока. Цель и требования исполнительного органа motor. In новейшие системы автоматики и телемеханики, маломощный исполнительный двигатель от 1 ваттминут до нескольких киловатт переменного тока широко используются в качестве преобразователя для механического вращения электрических сигналов в некоторых автоматизированных устройствах. Наиболее распространенным является двигатель с максимальной мощностью 100 Вт. Маловероятно, что исполнительный двигатель будет работать в номинальном режиме. Для них характерны частые старты, остановки, инверсии. Исполнение автоматической схемы детали работы электродвигателя определяют следующие основные требования к исполнению электродвигателя: Отсутствие самоходно-автоматического торможения двигателя при снятии сигнала (управляющего напряжения).

Несмотря на некоторые существенные недостатки, связанные с наличием скользящих контактов между щеткой и коллектором, в качестве привода широко используется специально разработанный двигатель постоянного тока с независимым возбуждением (часто возбуждение постоянным магнитом). Людмила Фирмаль

  • Стабильная работа двигателя в широком диапазоне регулирования скорости. Линейность механических и регулировочных характеристик; Высокий пусковой момент. Управление низкой мощности с механической силой большой достаточно для вала. Высокоскоростной; Надежность работы, небольшие габариты и вес. В СССР, постоянного тока, постоянного тока электродвигатели типа СЛ, Ми, DPM и другие были изготовлены, и конструктивно они изготавливаются таким же образом, как и другие микромашин постоянного тока (см. рис. 1.1).Их магнитная система полностью пополняется из изолированных листов электротехнической стали.
  • Если вы перережете обмотку управления или уменьшите ее до нуля, якорь остановится. Отсутствует самоходный двигатель с якорным управлением (6Uy = 0). На рисунке 3.10.6 показана схема, включающая двигатель с полюсом control. In в этом случае обмотка возбуждения представляет собой обмотку якоря с длинным соединением (непосредственно или через балласт Сопротивление)■ток якоря до напряжения 1 / V, здесь ток возбуждения/ V. управляющее напряжение 11y во время испытания подается на полюс winding. In Привод постоянного магнита позволяет только управление анкера. Рассмотрим характеристики исполнительного двигателя с различными методами управления. Двигатель с якорным управлением.

Если учесть отсутствие насыщения в магнитопроводе двигателя и пренебречь пренебрежимо малой реакцией якоря, то можно предположить, что магнитный поток пропорционален току в полярной обмотке или, если сопротивление этой обмотки постоянно, пропорционально напряжению возбуждения.) : Фвг=Сф[/в. (3.12) Электромагнитный момент двигателя постоянного тока c якорным управлением (3.13) M =С» / UVB =С » СФ / У * / В. Ток якоря согласно уравнению (3.1)、 /, Щиу-СЕСФпив/ои Y / y = ^ = dG ’ (3-14) е. д. якорь с Eu = SBnPf = CESfn1> c, (3.15) и сопротивление/?Y =#i. M = SmSFU1 У-СЕСПП I) И (3.16) Путем присвоения текущего значения выражению (3.13): Для придания характеристикам двигателя универсальности независимо от мощности и конструктивных особенностей при анализе исполнительного двигателя используется система относительных единиц.

Управляемый двигатель полюса, после того, как обмотка управления (обмотка полюса) выключена, крутящий момент двигателя генерируется остаточным потоком полюса и взаимодействием тока/вольта, поэтому можно самостоятельно продвигаться при низкой нагрузке вала. Людмила Фирмаль

  • Представляет фактическое значение по отношению к 1 постоянному значению. Каждую ночь. Относительное напряжение управления блока М Около используйте sFg / B2 (3.18) Для единиц постоянной момента каждой данной машины возьмем управляющее напряжение, равное неподвижному якорю, и напряжение возбуждения, то есть моменты при n = 0 и a = 1, и подставим эти значения в уравнение (3.17).、 Т = М о.-ЦИК ФП. (3.19) Тогда представление момента двигателя в относительных единицах I] если y = Tsv, то есть ss = 1, это полностью разгрузит двигатель.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Якорная цепь — двигатель

Величина R3VB учитывает не только сопротивление якорной цепи двигателя , но и падение напряжения в магнитном усилителе. [31]

Известны все параметры системы — сопротивление якорной цепи двигателя R , индуктивность якорной цепи двигателя L0, коэффициент пропорциональности между моментом двигателя и током якоря с, коэффициент трения в двигателе В2, момент инерции якоря / 2, коэффициенты упругости валов Кз, Ks, Кг ( моментами инерции валов можно пренебречь), моменты инерции маховиков J и / в, коэффициенты демпфирования В4 и В6, напряжение, приложенное к якорю двигателя, ыдв 9 и момент — нагрузки Мс — Mg. Так как искомые переменные являются параллельными, то логично воспользоваться для вывода уравнений системы методом ветвей. [32]

Таким образом, потери энергии в якорной цепи двигателя параллельного возбуждения при пуске без нагрузки равны запасу кинетической энергии, который приобретут маховые массы электропривода при установившейся скорости. [33]

Если же реверсивный вентильный преобразователь питает якорную цепь двигателя , управление переключением групп оказывается более сложным. При этом величина зоны нечувствительности, в которой не будет происходить переключение, оказывается в обратной зависимости от коэффициента усиления такого регулятора. Как правило, современный вентильный электропривод работает в той или иной замкнутой системе регулирования, так что получение необходимого сигнала из этой системы для подачи в логическое устройство переключения групп обычно не встречает затруднений. От этого недостатка свободна схема так называемой сканирующей логики, изображенная на рис. 2 — 10 в, в которой логическое устройство не связано с каким бы то ни было сигналом управления, а находится при отсутствии запрета со стороны датчика тока в непрерывном автоколебательном режиме. Благодаря этому происходит переключение групп до тех пор, пока в одной из них под воздействием сигнала управления не появится ток. Эта схема, таким образом, осуществляет автоматический поиск той группы вентилей, которая должна включиться. [34]

Читать еще:  Глохнет двигатель после запуска двигателя на ваз 2110

Главная цепь состоит из силовой части и якорной цепи двигателей . [35]

Предположим, что ограничение пускового тока в якорной цепи двигателя осуществляется введением двух ступеней R1 и R2 пускового резистора. [37]

Силовые схемы ТП, предназначенных для питания якорных цепей двигателей , выполняются как в нереверсивном ( одна выпрямительная группа тиристоров), так и в реверсивном ( две выпрямительные группы) исполнениях. Нереверсивные исполнения ТП, обеспечивающих одностороннюю проводимость, позволяют работать в двигательном и генераторном режимах только при одном направлении момента двигателя. Для изменения направления момента требуется или изменить направление тока якоря при неизменном направлении потока возбуждения, или изменить направление потока возбуждения при сохранении направления тока якоря. [38]

Ток продольной цепи ЭМУ одновременно является током якорной цепи двигателя . [39]

ЭДС двигателя; / — ток в якорной цепи двигателя ; с — постоянная двигателя; со — скорость моталки; i — передаточное число редуктора. [40]

Жесткость естественной характеристики зависит от внутреннего сопротивления якорной цепи двигателя R . Внутреннее сопротивление якорной цепи включает собственное сопротивление якорной обмотки, сопротивление обмотки дополнительных полюсов, компенсационной обмотки и щеток. [41]

К периодически включает или шунтирует дополнительное сопротивление в якорной цепи двигателя . [43]

Жесткость естественной характеристики зависит от величины внутреннего сопротивления якорной цепи двигателя Rs . Внутреннее сопротивление якорной цепи включает собственное сопротивление якорной обмотки, сопротивление обмотки дополнительных полюсов, компенсационной обмотки и сопротивление щеток. [45]

Как проверить якорь электродвигателя?

Содержание

  1. Коллекторные синхронные двигатели
  2. Асинхронные двигатели

Несмотря на надежность и долговечность, электродвигатели время от времени выходят из строя. Установить причину поломки и исправить ее можно самостоятельно – вам понадобится тестер, знания и немного терпения. Как проверить якорь электродвигателя в домашних условиях вы узнаете, прочитав эту статью. Мы рассмотрим два типа двигателей, чаще всего использующихся в быту и на производстве.

Коллекторные синхронные двигатели

Именно они применяются в бытовых устройствах (миксерах, стиральных машинах, электродрелях и т.п.), поэтому рассчитаны на работу от сети 220В. Их «сердце» — это якорь, состоящий из неподвижного статора и обмотки на валу. Если причина неполадок кроется в нем, начинать проверку следует с визуального осмотра.

  • перегоревших или оборванных обмоток;
  • запаха гари;
  • активного искрения;
  • оплавленных ламелей коллектора;
  • выхода из строя подшипников;
  • отсоединения проводков;

Если на первый взгляд дефекты не заметны, для более точного обследования придется вооружиться мультиметром. Проверка проходит поэтапно:

  • Прозвоните попарные выводы обмоток статора к ламелям. Показания сопротивления на каждом должны совпадать.
  • Проверьте сопротивление между корпусом якоря и ламелями – в идеале оно стремится к бесконечности.
  • Прозвоните выводы, чтобы проверить целостность обмотки.
  • Проверьте состояние цепи между выводами якорной обмотки и корпусом статора.

Наличие пробоя на корпус – знак, что двигатель требует замены сломанных деталей и полного ремонта. Подключать его к сети в этом случае запрещено.

Асинхронные двигатели

Асинхронные электродвигатели широко применяются не только в промышленности (на станках, в компрессорах, насосах), но и в быту (в холодильниках, стиральных машинах некоторых моделей). При их неисправности визуальный осмотр следует начинать с обмоток статора, играющих роль якоря.

Перед тем, как прозвонить якорь электродвигателя, необходимо проверить другие узлы и детали (так как причина может быть в их повреждении) – кабели подключения, магнитные пускатели, тепловое реле, конденсатор, а также проверить наличие напряжения. Если все в порядке, убедитесь в том, что электропитание отсутствует, и разберите двигатель.

Причины, по которым обмотки статора перестают работать, чаще всего следующие:

  • обрыв витков;
  • большая влажность;
  • межвитковое замыкание.

Если при осмотре не выявлены неполадки, дальнейшая диагностика проводится с помощью мультиметра. В агрегатах на 380В, которые подключаются «треугольником» или «звездой», каждая обмотка проверяется по отдельности. Отклонение значения сопротивления на них должно быть не более 5%. Затем обмотки прозваниваются на корпус и друг с другом. Сопротивление должно стремиться к бесконечности, другие показания говорят о том, что присутствует пробой обмоток между собой или на корпус. Эта проблема решается путем полной перемотки.

В электродвигателях на 220В достаточно прозвонить рабочую и пусковую обмотки. Сопротивление у первой должно быть в полтора раза ниже, чем у второй.

Читать еще:  Электрических двигателя 1500 оборотов

Самый сложный этап проверки – поиск межвиткового замыкания, поскольку при визуальном осмотре выявить его не представляется возможным. Нужно воспользоваться специальным измерителем индуктивности. Если значение на всех обмотках одинаково – неполадки отсутствуют. Наиболее низкое значение на какой-либо из обмоток указывает на ее повреждение.

Сопротивление изоляции обмоток проверяется мегомметром на 1000В, который подключается к отдельному источнику питания. Один провод подсоединяется к корпусу агрегата в месте, которое не окрашено, другой – к каждому выводу обмотки поочередно. Значение должно быть больше 0.5 Мом, меньший показатель говорит о том, что двигатель необходимо просушить. При проведении измерений старайтесь не касаться проводов и будьте предельно внимательны. Во избежание несчастных случаев обесточьте двигатель и строго соблюдайте все меры предосторожности.

Теперь вы знаете, как проверить якорь электродвигателя тестером, и можете без привлечения специалиста выявить причину неполадок и устранить ее, сэкономив деньги и время.

Коллекторные двигатели переменного тока

В электротехнике давно отгремели последние битвы затяжного конфликта, известного как «война токов». Еще в XIX веке было обнаружено, что у переменного и постоянного сетевого напряжения есть свои плюсы и минусы. Мало-помалу переменный ток и его сторонники смогли одержать победу: в 2007 году окончательно «пал» Нью-Йорк, чьи электрические сети были наконец переведены на переменный ток.

Но безоговорочной победы не было: за постоянным током остались некоторые позиции. В частности, по сию пору в промышленности широко используются достоинства электропривода постоянного тока. Эти достоинства заключаются в хорошем пусковом моменте двигателя и в широком диапазоне регулирования скорости.

Однако есть электродвигатели, обладающие некоторыми достоинствами двигателей постоянного тока, но работающие на токе переменном. Речь идет о коллекторных однофазных двигателях переменного тока.

По своей сути это обычные коллекторные электродвигатели. Да это и не удивительно: ведь любой двигатель постоянного тока теоретически может работать в переменной сети. Направление тока в якорной обмотке и обмотке возбуждения меняется одновременно, а это значит, что крутящий момент двигателя по своему направлению будет неизменен.

Проблема только в том, что при независимом или параллельном соединении обмоток между током якоря и током возбуждения неизбежно возникнет разность фаз, и смену направлений токов можно будет считать одновременной лишь условно.

Поэтому коллекторные двигатели переменного тока бывают лишь последовательного возбуждения. При этом якорный ток и ток возбуждения являют собой одну физическую величину, что гарантирует постоянство электромагнитного и механического момента.

Обычно обмотку возбуждения коллекторных двигателей переменного тока делят на две части, первую из которых располагают до, а вторую – после якорной обмотки. Для компенсации электромагнитной реакции якоря применяются дополнительные, компенсационные обмотки.

Другая проблема, связанная с эксплуатацией этих двигателей в переменной сети, – это большие потери в стали, связанные с токами Фуко. Для двигателей постоянного тока этой проблемы не существует, поэтому их магнитопроводы выполняются цельными и сварными. А магнитопроводы коллекторных двигателей переменного тока шихтуются из отдельных стальных пластин для ограничения токов Фуко и соответствующих потерь.

И, наконец, еще одна проблема использования обсуждаемых здесь однофазных двигателей переменного тока связана с наличием коллекторно-щеточного аппарата. Коммутация на щетках осложнена, неизбежны потери. При износе щеток или коллекторных пластин может возникнуть круговой огонь, и привод надолго выйдет из строя.

Из-за перечисленных недостатков эти однофазные электродвигатели переменного тока имеют весьма посредственные энергетические показатели. Поэтому применяют эти двигатели преимущественно в маломощных бытовых приводах: в стиральных машинах, пылесосах, электродрелях, болгарках и перфораторах.

В этих устройствах сполна раскрываются достоинства этих необычных двигателей, традиционно свойственные двигателям постоянного тока. Механическая характеристика коллекторного двигателя переменного тока по понятным причинам схожа с характеристикой двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.

Отсюда имеем высокий пусковой момент, способность выдерживать существенные перегрузки и готовность к регулированию в самых широких пределах. Из недостатков, характерных для этих двигателей в быту, следует дополнительно отметить возникновение помех, вызванных непрерывной коммутацией на коллекторно-щеточном аппарате.

Помехи способны «забить» практически любой радиосигнал, и телевизор или радиоприемник могут просто перестать работать на время включения коллекторного привода переменного тока.

Электродвигатель постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока – это первая из изобретенных электрических машин, которая преобразует энергию постоянного магнитного поля во вращательное движение. Они обладают большим КПД, чем асинхронные двигатели переменного тока, менее чувствительны к перегрузкам и легко управляются – реверсируюся, ускоряются, замедляются. А возможность уменьшить их размеры до буквально микроскопических предопределило их широкое распространение.

Как работает

Принцип работы электродвигателя, питающегося постоянным током, основан на принципе отталкивания одноименных полюсов магнита. Если свернутый в кольцо проводник подключить к источнику постоянного тока и поместить его между полюсами постоянного магнита, то он повернется на один оборот. Так, чтобы их одноименные полюса совпали.

Читать еще:  Что такое композиция двигателя

Этому феномену дал объяснение и математическое обоснование французский физик Андре-Мари Ампер. Вкратце он объясняется правилом левой руки: если открытую ладонь обратить к отрицательному полюсу магнита, так, чтобы четыре пальца показывали направление движения тока по проводнику, то большой палец укажет направление, в котором его вытолкнет магнитное поле.

Чтобы движение продолжилось, в момент совпадения полюсов должно произойти изменение их знаков. Для этого используется до гениальности простое устройство – коллектор. Он состоит из изолированных друг от друга пластин, закрепленных на валу электродвигателя. Концы кольца проводника, образующего якорную обмотку, подключены к нему неподвижно. А питающее напряжение – посредством скользящих контактов, которые изначально делали из пучка тонких проводников, поэтому их назвали щетками. В момент поворота рамки с током происходит смена полярности, и она продолжает движение, отталкиваясь от неподвижного полюса магнита. Вот зачем нужны щетки в электродвигателе постоянного тока и почему его второе название «коллекторный двигатель».

Если якорная обмотка состоит из одной рамки, то она не сможет начать вращаться, если находится на магнитной нейтрали – перпендикулярно линии электромагнитного поля. Для запуска двигателя придется приложить усилие к его валу. Для ликвидации этого эффекта используется две якорные обмотки, но общераспространенным правилом является применение минимум трех.

Итак, конструкция любого двигателя постоянного тока состоит из трех элементов:

  1. Неподвижного магнита на статоре.
  2. Ротора с тремя или большим числом обмоток.
  3. Щеточного узла, к которому подводится питающее напряжение.

Статорный магнит может быть выполнен как из ферромагнетика, так и в виде нескольких катушек, подключенных к тому же источнику электричества, что и щеточный узел. Тогда он называется обмоткой возбуждения. Для плавности хода на статоре устраивается как минимум четыре соленоида, образующих два электромагнита.

Скользящие проволочные контакты на коллекторе сначала заменили щетки угольные, а потом более прочные, сделанные из электротехнического графита. Количество коллекторных пластин зависит от способа укладки якорных обмоток, который может быть петлевым, волновым или секционным. Однако оно ограничивается диаметром коллектора и физической толщиной щетки – одновременно она не должна перекрывать более двух пластин. В противном случае уменьшается число обмоток, участвующих в коммутации – переключении полюсов, что ведет к снижению вращающего момента двигателя.

Схемы подключения и способы управления

Существует три схемы подключения двигателя постоянного тока:

  1. Обмотка возбуждения включена параллельно якорной. Обеспечивается высокая стабильность частоты вращения.
  2. Обмотка возбуждения включена последовательно с якорной. Способ позволяет регулировать вращающий момент во время пуска и получать плавную скоростную характеристику. Поэтому он используется для включения тяговых электродвигателей на транспорте.
  3. Обмотка возбуждения делится на две – одна включена параллельно с якорной, другая последовательно с ней.

Частота вращения двигателя постоянного тока с независимой (параллельной обмоткой) вычисляется по формуле: N = (U – Iя . Rя)/(kc . Ф). Где:

  • U – величина питающего напряжения.
  • Iя и Rя – ток в цепи якоря и ее сопротивление.
  • kc – коэффициент качества магнитной системы.
  • Ф – сила магнитного потока.

Изменить ее можно тремя способами:

  1. Увеличить или уменьшить величину питающего напряжения. Возможно как ускорение, так и замедление двигателя. Регулировка количества оборотов осуществляется плавно.
  2. Изменить сопротивление цепи якоря. Регулировка ведется дискретно, в сторону уменьшения, но не более чем до половины номинальных оборотов. Способ связан с большими энергетическими потерями.
  3. Изменить сопротивление цепи обмотки возбуждения. Это приводит к изменению силы магнитного потока. Чем меньше ток, тем он слабее, а частота вращения выше. Теоретически возможно торможение, но на практике, из-за насыщения магнитной системы, увеличение силы тока непропорционально велико по отношению к величине приращения силы магнитного потока. Это может привести к аварии. Однако и чрезмерное ослабление тока в обмотке возбуждения вредно – машина пойдет вразнос.

Реверсирование осуществляется изменением полярности напряжения, подаваемого на якорь.

Коллекторный двигатель переменного тока

Материал и способ исполнения обмоток коллекторного двигателя аналогичен тем, которые используются в асинхронных машинах. Поэтому его подключение к переменному току не вызывает аварии. Чтобы вращение продолжалось в одну сторону, обмотки якоря и статора включаются последовательно, тогда смена полярности полюсов магнитов происходит одновременно.

Такая конструкция широко используется в ручном инструменте, подключаемом к однофазной сети 220 вольт. Она обладает рядом преимуществ перед асинхронным двигателем:

  • Нет необходимости создавать вращающееся магнитное поле, подключение в сеть происходит напрямую, без фазосдвигающих устройств.
  • Поскольку магнитные поля ротора и статора вращаются синхронно, момент на валу двигателя очень высок, он устойчиво работает при переменных нагрузках.
  • Просто регулировать частоту вращения.

К недостаткам коллекторного двигателя стоит отнести щеточный узел, из-за которого работа сопровождается шумом, искрением и радиопомехами.

Двигатели постоянного тока – это уникальные электрические машины, находящие применение повсеместно. Они работают в системах охлаждения компьютеров, приводят в движение электровозы, ледоколы и подводные лодки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector