Электрическая схема двигателя щеточного

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

Неисправности коллекторно-щеточного аппарата двигателей переменного тока

Коллекторный двигатель переменного тока можно с уверенностью назвать распространенным в быту. Подавляющая часть ручного электроинструмента имеет электропривод с двигателем этого типа.

При этом, двигатели переменного тока остаются относительно сложными электрическими машинами, требующими определенных специальных знаний для диагностики своего состояния и ремонта.

Однако, ряд неисправностей данных двигателей вполне возможно устранить или хотя бы выявить в домашних условиях. Это важно тем более, что неисправности эти имеют отношение к самому «нежному» конструктивному элементу коллекторного привода – коллекторно-щеточному аппарату.

С уверенностью можно сказать, что отказ ручной дрели или «болгарки» в 90% случаев связан с неисправностью именно этого конструктивного элемента привода.

А наиболее распространенная неисправность коллекторно-щеточного аппарата – это элементарный износ токосъемных щеток. Собственно говоря, сами графитовые щетки можно считать расходным материалом, а многие производители ручного инструмента даже предоставляют покупателю своей продукции дополнительную пару щеток бесплатно в качестве ремкомплекта.

Износ щеток приводит к потере контакта в паре «коллектор-щетка» и к разрыву цепи двигателя. Если контакт утерян не полностью, то возможно возникновение усиленного искрения под щетками (небольшое искрение может считаться нормой).

Может возникнуть «подергивание», привод будет работать неравномерно. В самых тяжелых случаях привод вообще невозможно запустить – когда силовая цепь полностью разомкнута.

Тогда эту неисправность легко определить при помощи мультиметра или даже обыкновенного индикатора: включив переключатель и не включая штепсель в розетку, проверяем целостность цепи «первая часть обмотки возбуждения — обмотка якоря — вторая часть обмотки возбуждения».

Состояние щеток можно оценить и визуально, поскольку чрезмерный износ графита виден невооруженным глазом. Нередко возникают случаи, когда щетки просто «зависают», то есть, грубо говоря, «застревают» в своих направляющих, и пружина не может поджать их к коллектору для надежного контакта. Решение этой проблемы заключается в замене щеток, или их повторной установке с притиркой.

Читать еще:  Двигатель 4zz плохо заводится

Причиной проблем со щетками может стать и их несоответствие по размерам и форме. Поэтому, приобретая щетки на замену, важно знать марку и модель техники, электропривод которой планируется ремонтировать. После замены щеток их необходимо «прикатать» работой на холостых оборотах в течение 10-15 минут.

Еще одна характерная неисправность коллекторно-щеточного аппарата электродвигателя – это загрязнения на поверхности пластин или чрезмерный износ этих пластин. «Симптомами» этого явления также может быть неравномерная работа привода, а в самых запущенных случаях – яркий круговой огонь на коллекторе, красноречиво говорящий о том, что двигатель свое, что называется отработал.

Ввиду того, что коллекторные приводы переменного тока обычно имеют небольшую мощность и стоимость; ремонт коллектора с заменой изношенных пластин редко бывает целесообразным – проще заменить двигатель.

Выявить износ пластин двигателя несложно: борозды от длительного прохождения щеток видны невооруженным глазом. Видны и истонченные пластины, между которыми, возможно, уже имеются пробои изоляции.

Загрязнение коллектора бывает связано с условиями эксплуатации привода, а также с приходом в негодность щеток. Для удаления загрязнений часто бывает достаточно протереть коллектор ветошью, смоченной в бензине. Сильные загрязнения можно предварительно удалить при помощи обычного школьного ластика.

Возможно и изменение формы самого коллектора, приобретение им овальной формы. Причиной этому может стать биение якоря из-за неисправных подшипниковых узлов и, как следствие, неравномерный износ щетками. К сожалению, подобную неисправность маломощных двигателей переменного тока тоже бывает нецелесообразно устранять, а якорь с деформированным коллектором обычно подлежит замене.

Такие случаи неисправностей, как нарушение целостности поводка щетки, обломленная пружина, не способная поджать щетку к коллектору, а также механические повреждения коллекторно-щеточного аппарата здесь не рассмотрены, поскольку для их диагностики достаточно лишь беглого осмотра.

Электродвигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока – это агрегат, преобразующий энергию постоянного тока в механическое движение, чаще всего во вращательное.

Разновидности и виды двигателей постоянного тока (ДПТ)

В настоящее время известны следующие виды машин постоянного тока:

  • Униполярные (обладают низким КПД и потому не используются в обиходе);
  • Коллекторные (основная категория ДПТ);
  • Бесколлекторные (по сути, представляют собой модификацию коллекторных двигателей, где коллектор заменён на специальный электронный узел с инверторами).

Коллекторные ДПТ подразделяются на:

  • Универсальные (подходящие и для постоянного, и для переменного тока);
  • Одно-, двух-, трёх-, черытёх-, восьмиколлекторные (отличаются конфигурацией внутренних узлов и количеством фаз тока);
  • С постоянными магнитами;
  • С электрическими магнитами.

В свою очередь электромагниты могут работать по следующим схемам:

  • С независимым возбуждением;
  • С последовательным,
  • Параллельным,
  • Смешанным включением обмоток.

Основные узлы ДПТ

В основе всех электродвигателей, работающих на постоянном токе, лежит конструкция из статора и ротора:

1. Статор (индуктор) представляет собой неподвижную конструкцию, на которой размещены постоянные магниты или электрические катушки, создающие электромагнитное поле. Минимальное количество полюсов – 2.

2. Ротор (он же якорь) – это вращающаяся конструкция. Обычно состоит из набора катушек, размещённых особым образом на центральной оси. На роторе должно быть не менее 2 магнитных полюсов.

3. Коллектор – это смежный узел, отвечающий за активацию питания той или иной катушки ротора. Чаще всего используется щёточная конструкция, где два контакта прижимаются к токопроводящим секторам (ламелям) на якоре.

Все основные элементы можно увидеть на схеме ниже.

Рис. 1. Двигатель постоянного тока

Для простоты понимания процесса работу ДПТ лучше всего рассмотреть на примере двухполюсного ротора.

Рис. 2. Двухполюсный ротор

При подаче положительного напряжения на обмотку (ротор), расположенную в поле действия магнита (статор), развёрнутого внутрь полюсом N, катушка порождает электромагнитное поле той же полярности. Катушка отталкивается от магнита и начинает своё движение. Когда катушка выходит из поля действия магнита, её контакт размыкается, и подача тока прекращается. В поле действия магнита входит другая катушка, в этот момент щётка коллекторного узла попадает на ламель новой катушки и теперь напряжение подаётся на неё. Процесс повторяется. Аналогично происходит с полюсом S.

Читать еще:  Что такое 127 двигатель

Постоянные магниты можно заменить электрическими катушками, количество катушек на якоре и на роторе – увеличить. Коллектор можно заменить на электронный блок управления, который будет управлять подачей тока на определённые катушки, при этом текущий угол поворота вала будет анализироваться специальным датчиком.

Схема подключения зависит от количества используемых фаз (для многоколлекторных), а также от способа возбуждения (актуально для статоров с электромагнитами).

Рассмотрим подключение для ДПТ с электроиндукторами (статорами на электромагнитах):

1. Независимое подключение

Рис. 3. Независимое подключение

Независимые источники напряжения применяются для того, чтобы исключить возможные скачки в цепи питания при вращении ротора (потребление происходит волнообразно). Идеальна такая схема для точной регулировки оборотов.

2. Параллельное включение

Рис. 4. Параллельное включение

Отличается от независимого лишь тем, что обмотки статора и якоря (ротора) подключаются к одному и тому же источнику напряжения.

Наиболее распространённая схема соединения.

3. Последовательное включение

Рис. 5. Последовательное включение

Такой подход применяется в тех случаях, когда необходим плавный (мягкий) запуск электродвигателя. При последовательном включении ток, протекающий через катушки статора и ротора, будет одинаковым, и без нагрузки такая ситуация может вылиться в превышение номинальной частоты вращения. Нужно проявлять осторожность.

Рис. 6. Смешанное включение

Применяется крайне редко. Здесь одна или несколько обмоток статора подключаются параллельно, а остальные – последовательно.

Регулировка частоты вращения

Для изменения скорости вращения двигателей постоянного тока достаточно использовать регулировочные резисторы на правильных участках цепей.

Как и где установить сопротивления смотрите ниже.

Рис. 7. Регулировка частоты вращения

Чтобы заставить крутиться вал электродвигателя постоянного тока в обратном направлении, достаточно просто сменить полярность питания.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Ремонт коллекторного двигателя

Большая часть бытовых электродвигателей – коллекторного типа. Они занимают небольшой объем и скорость вращения можно регулировать без потери мощности. Сфера их использования – электроинструмент, пылесосы, миксеры и так далее.

Отличительная особенность коллекторных электродвигателей – наличие ротора с коллектором, напряжение на который подается через щеточный аппарат через последовательно соединенную обмотку статора.

  1. Повреждения шнура питания коллекторного двигателя
  2. Неисправности регуляторов скорости вращения
  3. Неисправности щеточного аппарата
  4. Неисправности коллектора
  5. Неисправности якоря и подшипников

Повреждения шнура питания коллекторного двигателя

Слабое место у электроинструмента – шнур питания. В процессе эксплуатации его часто сматывают и разматывают. При этом он чаще всего перегибается в одном и том же месте – у входа в корпус. Несмотря на то, что шнур в этом месте защищен резиновой вставкой, со временем гибкие провода в нем переламываются.

Иногда неисправность заявляет о себе заранее: инструмент периодически останавливается и вновь запускается в работу. Лучше не ждать полного обрыва провода, а сразу разобрать инструмент, подтянуть в него часть шнура так, чтобы вырезать место обрыва и подключит его снова.

Если инструмент перестал работать – первым делом проверяйте шнур на целостность мультиметром. Если он не прозванивается, то место повреждения, скорее всего, у корпуса.

Как пользоваться мультиметром читайте статью: «Как пользоваться мультиметром?».

Проверка шнура питания

Неисправности регуляторов скорости вращения

В электродрелях и шуруповертах скорость вращения регулируется устройством, представляющим единый узел с кнопкой управления. В нее иногда встраивается устройство реверса. Поэтому все неисправности, связанные с резкими изменениями скорости при регулировке и проблемами с реверсом, решаются заменой этого узла. Но основная его неисправность – отсутствие контакта, в результате которой инструмент не вращается. Проверить исправность кнопки включения можно мультиметром в режиме измерения напряжения. Для аккумуляторного инструмента измеряется постоянное напряжение после кнопки, с питанием от сети – переменное.

Читать еще:  Шкода фабия какие двигатели надежнее

Регулятор скорости вращения

Поскольку для проверки инструмент придется разобрать, заранее предотвратите случайное включение инструмента. Исправность его может восстановиться, и вы получите травму. Для исключения такого варианта снимите с выключателя выходные клеммы с проводами (те, на которых предполагается провести измерения).

Пример схемы регулятора скорости вращения

Для миксеров и им подобной техники, имеющей механическое переключение ответвлений обмоток статора, лучше воспользоваться мультиметром в режиме измерения сопротивлений. Проверьте исправность переключателя и целостность коммутируемых им обмоток.

Неисправности щеточного аппарата

Щетки – слабое место коллекторного электродвигателя. В процессе работы они стираются, а графитовая пыль оседает на коллекторе и окружающих предметах. Пружины, которыми осуществляется прижим, либо объединены в один узел со щеткой и ее контактным поводком, либо входят в состав держателя. По мере стирания щеток пружины растягиваются и прижимают их слабее, контакт ухудшается. Этому еще способствует угольная пыль, попадающая в направляющие пазы. Возникают ситуации, когда пыль блокирует щетку, а силы пружины не достаточно, чтобы протолкнуть ее через это препятствие. Щетка «подвисает», и двигатель останавливается. При небольшом сотрясении контакт возобновляется, и двигатель работает снова.

Стертые щетки нужно заменить на новые. Желательно купить те, которые предназначены для данного устройства, но такое не всегда возможно. Поэтому приобретаются щетки большего размера и подгоняются под нужный. Для этого используется мелкая наждачная бумага, расстеленная на ровной поверхности. Щетка плотно прижимается к ней и стирается до нужного размера, желательно — поточнее.

Старые и новые щетки

После замены щетки притирают к коллектору, подкладывая под них наждачную бумагу и прокручивая туда-сюда коллектор вместе с ней. В результате рабочая поверхность щетки должна полностью повторять форму коллектора. Но для большинства бытовых приборов и электроинструмента такая операция не потребуется, притирка произойдет сама на начальном этапе эксплуатации.

Неисправности коллектора

При интенсивной эксплуатации щетки под собой вырабатывают на коллекторе кольцевую впадину. Она негативно влияет на их работу. У мощных двигателей приходится снимать якорь, устанавливать его в токарный станок и протачивать коллектор, выравнивая его. Но для бытовых электроприборов такая операция экономически не оправдана – проще купить новую технику. К тому же износ коллектора скажется через несколько лет, когда электроприбор морально устареет, и новое устройство будет более функциональным.

Коллектор со стертыми ламелями

В бытовых условиях коллектор можно только почистить. Для этого используется очень мелкая наждачная бумага. Она оборачивается вокруг коллектора, плотно прижимается рукой. Чистка производится проворачиванием коллектора в разные стороны, с периодической сменой положения.

Неисправности якоря и подшипников

Витковое замыкание или нарушение изоляции обмотки якоря приводит к искрению щеток. При серьезных повреждениях возникает эффект «кругового огня», когда искры «замыкаются», переходя с одной щетки на другую.

Искрение будет и при выходе из строя подшипников, поэтому сначала проверяются они. Если подшипники целы, то измеряют сопротивление изоляции якоря мегаомметром на 500 В. Если изоляция в норме, измеряют сопротивление обмоток якоря.

Между двумя соседними ламелями исправного якоря сопротивление одинаковое. При витковом замыкании в одной обмотке на одной паре ламелей будет меньшее сопротивление. При обрыве обмотки сопротивление многократно вырастет, так как прибор покажет суммарное сопротивление всех остальных обмоток.

Ни мультиметром, ни тестером нельзя определить витковое замыкание в якоре. Сопротивление одной обмотки – единицы Ом, а отсутствие одного витка прибор не заметит. Для проверки якорей в мастерских по ремонту двигателей пользуются способом косвенных измерений. К обмоткам подключают небольшое напряжение от регулируемого источника через амперметр. Величина напряжения выставляется на первой обмотке такой, чтобы амперметр показывал целое число ампер, это облегчает проверку. Не изменяя выходного напряжения, переключают щупы от устройства на соседнюю пару ламелей, и далее – пока не пройдут по всем. Резкое увеличение показаний амперметра свидетельствует о витковом замыкании, а уменьшение – об обрыве.

Неисправный якорь перематывают. Но стоимость работ соизмерима со стоимостью нового электроприбора.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector