Типовые конфигурации и принципы действия электродвигателей

Есть два наиболее распространенных вида моторов, подключение которых можно выполнить без дополнительных деталей. Это асинхронные двигатели с однофазным или трехфазным питанием и коллекторные устройства.

В асинхронных однофазных двигателях обмотка на роторе короткозамкнутая, по конструкции напоминающая колесо для белки. Замкнутые на кругах стержни входят в пазы сердечника, где при индукции тока создается поле уравновешивающее электромагнитное поле катушки. Для того, чтобы после подключения к сети мотор заработал, нужен стартовый толчок. В некоторых случаях, например на точильном станке двигатель можно запустить вручную, простым вращательным движением вала.

Можно также снабдить самодельный инструмент дополнительной стартовой обмоткой или частотным преобразователем, который обеспечит плавный запуск мотора. Начало вращения в асинхронных двигателях с трехфазной обмоткой статора происходит автоматически, благодаря чередованию фаз

Как видно на структурной схеме, в коллекторном электродвигателе имеются рабочая и пусковая обмотки. Переключение обмотки на роторе происходит при помощи графитовых щеток, единовременно под напряжением находится только одна из рамок, с магнитным полем, перпендикулярным полю статорной обмотки.

Разница полюсов сдвигает ротор по кругу, достигая определенного угла, контакт с щетками перебрасывается на вторую рабочую обмотку, что обеспечивает непрерывное вращательное движение.

Подключение электромотора на самодельных устройствах

Перед использованием электродвигателя нужно навести справки о его типе и особенностях конструкции. Единственной доступной информацией при этом может быть лишь серийная маркировка на корпусе, остальное — мощность, тип, возможные системы управления двигателем – придется поискать в технических справочниках.

Проверка проводных выходов и корпуса на короткое замыкание — застрахует от аварий. Для этого, после визуального осмотра на предмет следов возгорания, при помощи мультиметра нужно сделать прозвон всех контактов и корпуса, затем проверить обмотки и выводы, и также конденсаторы при наличии.

Запуск двигателя коллекторного типа

Коллекторные двигатели компактны и работают на высоких оборотах. Ими оснащаются малогабаритные бытовые приборы, например, миксеры, мясорубки, кофемолки и стиральные машины, а также ручные инструменты — дрели, шуруповёрты, дисковые пилы и т. п.

На фото – схема подключения такого электродвигателя к питанию 220В через простой замыкающий выключатель. Кнопка в зажатом положении подает ток на обмотки статора и ротора. При двух разных обмотках на статоре можно сделать перемычку для переключения скоростей.

Способы подключения асинхронных двигателей

Различные модели асинхронных двигателей используются в бытовых кондиционерах, в насосных системах и аппаратуре промышленного назначения. Они, как правило, оснащаются преобразователями частоты, которые в зависимости от предназначения, выполняют постепенный набор оборотов при включении, или плавное, не ступенчатое, переключение скоростей.

Схема подключения обычно дается прямо на корпусе, где маркируются выводящие провода пусковой и рабочей обмотки. В других случаях их можно определить при помощи замеров сопротивления. Величина в Омах в двух вариантах последовательного соединения должна в сумме быть равной показателю сопротивления пары обмоток ротора и статора.

Рабочая обмотка может отличаться и визуальной толщиной в сечении. Она подключается к конденсатору, а вывод от статора напрямую к 220В.

Конденсаторы могут быть установлены по схеме подключения к статорной обмотке, для обеспечения пуска электродвигателя, или в качестве рабочего устройства, подсоединенного к основной обмотке. Возможен и комбинированный вариант с двумя конденсаторами.

Емкость теплообменника зависит от мощности мотора в расчете 7мкФ на 100Вт. Чрезмерный нагрев корпуса после запуска свидетельствует о недостаточной емкости подключенных конденсаторов. Если наблюдается спад мощности и замедление оборотов, следует уменьшить емкость.

Трехфазными двигателями, отличающимися большой мощностью и возможностью автоматического старта оборудуют деревообрабатывающие и токарные станки. К трехфазной сети питания такие моторы подсоединяются в двух конфигурациях: треугольной или в виде звезды.

Для подключения к сети с одной фазой необходимо наличие переходного конденсатора, но в этом случае будут потери мощности и скорости оборотов двигателя.

Частотные преобразователи – важный элемент системы управления двигателем, могут быть заменены симисторами для плавного пуска, которые подключаются по трехфазной схеме. Это позволяет снизить расход электроэнергии и износ мотора, предотвращает перегрев и дает ряд дополнительных возможностей для подключения автоматики.

Фото схем электродвигателя

Схема подключения коллекторного двигателя переменного тока 220в

В бытовой технике, ручном электроинструменте, автомобильном электрооборудовании и системах автоматики очень часто применяется коллекторный электродвигатель переменного тока, схема подключения которого, как и устройство схожи с двигателями постоянного возбуждения постоянного тока.

Столь распространенное применение их объясняется компактностью, небольшим весом, невысокой стоимостью и простотой управления. В этом сегменте наиболее востребованы двигатели с высокой частотой и малой мощностью.

Схема подключения электродвигателя к сети 220 вольт

Для того чтобы разобраться, как подключить электродвигатель конкретного типа, необходимо понимать принципы его работы и особенности конструкции. Существует множество электродвигателей разных типов. По способу подключения к сети переменного тока они бывают трехфазные, двухфазные или однофазные. По способу питания обмотки ротора делятся на синхронные и асинхронные.

• Принцип действия
• Двухфазный синхронный электродвигатель
• Трехфазный синхронный двигатель
• Трехфазный асинхронный двигатель
• Однофазный асинхронный электродвигатель
• Схема включения
• Подсоединение к однофазной сети
• Подключение на 220 вольт
• Как включить однофазный асинхронный двигатель

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!

Функциональные возможности мотора

Схема устройства коллекторного двигателя прекрасно демонстрирует, как этот агрегат преобразует электричество в механическую энергию и в обратном порядке. Это говорит о том, что такое устройство может использоваться даже в качестве генератора. Когда ток проходит сквозь проводник, который расположен в магнитном поле, то на него воздействуют определённые силы. При этом активно работает правило правой руки, оказывающее непосредственное влияние на итоговую мощность двигателя. Коллекторный агрегат функционирует именно по такому принципу.
В стандартной схеме чётко показано, что в магнитное поле помещена одна пара проводников, ток которых направлен в разные стороны так же, как и силы. Образуемая ими сумма даёт необходимый для оборудования крутящийся момент. В коллекторном двигателе производители добавили ещё и целый комплекс дополнительных узлов, которые гарантируют идентичное направление тока над полюсами.

За счёт того, что на якоре расположено ещё несколько катушек, полностью устранилась неравномерность хода. Помимо этого, у мастеров больше нет необходимости задействовать постоянный ток, так как обычные магниты были заменены на более мощные катушки. На финальном этапе производства крутящийся момент принял единое направление.

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.

Конструкция универсального коллекторного двигателя

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.

Критерии выбора и соимость

Для того, чтобы правильно выбрать наиболее подходящий тип регулятора, нужно хорошо представлять себе, какие есть разновидности таких устройств:

1. Различные типы управления. Может быть векторная или скалярная система управления. Первые применяются чаще, а вторые считаются более надёжными.
2. Мощность регулятора должна соответствовать максимально возможной мощности мотора.
3. По напряжению удобно выбирать устройство, имеющее наиболее универсальные свойства.
4. Характеристики по частоте. Регулятор, который вам подходит, должен соответствовать наиболее высокой частоте, которую использует мотор.
5. Другие характеристики. Здесь речь идёт о величине гарантийного срока, размерах и других характеристиках.

Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока

В этой теме необходимо понять, — как именно подключается однофазный коллекторный двигатель переменного тока, допустим, после его ремонта. Электрическая схема рис.1 дает нам представление о характере электрических соединений, то-есть, здесь мы можем заметить, что две обмотки статора электродвигателя в электрической цепи состоят в последовательном соединении, а две обмотки ротора электродвигателя относительно внешнего источника напряжения — соединены параллельно и электрическая цепь для данного примера замыкается на обмотках ротора электродвигателя.

Кто разбирал из нас бытовые потребители электроэнергии как:

и далее, со мной согласятся, что для электрической схемы рис.1 недостает еще одного элемента — конденсатора. Следовательно, к данному названию типа двигателя можно еще добавить такое название как конденсаторный электродвигатель . Если следовать логическому мышлению, то конденсатор в схеме электродвигателя в обязательном порядке соединяется с пусковой обмоткой статора, который служит для первоначального сдвига ротора. Соответственно мы пришли к выводу, что конденсатор непосредственно должен состоять в последовательном соединении с пусковой обмоткой. Для примера, приведена схема однофазного двигателя с рабочей и пусковой обмотками статора, где сопротивление на каждой обмотке будет принимать свое значение рис.2.

В зависимости от типов асинхронных двигателей и их применения рис.3, существуют следующие схемы подключения к однофазной сети:

а) омический сдвиг фаз, биффилярный способ намотки пусковой обмотки;

б) емкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором;

в) емкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором;

г) емкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором.

В схемах указаны следующие обозначения:

Перед подключением коллекторного однофазного двигателя, необходимо определить:

обмотки статора. Конденсатор, с его номинальными значениями по емкости и напряжению, и соответствующими данными для определенного типа двигателя, следует подключать к пусковой обмотке статора — последовательно. Сопротивление обмоток статора принимает следующие средние значения:

• рабочая обмотка 10-13 Ом;
• пусковая обмотка 30-35 Ом;
• общее сопротивление обмоток 40-45 Ом,

— для некоторых видов бытовой техники. Выполняя замеры сопротивлений на выводах проводов обмоток статора можно определить пусковую обмотку с ее средним значением. То-есть, сопротивление пусковой обмотки принимает среднее значение между рабочей обмоткой и общим сопротивлением двух обмоток — рабочей и пусковой.

Переключение на нужное напряжение

Для начала необходимо убедиться в том, что наш двигатель имеет нужные параметры. Они написаны на бирке, прикрепленной у него сбоку. Там должно быть указано, что один из параметров – 220в. Далее, смотрим подключение обмоток. Стоит запомнить такую закономерность схемы: звезда – для более низкого напряжения, треугольник – для более высокого. Что это означает?

Увеличение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ220/380. Это значит, что нам нужно включение треугольником, так как чаще всего соединение по умолчанию – на 380 вольт. Как это сделать? Если электродвигатель в борне имеет клеммную коробку, то несложно. Там есть перемычки, и все, что нужно – переключить их в нужное положение.

В данной ситуации это сложностей не вызывает. Главное помнить, что есть начало и конец катушек. К примеру, возьмем за начало концы, которые были выведены в борно электродвигателя. Значит то, что спаяно – это концы. Теперь важно не перепутать.

Подключаем так: начало одной катушки соединяем с концом другой, и так далее.

Как видим, схема простая. Теперь двигатель, который был соединен для 380, можно включать в сеть 220 вольт.

Уменьшение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ 127/220. Это означает, что нужно подсоединение звездой. Опять же, если есть клеммная коробка, то все хорошо. А если нет, и включен наш электродвигатель треугольником? А если еще и концы не подписаны, то как их правильно соединить? Ведь здесь тоже важно знать, где начало намотки катушки, а где конец. Есть некоторые способы решения этой задачи.

Для начала разведем все шесть концов в стороны и омметром найдем сами статорные катушки.

Возьмем скотч, изоленту, еще что-нибудь из того, что есть, и пометим их. Пригодится сейчас, а может быть, и когда-нибудь в будущем.

Берем обычную батарейку и подсоединяем к концам а1-а2. К двум другим концам (в1-в2) подсоединяем омметр.

В момент разрыва контакта с батарейкой стрелка прибора качнется в одну из сторон. Запомним, куда она качнулась, и включаем прибор к концам с1-с2, при этом не меняем полярность батарейки. Проделываем все заново.

Если стрелка отклонилась в другую сторону, тогда меняем провода местами: с1 маркируем как с2, а с2 как с1. Смысл в том, чтобы отклонение было одинаковым.

Теперь батарейку с соблюдением полярности соединяем с концами с1-с2, а омметр – на а1-а2.

Добиваемся того, чтобы отклонение стрелки на любой катушке было одинаковым. Перепроверяем еще раз. Теперь один пучок проводов (например, с цифрой 1) у нас будет началом, а другой – концом.

Берем три конца, например, а2, в2, с2, и соединяем вместе и изолируем. Это будет соединение звездой. Как вариант, можем вывести их в борно на клеммник, промаркировать. На крышку наклеиваем схему соединения (или рисуем маркером).

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.

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.

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

Исследование пылеулавливания — Электрооборудование пылеулавливания

Национальный электротехнический кодекс определяет минимальные размеры проводки, чтобы гарантировать, что ваша проводка не перегреется. Для нормального обслуживания вы складываете общую максимальную величину тока, который будет потребляться от данной цепи, и соответственно выбираете размер провода и автоматического выключателя или предохранителя. Этот код определяет размер проводов, количество проводов в каждом участке, требования к защите проводки, распределительные коробки, требования к автоматическим выключателям и даже допустимые конфигурации вилок и розеток.

Стандартные домашние розетки США обеспечивают питание 120 вольт, а домашняя проводка способна выдерживать максимум около 16 ампер без перегрева. Хороший двигатель мощностью 1,5 лошадиных силы — это максимальная мощность, которую можно запустить от одной из этих стандартных розеток. Эти типичные домашние цепи имеют проводку типа Romex 14 калибра, которая содержит три отдельных провода: горячий, нейтральный и заземляющий. Заземление обозначается как провод с зеленой изоляцией или без изоляции. К сожалению, во многих домах электрики смешивают черное и белое как горячее или нейтральное в нарушение правил, особенно при подключении переключателей, поэтому всегда проверяйте с помощью вольтметра, прежде чем работать с любыми проводами.

В большинстве домов в США также есть несколько цепей, рассчитанных на работу при напряжении 240 В. Сегодня этот стандарт предусматривает четыре провода и четыре штыревых вилки, но в течение многих лет питание 240 вольт обеспечивалось двумя горячими проводами и заземлением. Оказывается, что, хотя есть два провода под напряжением, циклы или фазировка прямо противоположны, поэтому каждый из них может быть обратным для другого. Основное преимущество 240 вольт заключается в том, что с двумя проводами, по которым проходит ток, вы можете поддерживать удвоенную силу тока без перегрева проводов.Вот почему сильноточные электроприборы, такие как большие двигатели отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC), электрические плиты и электрические сушилки для одежды, используют мощность 240 вольт. Наличие двух проводов, по которым подается питание, позволяет нашим двигателям работать более плавно и холодно, а также служить дольше. Трехфазное питание добавляет еще один горячий провод на 120 вольт и обеспечивает еще более плавную работу двигателей. Кроме того, трехфазное питание позволяет избавиться от дорогостоящей и ненадежной пусковой цепи, которая есть в большинстве двигателей на 120 и 240 В, что снижает стоимость двигателей и увеличивает срок их службы.К сожалению, очень немногие дома имеют доступ к трехфазному электроснабжению. С помощью электродвигателя-генератора или твердотельного фазового преобразователя мы можем преобразовать нашу мощность 240 В в трехфазную, и многие владельцы небольших магазинов предпочитают сэкономить гораздо больше, чем стоимость их фазового преобразователя при снижении стоимости инструментов, а в конечном итоге получить инструменты с гораздо более плавным ходом, двигатели которых прослужат намного дольше. Трехфазное питание выходит за рамки этого обсуждения. Тем не менее, в магазинах, у которых нет трехфазного питания, рекомендуется использовать мощность 240 В только для двигателей мощностью 1 л.с. или больше.

404 WOODWEB ERROR

Коллекторный двигатель постоянного тока.Типы цепей возбуждения и переключения двигателей постоянного тока Устройство и обслуживание двигателя постоянного тока

Создает магнитный поток для образования момента. В направляющую обязательно входят либо постоянные магниты , либо обмотка возбуждения … Индуктор может быть частью как ротора, так и статора. В двигателе, показанном на рис. 1, система возбуждения состоит из двух постоянных магнитов и является частью статора.

Типы коллекторных двигателей

По конструкции статора коллекторный двигатель может быть и.

Схема щеточного двигателя с постоянным магнитом

Щеточный двигатель постоянного тока (PMDC) с постоянными магнитами является наиболее распространенным двигателем постоянного тока. Этот двигатель включает в себя постоянные магниты, которые создают магнитное поле в статоре. Щеточные электродвигатели постоянного тока с постоянными магнитами (КДПТ ПМ) обычно используются в задачах, не требующих большой мощности. КДПТ ПМ дешевле в изготовлении, чем коллекторные двигатели с обмоткой возбуждения. В этом случае момент КДПТ ПМ ограничивается полем постоянных магнитов статора.PMDC с постоянными магнитами очень быстро реагирует на изменение напряжения. Постоянное поле статора позволяет легко контролировать скорость двигателя. Недостатком двигателя постоянного тока с постоянными магнитами является то, что со временем магниты теряют свои магнитные свойства, в результате чего поле статора уменьшается, а производительность двигателя снижается.

Преимущества:
• лучшее соотношение цена / качество
• высокий крутящий момент при низких оборотах
• быстрое реагирование на изменение напряжения

Недостатки: Постоянные магниты
• со временем теряют свои магнитные свойства, а также под действием высоких температур

Коллекторный двигатель с обмотками возбуждения

Коллекторные электродвигатели с обмотками возбуждения согласно схеме подключения обмотки статора делятся на электродвигатели:

Независимая цепь возбуждения

Параллельная цепь возбуждения

Цепь последовательного возбуждения

Схема смешанного возбуждения

Двигатели с независимым и параллельным возбуждением

В двигателях с независимым возбуждением обмотка возбуждения электрически не связана с обмоткой (рисунок выше).Обычно напряжение возбуждения U OF отличается от напряжения в цепи якоря U. Если напряжения равны, то обмотка возбуждения включается параллельно обмотке якоря. Использование в электроприводе двигателя с независимым или параллельным возбуждением определяется схемой электропривода. Свойства (характеристики) этих моторов одинаковы.

В двигателях с параллельным возбуждением токи обмотки возбуждения (индуктора) и якоря не зависят друг от друга, а общий ток двигателя равен сумме тока обмотки возбуждения и тока якоря.При нормальной работе с увеличением напряжения питания увеличивает общий ток двигателя, что приводит к увеличению полей статора и ротора. С увеличением общего тока двигателя скорость также увеличивается, а крутящий момент уменьшается. Когда двигатель нагружен , ток якоря увеличивается, что приводит к увеличению поля якоря. С увеличением тока якоря ток индуктора (обмотки возбуждения) уменьшается, в результате чего поле индуктора уменьшается, что приводит к уменьшению скорости двигателя и увеличению крутящего момента.

Преимущества:
• практически постоянный крутящий момент на низких оборотах
• хорошие установочные свойства
• без потери магнетизма со временем (поскольку нет постоянных магнитов)

Недостатки:
• дороже, чем KDPT PM
• двигатель выходит из-под контроля, если ток индуктора падает до нуля

Коллекторный двигатель с параллельным возбуждением имеет уменьшающийся крутящий момент на высоких скоростях и высокий, но более постоянный крутящий момент на низких скоростях.Ток в обмотке индуктора и якоря не зависит друг от друга, таким образом, полный ток электродвигателя равен сумме токов индуктора и якоря. В результате этот тип двигателя обладает отличными характеристиками регулирования скорости. Щеточный двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой возбуждения обычно используется в приложениях, требующих мощности более 3 кВт, особенно в автомобилях и промышленности. По сравнению с, двигатель с параллельным возбуждением не теряет со временем своих магнитных свойств и является более надежным.Недостатками двигателя с параллельным возбуждением являются более высокая стоимость и возможность выхода двигателя из-под контроля, если ток индуктора упадет до нуля, что, в свою очередь, может привести к поломке двигателя.

В электродвигателях с последовательным возбуждением обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря, при этом ток возбуждения равен току якоря (I in = I a), что придает двигателям особые свойства. При малых нагрузках, когда ток якоря меньше номинального тока (I a & lt I nom) и магнитная система двигателя не насыщена (F ~ I a), электромагнитный момент пропорционален квадрату тока в обмотке якоря:

• где M -, Н ∙ м,
• c M — коэффициент постоянный, определяемый конструктивными параметрами двигателя,
• Ф — основной магнитный поток, Вт,
• I а — ток якоря, А.

При увеличении нагрузки магнитная система двигателя насыщается и пропорциональность между током I a и магнитным потоком Ф нарушается. При значительном насыщении магнитный поток Ф с увеличением I а практически не увеличивается. График зависимости M = f (I a) на начальном участке (когда магнитная система не насыщена) имеет форму параболы, затем при насыщении отклоняется от параболы и в области высоких нагрузок превращается в прямая линия.

Важно: Недопустимо включение двигателей с последовательным возбуждением в сеть в режиме холостого хода (без нагрузки на вал) или с нагрузкой менее 25% от номинальной, так как при малых нагрузках частота вращения якоря резко возрастает, достигая значений При которых возможно механическое разрушение двигателя, поэтому в приводах с двигателями последовательного возбуждения недопустимо использование ременной передачи, при ее обрыве двигатель переходит в режим холостого хода.Исключение составляют двигатели с последовательным возбуждением мощностью до 100-200 Вт, которые могут работать в режиме холостого хода, поскольку их мощность механических и магнитных потерь на высоких оборотах соизмерима с номинальной мощностью двигателя.

Способность двигателей с последовательным возбуждением развивать большой электромагнитный момент обеспечивает им хорошие пусковые характеристики.

Коллекторный двигатель с последовательным возбуждением имеет высокий крутящий момент при низких оборотах и ​​высокой скорости при отсутствии нагрузки. Этот электродвигатель идеально подходит для приложений, требующих высокого крутящего момента (краны и лебедки), поскольку ток как статора, так и ротора увеличивается под нагрузкой.В отличие от двигателей с параллельным возбуждением, двигатель с последовательным возбуждением не имеет точной характеристики регулирования скорости, и в случае короткого замыкания в обмотке возбуждения он может стать неуправляемым.

Двигатель смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения, одна из которых включена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно. Соотношение между намагничивающими силами обмоток может быть различным, но обычно одна из обмоток создает большую намагничивающую силу и эта обмотка называется основной обмоткой, вторая обмотка — вспомогательной обмоткой.Обмотки возбуждения могут быть соединены согласованным и противоположным образом, и, соответственно, магнитный поток создается суммой или разностью намагничивающих сил обмоток. Если обмотки соединены соответствующим образом, то скоростные характеристики такого двигателя находятся между скоростными характеристиками двигателей с параллельным и последовательным возбуждением. Обратное соединение обмоток используется, когда необходимо получить постоянную скорость вращения или увеличение скорости вращения с увеличением нагрузки.Таким образом, характеристики двигателя со смешанным возбуждением приближаются к характеристикам двигателя с параллельным или последовательным возбуждением, в зависимости от того, какая из обмоток возбуждения играет основную роль.

Собственная скорость и механические характеристики, область применения

В двигателях с последовательным возбуждением ток якоря одновременно является током возбуждения: i in = I a = I … Следовательно, поток Ф δ варьируется в широких пределах и можно записать, что

Скоростная характеристика двигателя [см. Выражение (2)], показанная на рисунке 1, является мягкой и гиперболической.При k Ф = const вид кривой n = f ( I ) показан пунктирной линией. Для маленьких I обороты двигателя становятся неприемлемо высокими. Поэтому работа двигателей с последовательным возбуждением, за исключением самых маленьких, не допускается на холостом ходу, а использование ременной передачи недопустимо. Обычно минимально допустимая нагрузка P 2 = (0,2 — 0,25) P n.

Естественная характеристика двигателя с последовательным возбуждением n = f ( M ) в соответствии с соотношением (3) показана на рисунке 3 (кривая 1 ).

Начиная с двигателей с параллельным возбуждением M ∼ I , а для двигателей с последовательным возбуждением примерно M ∼ I ² и при пуске допускается I = (1,5 — 2,0) I n, то двигатели с последовательным возбуждением развивают значительно более высокий пусковой момент по сравнению с двигателями с параллельным возбуждением. Кроме того, для двигателей с параллельным возбуждением n ≈ const, а для двигателей с последовательным возбуждением согласно выражениям (2) и (3) примерно (при R a = 0)

n ∼ U / I ∼ U / √ M .

Следовательно, двигатели с параллельным возбуждением

P 2 = Ω × M = 2π × n × M ∼ M ,

и для двигателей с последовательным возбуждением

P 2 = 2π × n × M ∼ √ M .

Таким образом, для двигателей с последовательным возбуждением при изменении момента нагрузки M st = M в широких пределах мощность изменяется в меньших пределах, чем в двигателях с параллельным возбуждением.

Следовательно, перегрузки по крутящему моменту менее опасны для двигателей с последовательным возбуждением. В этом отношении двигатели с последовательным возбуждением имеют значительные преимущества в случае тяжелых условий пуска и изменения момента нагрузки в широком диапазоне. Они широко используются в электротяге (трамваи, метро, ​​троллейбусы, электровозы и тепловозы на железных дорогах), а также в подъемно-транспортных установках.

Обратите внимание, что с увеличением скорости вращения двигатель последовательного возбуждения не переходит в генераторный режим. На рисунке 1 это очевидно из того факта, что характеристика n = f ( I ) не пересекает оси ординат.Физически это объясняется тем, что при переходе в генераторный режим для заданного направления вращения и заданной полярности напряжения направление тока должно измениться на противоположное, а направление электродвижущей силы (ЭДС) E и полярность полюсов должна оставаться неизменной, однако последнее невозможно при изменении направления тока в обмотке возбуждения. Поэтому для перевода двигателя последовательного возбуждения в генераторный режим необходимо переключить концы обмотки возбуждения.

Регулирование скорости ослаблением поля

Регламент n путем ослабления поля производится либо шунтированием обмотки возбуждения некоторым сопротивлением R ш.в (рисунок 2, но ), либо уменьшением по количеству витков обмотки возбуждения, включенных в работу. В последнем случае должны быть предусмотрены соответствующие выводы от обмотки возбуждения.

Так как сопротивление обмотки возбуждения R в и падение напряжения на нем мало, то R ш.v также должен быть маленьким. Потери сопротивления R ш.в поэтому малы, а общие потери возбуждения при шунтировании даже уменьшаются. В результате КПД (КПД) двигателя остается высоким, и этот метод управления широко применяется на практике.

При шунтировании обмотки возбуждения ток возбуждения от значения I уменьшается до

и соответственно увеличивается скорость n . В этом случае выражения для скорости и механических характеристик получим, если в равенствах (2) и (3) заменить k F на k F k o.v, где

— коэффициент затухания возбуждения. При регулировании скорости изменение числа витков обмотки возбуждения

k o.v = w дюйма рабочий / w дюйма полный.

На рисунке 3 показаны (кривые 1 , 2 , 3 ) характеристики n = f ( M ) для данного случая регулирования скорости на нескольких значениях k o.v (значение k o.v = 1 соответствует естественной характеристике 1 , k o.v = 0,6 — кривая 2 , k o.v = 0,3 — кривая 3 ). Характеристики даны в относительных единицах и соответствуют случаю, когда k Ф = const и R a * = 0,1.

Регулировка скорости путем шунтирования якоря

При шунтировании якоря (рис. 2, b ) ток и поток возбуждения увеличиваются, а скорость уменьшается.Поскольку падение напряжения R в × I небольшое и поэтому можно принять R при ≈ 0, то сопротивление R ш. Практически находится под полным напряжением сети, его значение должно быть значительным, потери в нем будут большими, а КПД сильно снизится.

Кроме того, шунтирование якоря эффективно, когда магнитная цепь не насыщена. В связи с этим шунтирование якоря на практике применяется редко.

На рисунке 3 изображена кривая 4 n = f ( M ) при

I w.a ≈ U / R w.a = 0,5 I n.

Регулировка скорости путем включения сопротивления в цепь якоря

Регулировка скорости путем включения сопротивления в цепь якоря (рис. 2, в цепи ). Этот метод позволяет регулировать n вниз от номинального значения. Поскольку при этом значительно снижается КПД, этот способ регулирования находит ограниченное применение.

Выражения для скорости и механических характеристик в этом случае будут получены, если в равенствах (2) и (3) заменить R , а на R a + R ra.Характеристика n = f (M) для этого типа регулирования скорости при R pa * = 0,5 показана на рисунке 3 в виде кривой 5 .

Регулирование скорости изменением напряжения

Таким образом вы можете регулировать n вниз от номинального значения, сохраняя при этом высокий КПД.Рассмотренный способ управления широко используется в транспортных установках, где на каждую ведущую ось устанавливается отдельный двигатель, а регулирование осуществляется путем переключения двигателей с параллельного подключения к сети на последовательное (рисунок 4). На рисунке 3 изображена кривая 6 — это характеристика n = f ( M ) для этого случая при U = 0,5 U n.

Обмотка возбуждения подключена к независимому источнику. Характеристики двигателя такие же, как у двигателя с постоянными магнитами.Скорость вращения регулируется сопротивлением в цепи якоря. Он также регулируется реостатом (управляющим сопротивлением) в цепи обмотки возбуждения, но при чрезмерном уменьшении его значения или при обрыве ток якоря возрастает до опасных значений. Двигатели с автономным возбуждением нельзя запускать на холостом ходу или с небольшой нагрузкой на вал. Скорость вращения резко увеличится, и двигатель будет поврежден.

Схема независимого возбуждения

Остальные схемы называются схемами самовозбуждения.

Параллельное возбуждение

Обмотки ротора и возбуждения подключены параллельно к одному источнику питания. При таком подключении ток через обмотку возбуждения в несколько раз меньше, чем через ротор. Электродвигатели обладают высокими характеристиками, что позволяет использовать их для привода машин и вентиляторов.

Регулирование скорости вращения обеспечивается подключением реостатов в цепь ротора или последовательно с обмоткой возбуждения.

Схема параллельного возбуждения

Последовательное возбуждение

Обмотка возбуждения включена последовательно с якорем, через них протекает такой же ток.Скорость такого двигателя зависит от его нагрузки; его нельзя включить на холостом ходу. Но у него хорошие пусковые характеристики, поэтому в электрифицированных автомобилях применяется последовательная цепь возбуждения.

Схема последовательного возбуждения

Смешанное возбуждение

В этой схеме используются две обмотки возбуждения, расположенные попарно на каждом из полюсов электродвигателя. Их можно соединить так, чтобы их потоки складывались или вычитались. В результате двигатель может иметь характеристики последовательной или параллельной цепи возбуждения.

Смешанная схема возбуждения

Для изменения направления вращения измените полярность одной из обмоток возбуждения. Для управления пуском электродвигателя и скоростью его вращения используется ступенчатое переключение сопротивлений

33. Характеристика dpt с независимым возбуждением.

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения (двигатель постоянного тока NV) В этом двигателе (рисунок 1) обмотка возбуждения подключена к отдельному источнику питания.Регулирующий реостат r reg включен в цепь обмотки возбуждения, а дополнительный (пусковой) реостат R p включен в цепь якоря. Характерной особенностью DCP NV является то, что ток возбуждения I в не зависит от тока якоря I i , поскольку питание обмотки возбуждения не зависит.

Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения (DPT NV)

Рисунок 1

Механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения (dpt NV)

Уравнение механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеет форма

где: n 0 — частота вращения двигателя на холостом ходу. Δn — изменение оборотов двигателя под действием механической нагрузки.

Из этого уравнения следует, что механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения (DCM NV) прямолинейны и пересекают ординату в точке холостого хода n 0 (рисунок 13.13 а), при изменении частоты вращения двигателя Δn , из-за изменения его механической нагрузки пропорционально сопротивлению цепи якоря R a = ∑R + R ext. Следовательно, при наименьшем сопротивлении цепи якоря R a = ∑R, когда R ext = 0 , соответствует наименьшему падению скорости Δn … В этом случае механическая характеристика становится жесткой (график 1).

Механические характеристики двигателя, полученные при номинальных значениях напряжения на обмотках якоря и возбуждения и при отсутствии дополнительных сопротивлений в цепи якоря, получили обозначение естественное (график 7).

Если не менее один из перечисленных параметров двигателя изменяется (напряжение на обмотках якоря или возбуждения отличается от номинальных значений, или сопротивление в цепи якоря изменяется введением R ext ), затем механические характеристики называются искусственный .

Искусственные механические характеристики, полученные путем введения в цепь якоря дополнительного сопротивления R add, также называют реостатом (графики 7, 2 и 3).

При оценке управляющих свойств двигателей постоянного тока наибольшее значение имеют механические характеристики. n = f (M) … При постоянном моменте нагрузки на валу двигателя с увеличением сопротивления резистора R ext скорость уменьшается. Сопротивление резистора R ext для получения искусственной механической характеристики, соответствующей требуемой скорости вращения n при заданной нагрузке (обычно номинальной) для двигателей с независимым возбуждением:

где U — напряжение питания якоря двигателя цепь, В; I I — ток якоря, соответствующий заданной нагрузке двигателя, А; n — требуемая частота вращения, об / мин; n 0 — холостой ход, об / мин.

Обороты холостого хода n 0 — граничная частота вращения, при превышении двигатель переходит в генераторный режим. Эта скорость превышает номинальное значение n nom настолько, насколько номинальное напряжение U nom, подаваемое на цепь якоря, превышает ЭДС якоря E i’m nom при номинальной нагрузке двигателя.

На вид механических характеристик двигателя влияет величина основного магнитного поля возбуждения. F … При уменьшении F (при увеличении сопротивления резистора r peg) обороты холостого хода двигателя n 0 и разность оборотов Δn увеличиваются. Это приводит к значительному изменению жесткости механических характеристик двигателя (рис. 13.13, б). Если изменить напряжение на обмотке якоря U (при постоянных R ext и R reg), то n 0 изменится, а Δn останется неизменным [см. (13.10)]. В результате механические характеристики смещаются по ординате, оставаясь параллельными друг другу (рис.13.13, в). Это создает наиболее благоприятные условия для регулирования скорости вращения двигателей путем изменения напряжения. У поставлена ​​якорная цепь. Этот метод регулирования скорости получил наибольшее распространение в связи с разработкой и широким распространением регулируемых тиристорных преобразователей напряжения.

постоянного тока используются не так часто, как двигатели переменного тока. Ниже приведены их достоинства и недостатки.

В быту электродвигатели постоянного тока используются в детских игрушках, поскольку в качестве источников питания для них используются батареи.Их используют в транспорте: в метро, ​​трамваях и троллейбусах, автомобилях. На промышленных предприятиях электродвигатели постоянного тока используются в приводах агрегатов, для бесперебойного питания которых используются аккумуляторные батареи.

Конструкция и обслуживание двигателя постоянного тока

Основная обмотка двигателя постоянного тока — это якорь , подключенный к источнику питания через щеточный аппарат … Якорь вращается в магнитном поле, созданном полюсами статора (обмотки возбуждения) … Торцевые части статора закрыты щитками с подшипниками, в которых вращается вал якоря двигателя. С одной стороны, на этом же валу установлен вентилятор охлаждения , который прогоняет воздушный поток через внутренние полости двигателя во время его работы.

Щетка — уязвимый элемент конструкции двигателя. Щетки трутся о коллектор, чтобы максимально точно повторить его форму, прижимаются к нему с постоянным усилием.В процессе эксплуатации щетки изнашиваются, токопроводящая пыль с них оседает на неподвижных деталях, ее необходимо периодически удалять. Сами щетки иногда нужно двигать в пазах, иначе они застревают в них под воздействием той же пыли и «нависают» над коллектором. Характеристики двигателя зависят также от положения щеток в пространстве в плоскости вращения якоря.

Со временем щетки изнашиваются и подлежат замене.Коллектор в местах соприкосновения со щетками также истирается. Периодически якорь демонтируется и коллектор обрабатывается на токарном станке. После прокалывания изоляция между ламелями коллектора прорезается на определенную глубину, так как она прочнее материала коллектора и при дальнейшем развитии разрушит щетки.

Цепи переключения двигателей постоянного тока

Наличие обмоток возбуждения — отличительная черта машин постоянного тока. Электрические и механические свойства электродвигателя зависят от способа его подключения к сети.

Независимое возбуждение

Обмотка возбуждения подключена к независимому источнику. Характеристики двигателя такие же, как у двигателя с постоянными магнитами. Скорость вращения регулируется сопротивлением в цепи якоря. Он также регулируется реостатом (управляющим сопротивлением) в цепи обмотки возбуждения, но при чрезмерном уменьшении его значения или при обрыве ток якоря возрастает до опасных значений. Двигатели с автономным возбуждением нельзя запускать на холостом ходу или с небольшой нагрузкой на вал.Скорость вращения резко увеличится, и двигатель будет поврежден.

Остальные схемы называются схемами самовозбуждения.

Параллельное возбуждение

Обмотки ротора и возбуждения подключены параллельно к одному источнику питания. При таком подключении ток через обмотку возбуждения в несколько раз меньше, чем через ротор. Электродвигатели обладают жесткими характеристиками, что позволяет использовать их для привода машин и вентиляторов.

Регулирование скорости вращения обеспечивается подключением реостатов в цепь ротора или последовательно с обмоткой возбуждения.

Последовательное возбуждение

Обмотка возбуждения включена последовательно с якорем, через них протекает такой же ток. Скорость такого двигателя зависит от его нагрузки, его нельзя включить на холостом ходу. Но у него хорошие пусковые характеристики, поэтому в электрифицированных автомобилях применяется последовательная цепь возбуждения.

Смешанное возбуждение

В этой схеме используются две обмотки возбуждения, расположенные попарно на каждом из полюсов электродвигателя.Их можно соединить так, чтобы их потоки складывались или вычитались. В результате двигатель может иметь характеристики последовательной или параллельной цепи возбуждения.

Для изменения направления вращения измените полярность одной из обмоток возбуждения. Для управления запуском электродвигателя и скоростью его вращения используется ступенчатое переключение сопротивлений.

Электродвигатели постоянного тока используются гораздо реже, чем двигатели переменного тока.В быту двигатели постоянного тока используются в детских игрушках, питающихся от обычных батарей постоянного тока. В производстве электродвигатели постоянного тока приводят в действие различные агрегаты и оборудование. Они питаются от мощных аккумуляторных батарей.

Двигатели постоянного тока аналогичны по конструкции синхронным двигателям переменного тока, но имеют различие в роде тока. В простых демонстрационных моделях двигателей использовался один магнит и рамка, через которую протекал ток. Такое устройство рассматривалось как простой пример.Современные двигатели — это сложные и совершенные устройства, способные развивать большую мощность.

Основной обмоткой двигателя является якорь, на который питание подается через коллектор и щеточный механизм. Он вращается в магнитном поле, создаваемом полюсами статора (корпуса двигателя). Якорь состоит из нескольких обмоток, уложенных в его пазы и закрепленных там специальным эпоксидным компаундом.

Статор может состоять из обмоток возбуждения или постоянных магнитов.В двигателях малой мощности используются постоянные магниты, а в двигателях повышенной мощности статор снабжен обмотками возбуждения. Статор закрыт с торцов крышками со встроенными подшипниками, которые служат для вращения вала якоря. К одному концу этого вала прикреплен охлаждающий вентилятор, который создает давление воздуха и продвигает его через внутреннюю часть двигателя во время работы.

Принцип работы такого двигателя основан на законе Ампера. Когда вы поместите проволочный каркас в магнитное поле, он будет вращаться.Проходящий через него ток создает вокруг себя магнитное поле, взаимодействуя с внешним магнитным полем, что приводит к вращению рамки. В современной конструкции мотора роль рамы играет якорь с обмотками. К ним подается ток, в результате вокруг якоря создается ток, который приводит его во вращательное движение.

Для подачи переменного тока на обмотки якоря используются специальные щетки из графита и сплава меди.

Выводы обмоток якоря объединены в один узел, называемый коллектором, выполненный в виде кольца ламелей, прикрепленных к валу якоря. При вращении вала щетки мощность поочередно подается на обмотки якоря через ламели коллектора. В результате вал двигателя вращается с постоянной скоростью. Чем больше обмоток у якоря, тем ровнее будет работать мотор.

Щеточный узел — наиболее уязвимый механизм в конструкции двигателя.Во время работы медно-графитовые щетки трутся о коллектор, повторяя его форму, и прижимаются к нему с постоянной силой. Во время работы щетки изнашиваются, и проводящая пыль, являющаяся продуктом этого износа, оседает на деталях двигателя. Эту пыль необходимо периодически удалять. Обычно удаление пыли осуществляется воздухом под высоким давлением.

Щетки требуют периодического движения в канавках и продувки воздухом, так как они могут застрять в направляющих канавках из-за скопившейся пыли.Это приведет к свисанию щеток над коллектором и неисправности двигателя. Щетки необходимо периодически заменять из-за износа. В месте соприкосновения коллектора со щетками коллектор также изношен. Поэтому при износе анкер снимается и коллектор обрабатывается на токарном станке. После паза коллектора изоляция между ламелями коллектора шлифуется на небольшую глубину, чтобы не разрушать щетки, так как ее прочность значительно превышает прочность щеток.

Двигатели постоянного тока делятся по характеру возбуждения:

При таком типе возбуждения обмотка подключается к внешнему источнику питания. В этом случае параметры двигателя аналогичны параметрам двигателя с постоянными магнитами. Обороты регулируются сопротивлением обмоток якоря. Скорость регулируется специальным регулирующим реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения.При значительном уменьшении сопротивления или при обрыве цепи ток якоря возрастает до опасных значений.

Двигатели с независимым возбуждением не должны запускаться без нагрузки или с небольшой нагрузкой, так как их скорость резко возрастет и двигатель выйдет из строя.

Обмотки возбуждения и ротора соединены параллельно с одним источником тока. При таком расположении ток обмотки возбуждения значительно ниже, чем ток ротора.Параметры двигателей становятся слишком жесткими, их можно использовать для привода вентиляторов и станков.

Управление частотой вращения двигателя обеспечивается реостатом в последовательной цепи с обмотками возбуждения или в цепи ротора.

В этом случае обмотка возбуждения включена последовательно с якорем, в результате чего через эти обмотки протекает одинаковый ток. Скорость вращения такого мотора зависит от его нагрузки.Двигатель не должен работать на холостом ходу без нагрузки. Однако такой двигатель имеет неплохие пусковые параметры, поэтому подобная схема применяется в эксплуатации тяжелых электромобилей.

Данная схема предусматривает использование двух обмоток возбуждения, расположенных попарно на каждом полюсе двигателя. Эти обмотки могут быть соединены двумя способами: с добавлением потоков или с их вычитанием. В результате электродвигатель может иметь те же характеристики, что и электродвигатели с параллельным или последовательным возбуждением.

Чтобы заставить двигатель вращаться в противоположном направлении, на одной из обмоток меняют полярность. Для управления скоростью вращения двигателя и его пуска используется ступенчатое переключение различных резисторов.

Двигатели постоянного тока экологически чистые и надежные. Их главное отличие от двигателей переменного тока — возможность регулировать скорость вращения в широком диапазоне.

Такие двигатели постоянного тока могут также использоваться в качестве генератора.Изменяя направление тока в обмотке возбуждения или в якоре, вы можете изменить направление вращения двигателя. Регулировка частоты вращения вала двигателя осуществляется с помощью переменного резистора. В двигателях с последовательной цепью возбуждения это сопротивление находится в цепи якоря и позволяет снизить скорость вращения в 2-3 раза.

Этот вариант подходит для механизмов с длительным простоем, так как реостат во время работы сильно нагревается.Увеличение скорости достигается за счет включения в цепь возбуждающей обмотки реостата.

Для двигателей с параллельной цепью возбуждения в цепи якоря реостаты также используются для уменьшения скорости вдвое. Если к цепи обмотки возбуждения подключить сопротивление, это увеличит скорость до 4 раз.

Использование реостата связано с выделением тепла. Поэтому в современных двигателях реостаты заменены электронными элементами, которые регулируют скорость без особого нагрева.

Эффективность двигателя постоянного тока зависит от его мощности. Слабые двигатели постоянного тока имеют низкий КПД, а их КПД составляет около 40%, тогда как электродвигатели мощностью 1 МВт могут иметь КПД до 96%.

• Небольшие габаритные размеры.
• Простое управление.
• Простая конструкция.
• Возможность использования в качестве генераторов тока.
• Быстрый запуск, особенно характерный для двигателей с последовательным возбуждением.
• Возможность плавной регулировки скорости вращения вала.

• Для подключения и работы необходимо приобрести специальный блок питания постоянного тока.
• Высокая цена.
• Наличие расходных материалов в виде медно-графитовых износостойких щеток, изнашиваемого коллектора, что значительно сокращает срок службы и требует периодического обслуживания.

Двигатели постоянного тока стали широко популярными в электромобилях.Такие моторы обычно входят в конструкции:

• Электромобили.
• Электровозы.
• Трамваи.
• Электропоезд.
• Троллейбусы.
• Подъемно-транспортные механизмы.
• Детские игрушки.
• Промышленное оборудование с необходимостью регулирования скорости вращения в широком диапазоне.

Общие сведения о реле с открытым коллектором — Global Electronic Services

Открытые коллекторы — это электрические компоненты, управляющие входными сигналами для различных устройств.Эти выходные данные имеют простой дизайн, но играют важную роль в приложениях, охватывающих несколько отраслей. Вот посмотрите, что это такое, как они работают и что делают в электрических реле.

Что такое открытый коллектор?

Открытые коллекторы — это выходы, которые можно найти на различной электронике и большинстве плат интегральных схем (ИС). Они работают с питанием постоянного тока и ведут себя так же, как переключатели питания или твердотельные реле (SSR), позволяя переключать входной сигнал для включения или выключения различных схем.Открытый коллектор либо полностью выключен, либо полностью включен — они также не усиливают и не ослабляют. Иногда в серию включают диод с открытым коллектором для защиты от неожиданных скачков напряжения.

Как используются открытые коллекторы?

с открытым коллектором представляют собой особый тип конфигурации транзисторов BJT (биполярный переход). Помимо коллектора, выход с открытым коллектором также имеет базу и эмиттер. Эти транзисторы имеют пассивный выход с открытым коллектором, который либо подключается к заземлению, либо генерирует плавающее напряжение.

Компонент принимает входной сигнал от платы IC и активируется. Во время работы транзистора с открытым коллектором BJT-транзистор отправляет выходной сигнал на отрицательно-положительно-отрицательный (NPN) транзистор. В отличие от стандартных цифровых выходов, открытый коллектор не питает нагрузку. Вместо этого эти компоненты включают переключатель, который подключает цепь под напряжением к электрическому заземлению.

Каковы применения выходов с открытым коллектором?

Являясь неотъемлемой частью многих микросхем IC, выходы с открытым коллектором полезны для бесчисленного множества приложений, но для их работы обычно требуются подтягивающие резисторы.Каждый раз, когда вы используете открытый коллектор с плавающей землей, вам необходимо иметь подтягивающий резистор между VCC (общий коллектор напряжения) и землей, чтобы остановить ваши схемы и логические вентили от самосмещения и отправки ложных сигналов.

С помощью подтягивающего резистора можно изменить режим работы транзистора с открытым коллектором для передачи сигналов с разными напряжениями. Эта возможность делает их полезными для управления внешними схемами, такими как питание 12-вольтного реле или взаимодействие с устройствами, требующими различных уровней входного напряжения, такими как цифровые логические вентили, усилители, датчики, серводвигатели и логарифмические преобразователи.

Почему в реле используются открытые коллекторы?

с открытым коллектором обеспечивают лучшую гибкость по напряжению и току, чем стандартные логические вентили. Компонентная конструкция позволяет подключать несколько выходов к одной подключенной линии. С открытыми разъемами вы можете без помех выбирать, какие устройства хотите активировать. Реле с открытым коллектором также не требует согласования входного напряжения. Вы можете использовать их в 5-вольтовых логических схемах, которые управляют компонентами, требующими напряжения в пять, 10 или более чем в 20 раз выше.

Экспертная проверка и ремонт выходов с открытым коллектором

Поскольку реле играют жизненно важную роль во многих электронных устройствах, неисправности или короткое замыкание являются признаком того, что вам может потребоваться проверить выход с открытым коллектором. Если ваши серводвигатели вышли из строя или вообще перестали работать, Global Electronic Services может оценить их и вернуть в рабочее состояние. Мы обслуживаем клиентов со всего мира, предоставляя быстрые услуги по тестированию, техническому обслуживанию и ремонту.

Заполните нашу форму, чтобы запросить расценки и узнать, что мы можем сделать для вашей компании.Мы составим подробную смету и быстро выполним утвержденный ремонт, чтобы минимизировать время простоя.

gfci — Новые схемы отключения пылеуловителя GFI

TL; DR: подключите его к другому GFCI. Если он не срабатывает, значит, GFCI плохой. Если он по-прежнему срабатывает, значит, прибор неисправен. Бывает .

–

GFCI работают не так.

GFCI вообще не подключены к заземляющему проводу. (Имейте в виду, что розетки GFCI подключены к земле, но только для розеток .Прерыватель GFCI даже не имеет доступа к земле.)

Кроме того, UL требует, чтобы устройства были построены , чтобы не имел электрического взаимодействия с заземляющим проводом. Таким образом, пила не должна взаимодействовать с землей . Если пилы нет, , то есть только 2 возможных пути прохождения тока : от горячего через внутренние компоненты станка к нейтральному …. и от нейтрального через внутренние устройства станка к горячему. И питание переменного тока переключается между ними 120 раз в секунду.

Машины не могут хранить электронов. (для этого потребуется что-то вроде Большого адронного коллайдера, но даже он не может хранить достаточно электронов для срабатывания GFCI.) Все входящие электроны должны выходить мгновенно. Следовательно, в однофазной цепи токи должны быть одинаковыми по току и нейтрали.

Поскольку токи должны быть равными, GFCI не должен отключаться. Он срабатывает только при несбалансированном токе, что означает утечку электричества через треть ??? дорожка.GFCI не волнует, есть ли ??? путь к земле, через человека или домашнее животное и т. д.

В моторном устройстве, особенно в том, где ток двигателя прерывается, этот третий путь может проходить между обмотками двигателя и (заземленным) шасси двигателя из-за дефекта обмоток двигателя. Для проверки этого можно использовать мегаомметр после разборки машины, чтобы не подвергать испытательное напряжение тем частям, которые с ней не справляются. Это не ваша проблема с машиной, на которую распространяется гарантия.

Очень часто третий (неисправный) путь — это через заземляющий провод.Строго в качестве диагностики, вы можете попробовать прервать заземление, используя 3/2 штыревой «читер» и изолируя маленький выступ, чтобы он не касался крышки розетки. Если устройство перестает отключать GFCI в этой точке, это подтверждает внутреннее замыкание на землю. Не продолжать обслуживание неисправного устройства с замыканием на землю . Однажды вы будете использовать его в розетке, отличной от GFCI, и вместо этого прибор просто убьет вас.

Производители бытовой техники, которые выпускают бытовую технику для использования в гаражах и сараях , действительно должны научиться делать так, чтобы они не срабатывали с GFCI.Код требует GFCI в этих местах в течение некоторого времени. Не позволяйте им «пытаться сделать это вашей виной», это их вина.

Но в качестве последней проверки подключите его к другой цепи, защищенной другим GFCI. Если да, то да, это прибор. Если нет, я бы изучил исходный GFCI.

Оптоизолированные биполярные транзисторные переключатели с общим коллектором

Ранее я представил несколько схем, относящихся к трехступенчатому управлению двигателем с Н-мостом.Мы использовали полевые МОП-транзисторы и КМОП интегральные схемы.

Самой большой головной болью была попытка использовать полевые МОП-транзисторы с P-каналом.

Также многие микроконтроллеры вырабатывают недостаточное выходное напряжение для управления многими полевыми МОП-транзисторами.

Для получения дополнительной информации см. Основные цифровые схемы для управления двигателем с Н-мостом.

Здесь меня интересуют схемы драйвера транзистора «верхнего плеча». Это Xsistor1, Xsistor2, показанные на рис. 1 выше.

Это с оптопарой решило многие проблемы.Причина заключалась в ограничении напряжения на P-канале затвор-исток MOSFET. Обычно это 20 В.

Многое из этого описано в «От базовых цифровых схем к управлению двигателем с Н-мостом».

См. Этот образец схемы и обратите внимание на Q1: Неинвертирующий трехпозиционный переключатель. Использование CD4011 позволяет легко использовать микроконтроллер на 5 или 3,3 В. Это также работает с слаботочным выходом 3,3 В на Raspberry Pi GPIO. Это предполагает, что + Vcc составляет 3,3 или 5 вольт.

Примечание Рис. 2. Я заменил полевой МОП-транзистор с p-каналом Q1 на транзистор Дарлингтона TIP120 NPN.

Еще я использовал оптопару типа 4Н25. Это допускает любое напряжение двигателя до 55 вольт. Расчетная цель — 48 вольт.

Если напряжение двигателя 24 В, можно использовать оптрон 4N25 и т. Д. Для 48 В используйте оптрон PC817 или аналогичный.

Здесь меня снова интересует только Q1 и связанный с ним оптрон.

На рис. 3 показан мой общий символ устройства.

Схема включает в себя оптрон и биполярный выходной транзистор Дарлингтона.

В серии тестов + Vcc состоял из 2 последовательно включенных 12-вольтных батарей.

При полной зарядке выходное напряжение составляло ~ 26,5 вольт.

Нагрузка 5 Ом. Выходной транзистор Дарлингтона — MJE100005 с этими значениями.

Падение напряжения коллектор-эмиттер составляло около 2 вольт.

Также в списке были детали, использованные в испытаниях.

На рис. 4 показаны две схемы, которые я использовал. Остальное относится к MJE10005, который использовался на рис. 1 и связанных видео.

На рис. 5 представлена ​​точная схема, используемая в Xsisotr1 и Xsistor2.

С нагрузкой 5 Ом и напряжением + Vcc 26,5 В. Результаты теста были интересными.

Цепь выдала большой ток с чрезмерным нагревом.

Напряжение коллектор-эмиттер Q4 должно быть не менее 2,4 В. Напряжение Vbe подает базовый ток на Q2 через Q1.

Падение напряжения база-эмиттер TIP41A (0,6 В) и Q2 (1,6 В) оставляет 0,2 В для создания тока базы для Q2.

Фактически я удалил Q1 и подключил эмиттер U1 к базе Q2, работа была почти идентична.

Return Hobby Electronics Главная страница

видео на YouTube.

Ссылки по теме:

Веб-сайт Авторские права Льюис Лофлин, Все права защищены.
Если вы используете этот материал на другом сайте, пожалуйста, дайте обратную ссылку на мой сайт.

Ремонт коллекторного кольца модернизирует оборудование сталеплавильного завода

Уникальная услуга по ремонту коллекторного кольца Smith Services помогает модернизировать оборудование сталеплавильного завода и восстанавливать критически важные операции

Крупный сталелитейный завод, расположенный в регионе Среднего Запада, обратился в Smith Services, когда у них произошел сбой в одном из их электродвигателя и генераторной установки.Мотор-генераторная установка мощностью 800 лошадиных сил — это один из четырех больших синхронных приводных двигателей, которые приводят в действие электродвигатели важнейших производственных линий для процесса гальванического покрытия сталелитейного завода.

Smith Services направила бригаду сервисного обслуживания к заказчику, и электродвигатель и системы управления были проверены для определения причины неисправности. Они определили проблему как электрическое повреждение колец коллектора (также известных как контактные кольца). Причиной проблемы были загрязнение слоистого материала, используемого для изоляции коллекторных колец, и неисправный контакт на резисторе полевого разряда в системе управления электродвигателем.Резистор полевого разряда вышел из строя из-за скачка высокого напряжения в цепи ротора. Это, в сочетании с загрязнением ламинатного материала, в конечном итоге привело к выходу из строя коллекторных колец.

«Большинство компаний по ремонту электродвигателей просто исправят неисправность и вернут электродвигатель в исходное состояние», — сказал Адам Уоттс, технический директор Smith Services. «В Smith Services мы делаем шаг вперед (когда это возможно) и гордимся тем, что выполняем анализ отказов. Мы не только быстро ремонтируем электродвигатели, но и представляем клиентам инновационные решения.Используя новейшие технологии, системы изоляции и производственные технологии, мы разрабатываем долгосрочные и надежные решения, чтобы клиенты могли максимально эффективно использовать свое оборудование », — сказал Адам.

И в случае отказа оборудования металлургического завода модернизация для заказчика не стала исключением. Помимо ремонта компонентов системы управления, Smith Services предложила заказчику модернизацию коллекторного кольца с использованием инновационной конфигурации с разъемным кольцом, которая позволила упростить обслуживание и замену на месте без необходимости вывода оборудования из эксплуатации.

В новой конструкции коллекторного кольца использован непористый химически стойкий изоляционный материал с повышенной диэлектрической прочностью для предотвращения загрязнения твердыми частицами. Кроме того, новая система включала предохранитель искрового разрядника, который обеспечивал метод эффективного рассеивания энергии, генерируемой в цепи возбуждения во время пусков двигателя, в случае выхода из строя резистора разряда возбуждения в будущем.

После оценки предложения Smith Services заказчик решил провести ремонт и модернизацию большого генератора.Ремонт большой мотор-генераторной установки был завершен вовремя и оставался в эксплуатации, безупречно работая в течение шести лет до следующего планового текущего обслуживания подшипников (которое обычно включает замену коллекторного кольца). Во время планового технического обслуживания они обнаружили, что модернизированные коллекторные кольца, установленные шестью годами ранее, все еще находятся в хорошем состоянии, не нуждаются в замене и пригодны для дальнейшей эксплуатации.

Ключевые результаты

Эта модернизация конструкции критически важного генератора на сталеплавильном заводе оказалась настолько успешной и надежной, что они заключили контракт со Smith Services на установку модернизации коллекторного кольца на всех четырех больших электродвигателях-генераторах.Благодаря их повышенной надежности, значительное сокращение внеплановых отключений из-за отказа коллекторного кольца резко снизило общую стоимость владения установкой для заказчика. «Это обновление конструкции коллекторного кольца является прекрасным примером того, как наше партнерство с нашими клиентами может привести к долгосрочному повышению надежности и снижению затрат», — сказал Хенк де Свардт, главный инженер по электрике Timken Power Systems.

Обновление коллекторного кольца, описанное в этом примере, доступно исключительно в Smith Services.Чтобы узнать больше о том, как наши инженеры устанавливают обновление и как оно может помочь улучшить ваш электродвигатель и генераторы, см. Нашу страницу услуг коллекторного кольца .