На провод обмотки якоря электродвигателя: №1084. На провод обмотки якоря электродвигателя при силе тока 20 А действует сила 1,0 Н. Определите магнитную индукцию в месте расположения провода, если длина провода 0,20 м.

Содержание

Ремонт обмоток якоря электродвигателя


О неисправности якоря могут свидетельствовать повышенная пульсация коллектора на валу якоря при вращении, неплотное прижатие щеток к коллектору, неправильная намотка обмотки якоря. Обрыв обмотки или же замыкание в витке обмотки, повышенное сопротивление между выводом обмотки и пластиной коллектора свидетельствуют об электрических поломках якоря электродвигателя.

Обнаружить конкретную неисправность якоря электродвигателя или узла в электродвигателях без специальных диагностических приборов, не самое простое дело. Благодаря современному оборудованию наши специалисты с большой точностью определяют целостность различных элементов двигателя и дадут рекомендации, позволяющие существенно снизить стоимость ремонта обмоток якоря.

В зависимости от состояния обмоток заменяют либо часть обмотки, либо ее полностью перематывают.Ремонт обмоток якоря электродвигателя

Извлечение обмоток якорей начинают со снятия проволочных бандажей, пазовые клинья выколачивают.

В случае ослабления или повреждения клиньев, крепящих обмотку в пазах сердечника якоря, их заменяют на новые.

После изъятия клина из паза проверяют состояние прокладки, установленной между клином и уложенной в этом пазу обмоткой. Поврежденную прокладку заменяют на новую.

Следующим этапом осторожно вынимают секции обмотки из пазов, не повреждая их, снимаются эскизы самой секции.

Намотка новых секций осуществляется на намоточных станках при помощи шаблона. Во время намотки следят за ровной и последовательной укладкой проводников.

Укладку секций осуществляют на поворотном столе. Якорь тщательно просматривают и устраняют возможные его дефекты, проверяют состояние изоляции, а также отсутствие замыкания.

Далее в пазы укладывают и закрепляют, предварительно изолировав, обмотку, закрепляют ее клиньями.

После этого приступают к сборке схемы. Во избежание соединения сторон секций с корпусом между лобовой частью якоря и секциями прокладывают слой изоляции. Такой же слой изоляции прокладывают между верхним и нижним слоем выводов, подключаемых к коллектору.

Когда якорь собран, его подготавливают к пайке. После проверки правильности сборки схемы приступают к пайке коллектора.

Если Вы решили отремонтировать обмотку якоря электродвигателя, то обратившись к специалистам «Элпромтехентр», можете быть уверены, что в короткие сроки поломка будет определена и незамедлительно устранена.

Если у Вас есть вопросы по поводу перемотки электродвигателей, Вы хотите получить консультацию, рассчитать стоимость или записаться на ремонт — обращайтесь к специалистам «Элпромтехцентр» в отдел по ремонту электродвигателей.

ДПТ для бытовых нужд — дпт


С этим файлом связано 1 файл(ов). Среди них: tehnicheskie-i-ekonomicheskie-aspekty-primeneniya-reguliruemyh-p.
Показать все связанные файлы
Подборка по базе: Практическое задание №3 Шматова М.Г..docx, практическое задание 16.docx, Практическок задание №2 Нагибина Г.В..doc, Мерзляков задание 4.docx, Техническое задание.docx, Индивидуальное задание.docx, Практическое задание по Математике. docx, анкета для расчета стоимости АТС.doc, день 7 задание 3.docx, 1Я расчетка.docx

1. Задание на расчет
Исходные данные:

мощность на валу P2 = 150 Вт;

напряжение сети U = 12 В;

частота вращения n = 4000 об/мин;

возбуждение -параллельное;

режим работы — длительный;

исполнение — закрытое;

температура окружающего воздуха — θ 0 = 25 ºС.
. Основные размеры электродвигателя
Расчетная или внутренняя электромагнитная мощность машины:
Вт,
где по кривой рис. 2.2.1 для Р2 = 150 Вт принято η = 0,65.

Ток якоря электродвигателя при параллельном возбуждении:
А
где ток возбуждения:
А
Э.Д.С. якоря электродвигателя:

В
Машинная постоянная:
,

электродвигатель постоянный ток расчет

где принято α = (0,6÷0,70)=0,65 и по кривым рис. 2.2.2. для

Вδ = 0,4 Тл; AS = 100·102 А/м

Примем предварительно:

Диаметр расточки полюсов и расчетная длина пакета якоря будут:
м

м
Окончательный диаметр якоря:
м,
где принято δ = (0,2÷0,4)·10-3 = 0,3·10-3

Окружная скорость якоря:
м/сек
Полюсный шаг и расчетная полюсная дуга:
м

м,
где 2р = 2

Приближенно длина воздушного зазора:
м
Действительная полюсная дуга: м

Частота перемагничивания стали якоря:
Гц.
. Обмотка якоря
Вылет лобовой части обмотки по оси вала:
м
Полезный поток полюса при нагрузке машины:
Вб
Число проводников обмотки якоря:

где а = 1

Число пазов якоря:

Число коллекторных пластин:

Число витков в секции обмотки якоря:

Число проводников в пазу якоря:

Шаги простой петлевой обмотки якоря по элементарным пазам и коллектору:

;


Далее вычерчиваем схему якорной обмотки, где п.д. — пазовое деление, к.д. — коллекторное:

Рис. 2.1 Схема простой петлевой якорной обмотки
Линейная нагрузка якоря:
А/м
Результат отличается не больше 5 % от ранее выбранного 10000 А/м.
. Размеры зубцов, пазов, проводов и электрические параметры якоря
При напряжении машины 12 В для обмотки якорей электродвигателей постоянного тока малой мощности подходят провода марок ПЭЛ и ПЭТ.

Удельная тепловая загрузка наружной цилиндрической поверхности пакета якоря:
Вт/м2
В случае закрытого исполнения машины без вентилятора:
Вт/м2 при .
Допустимая плотность тока в обмотке якоря при 2р=2 и n до 5000 об/мин:
А/м2
Момент на валу электродвигателя:
Н·м
Предварительное сечение провода обмотки якоря:
м2
Окончательное сечение и диаметр провода выбираем из приложения 1:
м2

м

м
Окончательная плотность тока в проводнике обмотки якоря:

А/м2
Площадь паза, занимаемая изолированными проводниками:
м2,
где принято

Площадь паза, занимаемая пазовой изоляцией:
м2,
где толщина пазовой изоляции принята м при напряжении 12 В,

периметр паза:
м
Площадь паза, занимаемая клином:
м2,
где принято:

ширина клина:
м
Высота клина:

м
Общая требуемая площадь паза:
м2
Коэффициент заполнения паза изолированным проводом,где площадь поперечного сечения провода с изоляцией:
м2
Высота сердечника якоря:
м
Диаметр вала:
м
Ширина прорези паза:
м
Высота коронки и зубцовый шаг якоря:
м

м

Диаметр паза якоря:
м
Ширина зубца якоря:
м > 1 мм,
где Тл

Зубцовые шаги по вершинам, серединам и основаниям зубцов якоря с круглым пазом:
м

м,

м,
где высота паза:
м;
размеры зубца:
м

м,

, м

Для трапецеидального паза:

Размеры паза:
м

м

м
Высота паза:
м
Проверка максимальной индукции в минимальном сечении зубца

для трапецеидального паза:
Тл
При трапецеидальном пазе ширина зубца получается большей, поэтому выбираем трапецеидальный паз и далее расчеты ведем для него.

Средняя длина проводника обмотки якоря при 2р = 2:
м

Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии при расчетной температуре θ =75 ºС.
Ом
Падение напряжения в обмотке якоря при полной нагрузке:
В
Результат составляет примерно 7 % от номинального напряжения U=12 В.
. Коллектор, щеткодержатели и щетки
Толщина тела коллектора:
м
Предварительный диаметр коллектора:
м
Коллекторное деление:
м
Ширина коллекторных пластин:

м
Толщина изоляции:

т. к. U = 12 В
м
Окончательно коллекторное деление:
м
Окончательно диаметр коллектора:
м
Окружная скорость коллектора:
м/с
В нашем случае окружная скорость коллектора составляет 0,76 от величины окружной скорости якоря м/с

Так как U = 12 В выбираем медно-графитные щетки марки МГ:

Допустимая плотность тока А/м2

Переходное падение напряжения на пару щеток при номинальном токе и окружной скорости 15 м/с: В

Коэффициент трения при V = 15 м/с:

Удельное нажатие: Н/м2

Площадь сечения щетки:
м2
Ширина щетки по дуге окружности коллектора:
м
Длина щетки по оси коллектора:
м
Высота щетки:
м
Уточненные по таблице 2. 5.2. размеры: щетка прямоугольная для радиальных щеткодержателей со спиральной пружиной Ф8-А1
м

м

м
Окончательная плотность тока под щетками:
А/м2
Активная длина коллектора по оси вала:
м
Полная длина коллектора по оси вала:
м
Ширина коммутационной зоны:
м,
где — число секционных сторон в одном слое паза;
м

м
В нашем случае условие благоприятной коммутации выполняется:

Удельная магнитная проводимость для потоков рассеяния секции обмотки:

где длина лобовой части проводника якорной обмотки для 2р = 2:
м
Среднее значение реактивной Э.Д.С. в короткозамкнутой секции якоря:
В
Э.Д.С. реакции якоря:

где средняя длина силовой линии поперечного потока реакции якоря в междуполюсном пространстве машины:
м
Среднее значение результирующей Э.Д.С. в короткозамкнутой секции якоря:
В
Условие благоприятной коммутации выполняется:

В


. Магнитная система электродвигателя
Высота сердечника якоря:
м
Проверка индукции в сердечнике якоря:
Тл
Осевая длина полюса: м

Высота сердечника полюса машин малой мощности:
м
Поперечное сечение сердечника:

м2,
где σ = (1,08÷1,12) ≈ 1,1 — коэффициент магнитного рассеяния для машин малой мощности; ВПЛ = (1÷1,5) ≈ 1,25 Тл — магнитная индукция в сердечнике полюса.

Ширина сердечника полюса:
м,
где К2 = 0,93 — коэффициент заполнения сечения полюса сталью при шихтованных полюсах.

Поперечное сечение станины:
м2
где Вс = (1÷1,4) ≈ 1,2 Тл — магнитная индукция в станине в машинах для продолжительного режима работы;

Осевая длина станины с отъемными полюсами:
м
Высота станины:
м

Средние длины путей магнитного потока в каждом участке магнитной системы:

а) длина станины:

б) длина сердечников полюсов:

м

в) длина воздушного зазора:

м

г) длина зубцов якоря:

м

д) длина сердечника якоря:
м
Коэффициент воздушного зазора:

М.д.с. для воздушного зазора:
А

Магнитная индукция и м.д.с. в зубце:
Тл

А,
где напряженность магнитного поля в зубце — определяется по кривым приложения 4 для найденного Вз

Магнитная индукция в сердечнике якоря:
Тл
М.д.с. для сердечника якоря:
А
где — определяется по кривым приложения 4 для найденного Ва

Магнитная индукция в сердечнике полюса:
Тл
М. д.с. для сердечников шихтованных полюсов:
А
где — определяется по кривым приложения 4 для найденного Впл

Магнитная индукция в сплошной станине:

Тл
К2 = 1,0 — для сплошной станины.

М.д.с. для станины:
А
где — удельная м.д.с определяется по кривым приложения 5 для найденного Вс

Магнитная индукция в зазоре стыка: Тл

М.д.с. для воздушного зазора в стыке между станиной и отъемными полюсами:
А
где длина эквивалентного воздушного зазора в месте стыка при шлифованных поверхностях соприкосновения станины и полюса:

м

Таблица 1. Расчет кривой намагничивания машины


Величины

ЭДС холостого хода, В

0,5Е

0,8Е

Е

1,15Е

1,3Е

1,5Е

1,7Е

2 Е

Ф Вб

0,409 ·10-3

0,6548·10-3

0,817·10-3

0,92 ·10-3

1,062·10-3

1,226 ·10-3

1,39 ·10-3

1,634 ·10-3

Тл0,20,320,40,460,520,60,680,8

Вз Тл

0. 65

1,04

1,303

1.495

1.69

1,95

2.21

2,6

Вa Тл

0,278

0,445

0,557

0,641

0,724

0,836

0,947

1,114

ВПЛ Тл

0,625

1

1,25

1,4375

1,625

1,875

2,125

2,5

Вс Тл

0,558

0,893

1,116

1,29

1,458

1,7

1.924

2.232

Всδ Тл

0,407

0,650

0,813

0,935

1,057

1,22

1,382

1,626

А328524,8656,3754,4852,89841115,21312

Hз А/м

1,4·102

3,3·102

9,5·102

25·102

72·102

300·102





А3,357,9122,7859,95172,65719,37—

Hа А/м

1,1·102

1,45·102

2,0·102

2,7·102

3,8·102

7,0·102

18·102

58·102

А4,1646,66248,3289,557 10,826 12,492 14,157616,656

Hпл А/м

1,5·102

3,25·102

8·102

18·102

45·102

170·102





А13,92822,284827,85632,034436,21341,784—

Hс А/м

3·102

4,75·102

7,5·102

9,75·102

13·102

70·102

200·102



А 51,37582,2102,75118,163133,575154,05174,675-

А3759,27485,196,2111125,8148

А447,2715,52894,41028,561162,721341,6—

А

170,36

272,5

340,72

391,83

442,936

511,08




А
Общая м. д.с. возбуждения на пару полюсов для ЭДС Е:

Построим кривую намагничивания:

Рис.6.1 Кривая намагничивания
Поперечная м.д.с. якоря AWq определяется из переходной характеристики , построенной по данным табл. 6.1.

Рис. 6.2 Переходная характеристика

Откуда:
А
Продольная составляющая м.д.с. якоря:
А
где м

Ток одной параллельной ветви:
А
Ток одной щетки
A
Средняя эквивалентная индуктивность секции якоря:
Гн

с

Ом


Продольная коммутационная м.д.с. якоря:
А
Суммарная м.д.с. реакции якоря электродвигателя:
А
Полная м.д.с. возбуждения машины при нагрузке на пару полюсов:
А
. Расчет обмотки возбуждения
Предварительно средняя длина витка катушки возбуждения при Ск =0
м
Сечение провода обмотки возбуждения:
м2

Из приложения 1 ближайшие большие сечение и диаметр провода обмотки возбуждения:

м2

м

м

Плотность тока в проводнике обмотки возбуждения:
А/м2
Число витков обмотки возбуждения, приходящихся на один полюс:

Высота полюсного наконечника:
м
Высота катушки:
м
Число проводников по высоте катушки:
,

где толщина изоляции катушки возбуждения на две стороны: м

Число проводников по ширине катушки:

Ширина катушки:
м
Средняя длина витка катушки возбуждения с учетом Ск
м
Окончательное сечение провода обмотки возбуждения:
м2
Из приложения 1 ближайшие большие сечение и диаметр провода обмотки возбуждения:

м2

м

м

Окончательная плотность тока в проводнике обмотки возбуждения:
А/м2

Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при расчетной температуре
Ом
Ток возбуждения:
А
В начале расчета А.

Проверка величины э.д.с. якоря при нагрузке:
В,
Что незначительно отличается от ранее рассчитанного Е = 10,82353 В.
. Мощность потерь и коэффициент полезного действия
Потери в меди обмотки якоря:
Вт.
Потери в меди параллельной обмотки возбуждения:
Вт.
Переходные потери в контактах щеток и коллекторе:

Вт.
Потери на гистерезис и вихревые токи в стали сердечника якоря:

Вт

Потери на гистерезис и вихревые токи в стали зубцов якоря:

Вт

Полные магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в стали якоря:
Вт.
Потери на трение щеток о коллектор:
Вт.
Общая площадь прилегания к коллектору всех щеток:
м2
Потери на трение в подшипниках:
Вт
Масса якоря:

где кг/м3 — средняя объемная масса якоря и коллектора

Потери на трение якоря о воздух:
Вт
Полные механические потери в машине:
Вт
Общие потери в машине при полной нагрузке:
Вт
где учитывает добавочные потери в машине.

Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке машины:
,
где I=Ia+Iв =(16,346154+2,8846154)=19,2307694 А — потребляемый ток в номинальном режиме.

Результат отличается от ранее выбранного более чем на ± 5%.
. Рабочие характеристики электродвигателя
Результаты расчета рабочих характеристик приведены в таблице 2.

Таблица 2. Расчет рабочих характеристик


Величины

Потребляемый двигателем ток из сети, А

0,5I

0,8I

I

1,2I

IB, A

1,4423

2,308

2,8846

3,4615

I, A

9,616

15,385

19,231

23,077

Ia = I-IB, A

2,13

3,948

16,346

6,372

∆Ua = Ia∙ra, B

0,377

0,6024

0,753

0,9036

∆Uщ, B

0,1

0,16

0,2

0,24

∆U = ∆Ua+∆Uщ, B

0,477

0,7624

0,953

1. 1436

E = U — ∆U, B

5,4765

8,7624

10,953

13,1436

AW’B = IB∙2WB, A

498,565

797,704

997,13

1196,55

AWR, A

51,356

82,17

102,757

123,256

AW’p = AW’B — AWR, A

447,1865

715,5

894,373

1073,2476

Ф, Вб

0,00041

0,00066

0,00082

0,00098

, об/мин 2003320540064807

Рм.а= Ia2∙ra, Вт

6,156

9,85

12. 313

14,77

Рм.в= U∙Iв, Вт

17,84

28.54

35,677

42,812

Рщ.к= ∆Uщ∙Ia, Вт

1,635

2,616

3,27

3.924

Р1=U∙I, Вт

115,39

184,61

230,772

276,92

Ва, Тл

0,406

0,65

0,813

0,974

Рса, Вт

0,231

0,37

0,463

0,556

Вз, Тл

0,65

1,04

1,303

1,56

Рс. з, Вт

0,338

0,542

0,677

0,812

Рс, Вт

0,569

0,912

1,14

1,368

Ртр.щ, Вт

1,79

2,87

3,584

4,3

Ртр.п, Вт

2,288

3,661

4,576

5,4912

Ртр.в, Вт

0,316

0,506

0,633

0,76

Рмх, Вт

4,4

7,035

8,7937

10,553

, Вт35,0356,0570,0684,072

P2 = P1 — ∑P, Вт

80,35

128,56

160,7

192,84

0,3450,5520,690,828

, H·м0,180,2860,3580,43

По данным расчета построим рабочие характеристики двигателя:

Рис. 9.1 Рабочие характеристики двигателя
10. Упрощенный тепловой расчет
Полные потери в активном слое якоря:
Вт
Поверхность охлаждения активного слоя якоря:
м2
Среднее превышение температуры якоря над окружающей средой при установившемся режиме:
ºС
Окружная частота вращения якоря:
м/с
Превышение температуры коллектора. Полные потери на коллекторе:
Вт
Поверхность охлаждения коллектора:
м2

Среднее превышение температуры коллектора над окружающей средой при установившемся режиме:
ºС
Потери в одной катушке обмотки возбуждения:
Вт
Поверхность охлаждения одной катушки обмотки возбуждения при станине с отъемными полюсами:

Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над окружающей средой при установившемся режиме:
ºС,
где принято .
11. Поперечное сечение рассчитанного электродвигателя
Поперечное сечение рассчитанного двигателя показано на рис. 11.1; рассчитанные размеры приведены в таблице 3.

Рис. 11.1 Поперечное сечение электродвигателя
Таблица 3. Рассчитанные размеры электродвигателя в м.


Диаметр якоря, Da

49,74·10-3

Диаметр вала, dвл

9,95·10-3

Длина воздушного зазора, δ

0,3·10-3

Ширина сердечника полюса, bПЛ

19,21·10-3

Высота сердечника полюса, hПЛ

17,41·10-3

Высота полюсного наконечника, hПЛН

4,53·10-3

Высота катушки, hк

12,88·10-3

Ширина катушки Ск

3,72·10-3

Высота станины, hс

5,02·10-3

Размеры паза: Большая ширина паза bП1 Меньшая ширина паза bП2

5,931·10-3 4,731·10-3

Ширина зубца якоря Zmin

1,9·10-3

Высота паза, hП

17,94·10-3

Ширина прорези паза аП

5,46·10-3

Высота коронки, h’к

0,75·10-3

Ширина клина, bКЛ

5·10-3

Высота клина, hКЛ

0,8·10-3

Толщина пазовой изоляции δИ

0,125·10-3

Толщина изоляции катушки ΔИК

1,5·10-3

Заключение
В данной курсовой работе рассчитан микродвигатель постоянного тока. В ней произведены расчеты основных размеров машины и электрических параметров, а также построены графики основных характеристик электромашины.

В результате расчета при мощности Р2 = 150 Вт получены:

Частота вращения якоря n =4006 об/мин, потребляемый токI=19,231 А, η=0,69 момент на валу M2=0,358 Нм. Температура нагрева обмоток якоря и возбуждения, а также коллектора не превышают допустимых значений.
Список литературы
1. Ермолин Н.П. Электрические машины малой мощности. — М.: ВШ, 1967.

. Сергеев П.С., Виноградов Н.В., Горяинов Ф.А. Проектирование электрических машин. Под общей редакцией П.С. Сергеева. — М.: Энергия, 1969.

. Белов И.С., Расчет авиационных электрических машин постоянного тока малой мощности. — Казань: Издательство КАИ, 1963.

Выбор и расчет обмотки якоря — Студопедия

Основными типами обмоток электрических машин постоянного тока являются волновые (последовательные) (рис. 7) и петлевые (параллельные).

17. В соответствии с рекомендациями § 2.1 выбираем простую волновую обмотку с числом параллельных ветвей 2а=2 (рис.8)

18. Ток в параллельной ветви по (2.1)

.

19. Число эффективных выводов проводов по (2.2)

Согласно условиям выполнения обмотки принимаем NЯ=306, число витков в обмотке якоря ωЯ=156.

20. Число секционных сторон в пазу (см. §2.2 п. 6)

.

21. Число витков в секции якоря (см. §2.2 п. 4)

; принимаем

где К – число коллекторных пластин,

22. Уточняем линейную нагрузку на якорь по (2.7)

;

23. Число коллекторных пластин по (2.4)

; в задании К=81; принимаем К=81

24. Число пазов по (2.6) и §2.2, п.7.

25. Число эффективных проводов в пазу по (2.8)

; принимаем

26. Объем тока в пазу (см. §2.2, п.8)

, что удовлетворяет условию коммутации и нагрева <1500А.

27. Шаг обмотки по коллектору и результирующий шаг по (2. 10а)

.

Первый частичный шаг по (2.10)

.

Второй частичный шаг по (2.10)


.

28. Шаг по пазам согласно (2.11)

;

29. Предварительное значение плотности тока в обмотке якоря см. § 2.4, п. 1 принимаем значение, по рис. 9, но корректируем значение с учетом того, что рассчитывается маломощная машина (коррекция проводится на основании результатов формулы).

Рис. 9. Зависимость от диаметра якоря

;

;

30. Сечение эффективного провода по (2.16)

По рекомендациям в §2.4 выбираем провод марки ПЭТСО. В соответствии с ГОСТ (приложения 7 и 10), сечение провода . Диаметр голого провода , изолированного .

Уточняем плотность тока:

.

31. Выбираем паз полузакрытый, овальной формы с параллельными сторонами зубца см. рис. 10.

Рис. 10. Полузакрытые пазы овальной формы с параллельными сторонами зубцов на расстоянии 1

32.

Площадь поперечного сечения паза, необходимая для размещения изолированных проводов по (2.18)

— диаметр изолированного провода;

— число проводов в пазу;

— коэффициент заполнения паза изолированными проводами; ,

принимаем

Материал и количество изоляции и прокладок определяем по таблице1 для класса изоляции В и рис.11:Таблица 1

Рис. 11. Открытый паз прямоугольной формы машины общего применения с пазовой изоляцией и прокладками; изоляция класса В.

33. Площадь, занимаемая пазовой изоляцией, по (2.19)

— толщина пазовой изоляции по ширине паза на одну сторону, из табл. 2.4.

;

П- периметр паза по (2.26)

примем ;

;

34. Площадь, занимаемая клином

, так как толщина (высота) клина рекомендуется , примем, что толщина клина равна 3 .

35. Площадь, занимаемая пазовыми прокладками


;

36. Общая потребляемая площадь паза по (2.21)

; ;

37. Размеры шлица по (2.22)

; принимаем ;

; принимаем ;

38. Зубцовое деление по внешней поверхности якоря по (2.28)

; ;

39. Ширина зубца в среднем сечении по (2.27)

— коэффициент заполнения пакета якоря сталью с учётом изоляции между листами (определяется по таблице 2.5), определяем, что

В соответствии с таблицей 2.6 и рекомендациями в §2.5 выбираем

;

Так как выбрали паз с параллельными сторонами зубца

;

40. Размеры паза ; ; и (см. рис. 10) по (2.23), (2.24), (2.25), (2.26)

;

41. Зубцовый шаг в расчетном сечении по (2.43)

42. Ширина зубца в расчетном сечении по (2.44)

Эта величина равна рассчитанной в п. 39.

43. Длина лобовой части обмотки по (2.52а)

примем

44. Средняя длина полувитка обмотки якоря по (2.

51)

;

45. Полная длина проводника обмотки якоря по (2.50)

;

46. Сопротивление обмотки якоря в холодном состоянии при по (2.49)

;

47. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии при по (2.53)

— коэффициент увеличения сопротивления при нагреве свыше .Значение m в зависимости от температуры перегрева определяется по таблице 2.11. Θ=75-20=55; m=1,22;

48. Масса меди обмотки якоря по (2.54)


;

Вращение — якорь — электродвигатель

Вращение — якорь — электродвигатель

Cтраница 1

Вращение якоря электродвигателя вызывается тем, что электрический ток создает вокруг якоря два магнитных поля, состоящих из силовых линий: поле полюсов и поле обмотки якоря; эти поля взаимно отталкиваются, в результате чего якорь начинает вращаться.  [1]

Скорость вращения якоря электродвигателя приняла новое ( большее) установившееся значение.  [2]

Окружная скорость вращения якоря электродвигателей и генераторов постоянного тока малой мощности при 5000 — н — 7 — 8000 об / мин Сможет достигать 20н — 25 м / сек, а иногда и выше.  [3]

Регулирование скорости вращения якоря электродвигателя осуществляется изменением вторичного напряжения трансформатора Тр, которое связано определенной функциональной зависимостью с выпрямленным значением напряжения на зажимах якоря.  [5]

Погрешность скорости вращения якоря электродвигателя зависит от погрешностей сопротивления Кя обмотки якоря, переходного падения напряжения & ищ на щетках, числа проводников со обмотки якоря, магнитного потока Ф в зазоре. Эти погрешности рассматриваются как случайные.  [6]

Погрешность частоты вращения якоря электродвигателя

зависит or погрешностей сопротивления обмотки якоря Кя.  [7]

При постоянной скорости вращения якоря электродвигателя его вращающий момент должен быть равен моменту сопротивления ( тормозному), оказываемому со стороны производственной машины.  [8]

Как зависит скорость вращения якоря электродвигателя от величины магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом. Двигатель работает без нагрузки.  [9]

Для перемены направления вращения якоря электродвигателя необходимо изменить направление тока или в обмотке якоря, или в обмотке возбуждения.  [10]

Как можно регулировать скорость вращения якоря электродвигателя и чем ограничен верхний предел его скорости.  [11]

При увеличении угловой скорости вращения якоря электродвигателя шд от номинальной под действием центробежной силы, воздействующей на массу пластины т, контактная пара К замыкается и в цепи электродвигателя отключается добавочное сопротивление R, вследствие чего угловая скорость электродвигателя уменьшается. И, наоборот, при уменьшении угловой скорости контакты размыкаются, добавочное сопротивление включается. При этом электродвигатель увеличивает угловую скорость вращения, доводя ее до номинальной. С помощью винта / изменяется натяжение пружины 2, за счет чего меняется величина номинальной угловой скорости вращения электродвигателя.  [13]

При включения стартера слышен шум вращения якоря электродвигателя, а коленчатый вал при этом не вращается.  [14]

Каким образом обеспечивается изменение направления вращения якоря электродвигателя при контакторном управлении.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

О происхождении терминов «якорь» и «ротор». Как проверить якорь электродвигателя в домашних условиях

Якорь электродвигателя относится к вращающейся части, на которой собирается грязь, образуется нагар. При неисправностях можно провести диагностику в домашних условиях визуально и при помощи мультиметра. На трущихся поверхностях не должно быть сколов, царапин и трещин. При обнаружении таковых проводят меры по их устранению.

Типичные неисправности

Якорь электродвигателя при нормальных режимах работы не подвергается износу. Заменяют только щетки, замеряя допустимую длину. Но при длительных нагрузках обмотки статора начинают нагреваться, что приводит к образованию нагара.

Из-за механических воздействий якорь электродвигателя может перекоситься при повреждении подшипниковых узлов. Двигатель будет работать, но постепенный износ ламелей или пластин приведет к окончательному выходу его из строя. Но для спасения недешевого оборудования часто достаточно провести профилактический ремонт и прибором можно будет пользоваться длительное время.

К негативным факторам, влияющим на якорь электродвигателя, относят попадание влаги на металлические поверхности. Критичным является длительное воздействие влажности и появление ржавчины. Из-за рыжих скоплений и грязи происходит повышение трения, это увеличивает токовую нагрузку. Контактные части греются, припой может отслаиваться, создавая периодическую искру.

В сервисном центре могут помочь, но это потребует определённых затрат. С поломкой можно справиться и самостоятельно, ознакомившись с вопросом: как проверить якорь электродвигателя в домашних условиях. Для диагностики понадобится прибор, замеряющий сопротивление и инструменты.

Как проводится диагностика неисправности?

Проверка якоря электродвигателя начинается с определения самой неисправности. Полный выход из строя этого узла происходит из-за рассыпавшихся щеток коллектора, разрушения слоя диэлектрика между пластинами, а также за счет короткого замыкания в электрической цепи. В случае искрения внутри прибора делают вывод об износе или повреждении токосъемников.

Искрение щеток начинается из-за появления зазора в месте контакта с коллектором. Этому предшествует падение прибора, высокая нагрузка на вал при заклинивании, а также нарушение целостности припоя на выводах обмоток.

Неисправность на работающем электродвигателе проявляется типичными состояниями:

  • Искрение основной признак неисправности.
  • Гул и трение при вращении якоря.
  • Ощутимая вибрация при работе.
  • Смена направления вращения при прохождении якорем траектории менее оборота.
  • Появление запаха оплавляющейся пластмассы либо сильный нагрев корпуса.

Что делать при появлении перечисленных отклонений в работе?

Частота вращения якоря электродвигателя поддерживается постоянной. При холостых оборотах неисправность может не проявляться. Под нагрузкой трение компенсируется увеличением тока, протекающего через обмотки. Если стали заметны отклонения в работе болгарки, дрели, стартера, то нужно снять подачу напряжения.

Дальнейшая эксплуатация приборов может привести к пожару или к поражению человека электрическим током. Первым делом рекомендуется осмотреть корпус изделия, оценить проводку на целостность, отсутствие оплавленных частей и повреждения изоляции. На ощупь проверяют температуру всех частей прибора. Рукой пробуют вращать якорь, он должен перемещаться легко, без заеданий. Если механические части целые и нет загрязнений переходят к разборке.

Диагностика внутренних частей

Обмотка якоря электродвигателя не должна иметь нагара, тёмных пятен, похожих на последствия перегрева. Поверхность контактных частей и области зазора не должна быть зосоренной. Мелкие частицы снижают мощность двигателя и повышают ток. Не стоит производить разборку приборов с включенной в сеть вилкой в целях безопасности проведения работ.

Рекомендуется проводить съемку процесса разборки для исключения сложностей при обратном процессе. Либо можно записывать на листок каждый шаг своих действий. Допускается некоторый износ щеток, ламелей. Но при обнаружении царапин следует выяснить причину их происхождения. Возможно, этому поспособствовала трещина в корпусе, которую можно заметить только при нагрузке.

Работа омметром

Искренние могло происходить из-за пропадания электрического контакта в одной из ламелей. Для замера сопротивления рекомендуется ставить щупы со стороны токосъемников. Вращая вал двигателя, наблюдают за показаниями циферблата. На экране должны быть нулевые значения. Если проскакивают цифры даже в несколько Ом, то это говорит о нагаре. При появлении бесконечного значения судят об обрыве в цепи.

Независимо от результатов далее следует проверить сопротивление между каждыми соседними ламелями. Оно должно быть одинаковым для каждого замера. При отклонениях нужно осмотреть все соединения катушек и поверхность прилегания щёток. Сами щетки должны иметь равномерный износ. При сколах и трещинах они подлежат замене.

Катушки соединяются с сердечником проводкой, которая могла отслоиться. Припой часто не выдерживает ударов от падений. У стартера ток через контакты может достигать 50А, что приводит к прогоранию некачественных соединений. Внешним осмотром определяют места повреждений. Если не обнаружили неисправности, то проводят замер сопротивления между ламелью и самой катушкой.

Если нет омметра?

При отсутствии мультиметра потребуется источник питания 12 Вольт и лампочка на соответствующее напряжение. У любого автолюбителя с таким набором не возникнет проблем. На вилку электроприбора подключают плюсовую и минусовую клеммы. В разрыв ставится лампа накаливания. Результат наблюдают визуально.

Вал якоря вращают рукой, лампа горит без скачков яркости. Если наблюдается затухание судят о неисправном двигателе. Скорее всего, произошло межвитковое замыкание. Полное пропадание свечения свидетельствует об обрыве в цепи. Причинами могут быть неконтакт щеток, обрыв в обмотке или отсутствие сопротивления в одной из ламелей.

Как «оживить» неисправный прибор?

Ремонт якоря электродвигателя начинают только после полной уверенности в неисправности узла. Царапины и сколы на ламелях убирают круговой проточкой поверхности. Нагар и копоть можно снять чистящими средствами для контактных электрических соединений. Разбитые подшипники перепрессовывают и меняют на новые. Важно соблюсти балансировку вала при сборке.

Вращение должно быть лёгким и без шума. Поврежденную изоляцию восстанавливают, можно использовать обычную изоленту. Соединения, вызывающие подозрения, лучше пропаять заново. При проблемах с катушками якоря рекомендуется прибегнуть к перемотке, которую можно выполнить самостоятельно.

Восстановление катушек

Перемотать якорь электродвигателя можно в условиях гаража, только требуется быть осторожным при нанесении каждого витка. Медная проводка подбирается аналогичной намотанной. Сечение нельзя менять, это приведёт к нарушению скоростных режимов работы двигателя. Бумага диэлектрическая потребуется для отделения обмоток. Катушки в конце заливают лаком.

Потребуется паяльник и навыки его использования. Места соединений обрабатывают кислотой, для нанесения оловянно-свинцового припоя пользуются канифолью. При демонтировании старой обмотки подсчитывают количество витков и наносят аналогичное количество новой намотки.

Корпус должен быть очищен от старого лака и других включений. Для этого подходит напильник, наждачка или горелка. Для якоря изготавливают гильзы, материалом служит электротехнический картон. Полученные заготовки укладывают в пазы. Намотанные катушки следует делать правыми витками. Выводы со стороны коллектора перематывают капроновой нитью.

Каждый провод припаивается к соответствующей ламели. Сборка должна заканчиваться очередными замерами сопротивления контактных соединений. Если все в норме и нет можно проверять работу электродвигателя под напряжением.

Электротехнический термин «якорь» намного старше слова электротехника. В эпоху великих географических открытий и развития мореплавания в мировом океане ощущалась острая потребность в магнитных компасах, основной частью которых была магнитная стрелка. Эти стрелки изготавливались из железа и намагничивались природными магнитами. Других попросту не было.

Для хорошего намагничивания требовались и хорошие магниты. Для усиления действия природных магнитов их армировали железом, прикрепляя его к камню с помощью немагнитных оправ из меди, серебра и даже золота. Все это украшалось стилизованными фигурками, орнаментами или надписями.

Магниты стоили дорого. В комплект магнита входил также съемный железный брусочек, который «прилепливался» к полюсам магнита. Этот брусочек имел с одной стороны кольцо, крючок или декоративную копию морского якоря для подвешивания гиревой чашки. Силу удержания этого брусочка магнитом всегда можно было измерить по весу гирь, укладываемых в чашку. Сам же брусочек с крючком и получил название «якорь магнита».

С изобретением в 1825 г. электромагнитов способ измерения их силы не изменился. Так, например, в преамбуле своего труда, вышедшего в 1838 г. в Петербурге под названием «О притяжении электромагнитов», российские академики Б.С. Якоби и Э.Х. Ленц прямо так и записали: «Сила притяжения определялась весом гирь, которые накладывались до тех пор, пока якорь не отрывался».

Электромагниты уже могли создавать мощные магнитные поля. Американский ученый Дж. Генри создал электромагнит, якорь которого был в состоянии удерживать груз весом в тонну. Но не в этом его главная заслуга как инженера. Он поставил якорь электромагнита на шарнир и заставил при притяжении ударять по колокольчику. Так появился первый электромагнитный звонок.

Приспособив контакты к подвижному якорю, американец получил никому доселе неизвестный прибор — реле, устройство для автоматической коммутации электрических цепей по сигналу извне, позволяющее передавать телеграфные сигналы на практически любые расстояния.

В современных электромагнитных реле подвижная часть магнитопровода и до сего времени называется якорем, хотя и не имеет никакого внешнего сходства с удерживающим устройством корабля на рейде.

Изобретательская мысль Дж. Генри на этом не остановилась. Он сделал магнитопровод с катушкой и установил его горизонтально, как коромысло лабораторных аналитических весов. При качаниях устройства (якоря), контакты, укрепленные на концах коромысла, периодически касались выводов двух гальванических элементов, запитывавших катушку токами различного направления. Соответственно, коромысло, качаясь, притягивалось к двум постоянным магнитам, входившим в систему.

Установка работала непрерывно, сообщая якорю 75 качаний в минуту. Так появилась одна из первых конструкций электродвигателя с возвратно-поступательным движением. Впрочем, превратить его во вращательное для того времени не составляло никакого труда.

Генри писал: «Мне удалось привести в движение небольшую машину силой, которая до сих пор не находила применения в механике, я говорю о магнитном притяжении. Я не придаю большого значения этому изобретению, ибо в теперешнем его виде оно представляет только физическую игрушку. Однако не исключена возможность, что при дальнейшем развитии принципа это сможет быть использовано для практических целей».

Машины с возвратно-поступательным движением тогда распространения не получили, хотя были предложены вполне работоспособные конструкции У. Кларком, Ч. Пейджем и др. Технологически более удобным в применении оказался электродвигатель с вращающимся якорем.

Затем наступила эра трехфазного переменного тока. Никто вращающиеся узлы у двигателей переменного тока якорем не называл, и это было справедливо. Как не назвать вращающееся магнитное поле вихрем, а вращающуюся часть ротором ? Но в машинах постоянного тока (и в двигателях, и в генераторах) терминология осталась прежней. Якорь вращается, а полюсной наконечник называется башмаком, слово, которое можно встретить сейчас только в сказках XVIII в.

Может, стоит изменить технологию? Не будем спешить. Сейчас получают распространение многофазные линейные электродвигатели для монорельсовых поездов. Здесь в качестве ротора используется намертво укрепленный монорельс, а в качестве статора (от латинского — стоящий неподвижно) используются обмотки, установленные на магнитопроводе стремительно мчащегося электровоза. Да и надо ли менять установившиеся понятия, рискуя внести еще большую путаницу?

: Напишите пожалуйста понятно о устройстве электродвигателей постоянного тока. Можно на примере одного из типов. Ведь с одной стороны принцип работы очень простой, а с другой, если разобрать один из электродвигателей, то там много деталей, назначение которых не очевидно. А на сайтах в начале поисковой выдачи есть только название этих деталей, в лучшем случае. Планирую с детьми собрать простой электродвигатель, чтобы это помогло им в понимании техники и они не боялись ее осваивать.

Первый этап развития электродвигателя (1821-1832) тесно связан с созданием физических приборов для демонстрации непрерывного преобразования электрической энергии в механическую.

В 1821 году М. Фарадей, исследуя взаимодействие проводников с током и магнитом, показал, что электрический ток вызывает вращение проводника вокруг магнита или вращение магнита вокруг проводника. Опыт Фарадея подтвердил принципиальную возможность построения электрического двигателя.

Для второго этапа развития электродвигателей (1833-1860) характерны конструкции с вращательным движением якоря.

Томас Дэвенпорт — американский кузнец, изобретатель, в 1833 году сконструировал первый роторный электродвигатель постоянного тока, создал приводимую им в движение модель поезда. В 1837 году он получил патент на электромагнитную машину.

В 1834 году Б. С. Якоби создал первый в мире электрический двигатель постоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя. 13 сентября 1838 г. лодка с 12 пассажирами поплыла по Неве против течения со скоростью около 3 км/ч. Лодка была снабжена колесами с лопастями. Колеса приводились во вращение электрическим двигателем, который получал ток от батареи из 320 гальванических элементов. Так впервые электрический двигатель появился на судне.

Испытания различных конструкций электродвигателей привели Б. С. Якоби и других исследователей к следующим выводам:

  • расширение применения электродвигателей находится в прямой зависимости от удешевления электрической энергии, т. е. от создания генератора, более экономичного, чем гальванические элементы;
  • электродвигатели должны иметь по возможности малые габариты, большую мощность ибольший коэффициент полезного действия;
  • этап в развитии электродвигателей связан с разработкой конструкций с кольцевым неявнополюсным якорем и практически постоянным вращающим моментом.

Третий этап развития электродвигателей характеризуется открытием и промышленным использованием принципа самовозбуждения, в связи с чем был окончательно осознан и сформулирован принцип обратимости электрической машины. Питание электродвигателей стало производиться от более дешёвого источника электрической энергии — электромагнитного генератора постоянного тока.

В 1886 году электродвигатель постоянного тока приобрёл основные черты современной конструкции. В дальнейшем он всё более и более совершенствовался.

В настоящее время трудно представить себе жизнь человечества без электродвигателя. Он используется в поездах, троллейбусах, трамваях. На заводах и фабриках стоят мощные электрические станки. Электромясорубки, кухонные комбайны, кофемолки, пылесосы — всё это используется в быту и оснащено электродвигателями.

Подавляющее большинство электрических машин работает по принципу магнитного отталкивания и притяжения. Если между северным и южным полюсами магнита поместить проволоку и пропустить по ней ток, то её вытолкнет наружу. Как это возможно? Дело в том, что проходя по проводнику, ток формирует вокруг себя круговое магнитное поле по всей длине провода. Направление этого поля определяют по правилу буравчика (винта).

При взаимодействии кругового поля проводника и однородного поля магнита, между полюсами магнитное поле с одной стороны ослабевает, а с другой усиливается. То есть среда становится упругой и результирующая сила выталкивает провод из поля магнита под углом 90 градусов в направлении, определяемом по правилу левой руки (правило правой руки используется для генераторов, а правило левой руки подходит только для двигателей). Эта сила называется «амперовой» и её величина определяется по закону Ампера F=BхIхL, где В – значение магнитной индукции поля; I – ток, циркулирующий в проводнике; L – длина провода.

Это явление использовали как основной принцип работы первых электродвигателей, этот же принцип используют и поныне. В двигателях постоянного тока малой мощности для создания постоянного магнитного поля применяются постоянные магниты. В электромоторах средней и большой мощности однородное магнитное поле создают с помощью обмотки возбуждения или индуктора.

Рассмотрим принцип создания механического движения с помощью электричества более подробно. На динамической иллюстрации показан простейший электромотор. В однородном магнитном поле вертикально располагаем проволочную рамку и пропускаем по ней ток. Что происходит? Рамка проворачивается и по инерции двигается какое-то время до достижения горизонтального положения. Это нейтральное положение – мёртвая точка — место, где воздействие поля на проводник с током равно нулю. Чтобы движение продолжилось, нужно добавить ещё хотя бы одну рамку и обеспечить переключение направление тока в рамке в нужный момент. На обучающем видео внизу страницы хорошо виден этот процесс.

Современный двигатель постоянного тока вместо одной рамки имеет якорь с множеством проводников, уложенных в пазы, а вместо постоянного подковообразного магнита имеет статор с обмоткой возбуждения с двумя и более полясами. На рисунке показан двухполюсный электромотор в разрезе. Принцип его работы следующий. Если по проводам верхней части якоря пропустить ток движущийся «от нас» (отмечено крестиком), а в нижней части — «на нас» (отмечено точкой), то согласно правилу левой руки верхние проводники будут выталкиваться из магнитного поля статора влево, а проводники нижней половины якоря по тому же принципу будут выталкиваться вправо. Поскольку медный провод уложен в пазах якоря, то, вся сила воздействия будет передаваться и на него, и он будет проворачиваться. Дальше видно, что когда проводник с направлением тока «от нас» провернётся вниз и станет против южного полюса создаваемого статором, то он будет выдавливаться в левую сторону, и произойдёт торможение. Чтобы этого не случилось нужно поменять направление тока в проводе на противоположное, как только будет пересечена нейтральная линия. Это делается с помощью коллектора – специального переключателя, коммутирующего обмотку якоря с общей схемой электродвигателя.

Таким образом, обмотка якоря передаёт вращающий момент на вал электромотора, а тот в свою очередь приводит в движение рабочие механизмы любого оборудования, такого как, например, станок для сетки рабицы. Хотя в этом случае используется асинхронный двигатель переменного тока, основной принцип его работы идентичен принципу действия двигателя постоянного тока – это выталкивание проводника с током из магнитного поля. Только у асинхронного электромотора вращающееся магнитное поле, а у электродвигателя постоянного тока – поле статичное.

Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря, разделенных воздушным зазором.

Индуктор (статор) электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах — специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации.


Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода к рабочей обмотке постоянноготока.

Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях, которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусомэлектродвигателя.

Коллекторный движок он очень хорош. Он чертовски легко и гибко регулируется. Можно повышать обороты, понижать, механическая характеристика жесткая, момент он держит на ура. Зависимость прямая. Ну сказка, а не мотор. Если бы не одна ложка дегтя во всей этой вкусняшке — коллектор.

Это сложный, дорогой и очень ненадежный узел. Он искрит, создает помехи, забивается проводящей пылью от щеток. А при большой нагрузке может полыхнуть, образовав круговой огонь и тогда все, капец движку. Закоротит все дугой наглухо.

Но что такое коллектор вообще? Нафига он нужен? Выше я говорил, что коллектор это механический инвертор. Его задача переключать напряжение якоря туда сюда, подставляя обмотку под поток.

Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях).

Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины.

Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса.

Рис. 2. Упрощенное изображения коллектора

Рис. 3. Выпрямление переменного тока с помощью коллектора

Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда вращающаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться наибольший по величине ток, так как проводники пересекают магнитные силовые линии, двигаясь перпендикулярно к ним.

Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластиной 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 возвратится в проводник А. При этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.

Дальнейший поворот рамки (положение В) приведет снова к индуктированию тока в обоих проводниках; однако направление тока в проводниках будет противоположно тому, которое они имели в положении А. Так как вместе с проводниками повернутся и коллекторные пластины, то щетка 4 снова будет отдавать электрический ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет возвращаться в рамку.

Отсюда следует, что, несмотря на изменение направления тока в самих вращающихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во внешней цепи не изменилось.

В следующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной линии, в проводниках и, следовательно, во внешней цепи тока опять не будет.

В последующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким образом, направление индуктированного направление тока во внешней цепи благодаря коллектору все время будет оставаться одним и тем же, а вместе с этим сохранится и полярность щеток.

Щёточный узел необходим для подвода электроэнергии к катушкам на вращающемся роторе и переключения тока в обмотках ротора. Щётка — неподвижный контакт (обычно графитовый или медно-графитовый). Щётки с большой частотой размыкают и замыкают пластины-контакты коллектора ротора. Как следствие, при работе ДПТ происходят переходные процессы, в обмотках ротора. Эти процессы приводят к искрению на коллекторе, что значительно снижает надёжность ДПТ. Для уменьшения искрения применяются различные способы, основным из которых является установка добавочных полюсов. При больших токах, в роторе ДПТ возникают мощные переходные процессы, в результате чего, искрение может постоянно охватывать все пластины коллектора, независимо от положения щёток. Данное явление называется кольцевым искрением коллектора или «круговой огонь». Кольцевое искрение опасно тем, что одновременно выгорают все пластины коллектора и срок его службы значительно сокращается. Визуально кольцевое искрение проявляется в виде светящегося кольца около коллектора. Эффект кольцевого искрения коллектора не допустим. При проектировании приводов устанавливаются соответствующие ограничения на максимальные моменты (а следовательно и токи в роторе), развиваемые двигателем.Конструкция двигателя может иметь один или несколько щеточно-коллекторных узлов.

А на дворе то уже 21 век и дешевые и мощные полупроводники сейчас на каждом шагу. Так зачем нам нужен механический инвертор если мы можем сделать его электронным? Правильно, незачем! Так что берем и заменяем коллектор силовыми ключами, а еще добавляем датчики положения ротора, чтобы знать в какой момент переключать обмотки.

А для пущего удобства выворачиваем двигатель наизнанку — гораздо проще вращать магнит или простенькую обмотку возбуждения, чем якорь со всей этой тряхомудией на борту. В качестве ротора тут выступает либо мощный постоянный магнит, либо обмотка питаемая с контактных колец. Что хоть и смахивает на коллектор, но не в пример надежней его.

И получаем что? Правильно! Бесщеточный двигатель постоянного тока aka BLDC. Все те же няшные и удобные характеристики ДПТ, но без этого мерзкого коллектора. И не надо путать BLDC с синхронными двигателями. Это совсем разные машины и разным принципом действия и управления, хотя конструктивно они ОЧЕНЬ схожи и тот же синхронник вполне может работать как BLDC, добавить ему только датчиков да систему управления. Но это уже совсем другая история. про него подробнее.

Продолжая тему двигателя постоянного тока нужно отметить, что принцип действия электродвигателя основывается на инвертировании постоянного тока в якорной цепи, чтобы не было торможения, и вращение ротора поддерживалось в постоянном ритме. Если изменить направление тока в возбуждающей обмотке статора, то, согласно правилу левой руки, изменится направление вращения ротора. То же самое произойдёт, если мы поменяем местами щёточные контакты, подводящие питание от источника к якорной обмотке. А вот если поменять «+» «-» и там и там, то направление вращения вала не изменится. Поэтому, в принципе, для питания такого мотора можно использовать и переменный ток, т.к. ток в индукторе и якоре будет меняться одновременно. На практике такие устройства используются редко.

Думаю многие из вас кто баловался с движками могли заметить, что у них есть ярко выраженный пусковой ток, когда мотор на старте может рвануть стрелку амперметра, например, до ампера, а после разгона ток падает до каких-нибудь 200мА.

Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки. Так что предельный ток который может развить движок и на который следует рассчитывать схему узнать несложно. Достаточно замерить сопротивление обмотки двигателя и поделить на это значение напряжение питания. Просто по закону Ома. Это и будет максимальный ток, пусковой.

Но по мере разгона начинается забавная вещь, обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость.

А если движок дополнительно еще подкручивать по ходу, то противоэдс будет выше питания и движок начнет вкачивать энергию в систему, став генератором.


Что касается электрической схемы включения двигателя, то их несколько и они показаны на рисунке. При параллельном соединении обмоток, обмотка якоря делается из большого количества витков тонкой проволоки. При таком подключении коммутируемый коллектором ток будет значительно меньше из-за большого сопротивления и пластины не будут сильно искрить и выгорать. Если делать последовательное соединение обмоток индуктора и якоря, то обмотка индуктора делается из провода большего диаметра с меньшим количеством витков, т.к. весь якорный ток устремляется через статорную обмотку. При таких манипуляциях с пропорциональным изменением значений тока и количества витков, намагничивающая сила остаётся постоянной, а качественные характеристики устройства становятся лучше.

На сегодняшний день двигатели постоянного тока мало используются на производстве. Из недостатков этого типа электрических машин можно отметить быстрый износ щёточно-коллекторного узла. Преимущества – хорошие характеристики запуска, лёгкая регулировка частоты и направления вращения, простота устройства и управления.

В настоящее время двигатели постоянного тока независимого возбуждения, управляемые тиристорными преобразователями, используются в промышленных электроприводах.’Эти при­воды обеспечивают регулирование скорости в широком диапазо­не. Регулирование скорости вниз от номинальной осуществляется изменением напряжения на якоре, а вверх — ослаблением потока возбуждения. Ограничения, по мощности и скорости обусловлены свойствами используемых двигателей, а не полупроводниковых приборов. Тиристоры могут соединяться последовательно или па­раллельно, если они имеют недостаточно высокий. класс по напря­жению или току. Ток якоря и момент ограничены перегрузочной способностью двигателя по нагреву.

Принцип работы:

Сборка двигателя постоянного тока ПО ДЕТАЛЯМ :

Для любопытных могу еще подробно рассказать про или например что такое . Ну и совсем для жаждущих — подробно про . Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия —

В отличие от асинхронных двигателей, некоторые виды двигателей имеют в конструкции подвижные элементы, изнашивающиеся в процессе трения. Без замены истершихся деталей функционирование эл двигателя невозможно. В этом случае есть два варианта: купить электродвигатель или его отремонтировать. Если причина выхода из строя оборудования — замыкание или обрыв обмотки якоря, то ремонт электродвигателя осуществляется при помощи перемотки якоря .

Самостоятельно определить неисправность якоря довольно трудно. Зачастую аварийные ситуации или износ одного узла или детали, могут привести сразу к нескольким поломкам или возникновению сопутствующих дефектов. Необходима проверка с помощью специального инструмента и проведение испытаний на стендах. Поэтому для ремонта якоря промышленных электродвигателей даже производственным и машиностроительным организациям, имеющим свои сервисные и ремонтные службы, рекомендуется обращаться в специализированные фирмы.

Ремонт якоря электродвигателя включает следующие операции:

  • перемотку якоря электродвигателя;
  • балансировку.

Балансировка якоря электродвигателя

Вращение якоря электродвигателя происходит постоянно с высокой угловой скоростью, а равнодействующее сил не скомпенсировано. Разбалансировка приводит к быстрому выходу из строя подшипников и разрушения якоря электродвигателя. Поэтому кроме устранения механических повреждений и восстановления функционирования обмотки работы по ремонту якоря электродвигателя должны осуществляться с его последующей обязательной балансировкой.

Балансировка якоря электродвигателя осуществляется на балансировочном станке после проведения всех операций по ремонту обмотки якоря . Качество балансировочных работ зависит от опыта, знаний и умений специалиста, поэтому операцию должен проводить специально обученный ремонтный персонал. Несоблюдение этих требований: отсутствие специального оборудования, необученный персонал или организация ремонта якоря электродвигателя без последующей балансировки приводит к необходимости проведения ремонта после ремонта.

Качественно выполнить ремонт якоря электродвигателя, произвести его балансировку, восстановить работоспособность эл двигателя после некачественного ремонта якоря поможет ООО ПТК «Электропромремонт». Компания ЭЛЕКТРОПРОМРЕМОНТ осуществляет перемотку якоря промышленных электродвигателей любого типоразмера и мощности в Москве и Московской области. Благодаря собственным производственным мощностям, наличию станков, стендов и специального инструмента, обученного и квалифицированного персонала, перемотка якоря даже крупных партий электродвигателей в рамках плановых мероприятий производится качественно и в сжатые сроки.

Заказать перемотку якоря электродвигателя можно просто, обратившись к специалистам компании ООО ПТК «Электропромремонт».

Ремонт якоря электродвигателя своими руками. фото, видео

Ремонт коллектора якоря электродвигателя

Если регулярно эксплуатировать промышленный электрический двигатель, неминуемо наступает момент, когда потребуется срочный ремонт якоря электродвигателя. Причины для этого встречаются двух типов.

Механические неисправности:

• увеличенное биение коллектора при вращении на валу якоря;

• не полный прижим щёток к коллектору;

• расхождение в типе коллектора и материале используемых щеток;

• неправильный угол укладки обмоток якоря по сравнению с исходным типом намотки.

Электрические неисправности:

• разрыв обмотки;

• короткозамкнутые витки в обмотке;

• сниженное сопротивление изоляции между сердечником или валом и обмоткой якоря;

• увеличенное сопротивление между пластиной коллектора и выводом обмотки.

Часто у вышедшего из строя якоря сложно определить место замыкания обмоток на корпус. Перемотка якоря электрического двигателя — самый распространенный вид ремонта электродвигателей бытового и промышленного типа. Для определения неисправности нужно покачать обмотку в точках вывода ее из пазов. Цельность ее можно проверить методом падения напряжения используя мегомметор. Он поможет найти междувитковые замыкания, обрывы, плохое соединение обмотки с коллектором или не качественные пайки. Для этого один щуп от источника питания присоединяют к валу, а вторым поочередно касаются коллекторных пластин. Очень часто обмотки перестают работать при попадании влажности или разрыве витков. Ремонт якоря — это кропотливый и сложный процесс, который потребует много времени, профессиональных знаний и использования специального оборудования. Тщательно выбирайте мастера, который восстановит работоспособность элемента.

Ремонт детали начинается с ее демонтажа

После визуального осмотра происходит осторожное извлечение витков обмотки — желательно сохранять все секционные изгибы. Любые найденные неисправности в форме обмотки при помощи специального шаблона приводят в верное состояние

Если поломка произошла из-за сильного износа частей якоря, то их заменяют на новые. Часто такой замене подвергаются втулки подшипника или коллектора после замыкания. Из-за проблем с изоляцией старую полностью убирают, а паз заново герметизируют. Секции обмотки после ремонта аккуратно укладывают обратно в пластины учитывая шаг паза. Между витками прокладывается новая изоляция. По завершению ремонта секции запрессовываются, а обмотка крепится на пластинах коллектора. После проведения испытаний якорь пропитывают специальным лаком и просушивают. Такое покрытие служит защитой и хорошим проводником. Сушка происходит в специальных печах, поддерживающих необходимую оптимальную температуру.

Якорь является высокоподвижным конструктивным элементом, который вращается с большой скоростью. Из-за влияния на этот элемент электродвигателя повышенных центробежных сил завершающим этапом переобмотки якоря электрического двигателя желательно выполнить динамическую балансировку на специализированном станке. Если ее не произвести,могут появится губительные вибрации иподшипник или якорь выйдут из строя. Все процедуры с якорем электродвигателя лучше выполнять в специальном сервисе, где в наличии будут все необходимые станки и опытные специалисты в штате. В некоторых случаях до ремонта сломавшегося электродвигателя дело и вовсе может не дойти. Часто проблема скрывается в неисправной розетке удлинителя, перебитом шнуре питания, открутившейся клемме подключения или поломке выключателя. Перед ремонтом проверьте напряжение в узлах цепи питания двигателя от вилки питания до колодки подключения.

Перемотка электродвигателей – сложная и ответственная работа, которую должен выполнять профессиональный специалист, имеющий достаточный опыт и навык производства данного вида услуг. подробнее

Наиболее распространенным мотором в нашей жизни признан – асинхронный электродвигатель. подробнее

У электродвигателя с идеальной балансировкой ось инерции ротора должна совпадать с осью вращения. подробнее

Для проверки состояния двигателей, а также для повышения надежности и устранения неисправностей периодический проводят текущий и капительный ремонт электродвигателя. подробнее

Как отремонтировать якорь в домашних условиях

Из-за якоря происходит треть поломок шуруповёрта. При каждодневном интенсивном режиме работы неисправности могут возникнуть уже в первые полгода, например, при несвоевременной замене щёток. При щадящем использовании шуруповёрт продержится год и более.

Якорь можно спасти, если не нарушена балансировка. Если во время работы прибора слышен прерывистый гул и идёт сильная вибрация, то это нарушение балансировки. Такой якорь подлежит замене. А отремонтировать можно обмотку и коллектор. Небольшие короткие замыкания устраняются. Если повреждена значительная часть обмотки, её можно перемотать. Изношенные и сильно повреждённые ламели проточить, нарастить или впаять. К тому же не стоит браться за ремонт якоря, если вы неуверены в своих возможностях. Лучше его заменить или отнести в мастерскую.

Проточка коллектора

Со временем на коллекторе образуется выработка от щёток. Чтобы от неё избавиться, необходимо:

  • Проточить коллектор, используя резцы для продольного обтачивания, то есть проходные резцы.

Проходной прямой резец

Не забудьте очистить ротор от стружки, чтобы не произошло замыкания.

Видео по теме

Как перемотать якорь

Перед тем как разобрать якорь, запишите или зарисуйте направление обмотки. Оно может быть влево или вправо. Чтобы его определить правильно, посмотрите на торец якоря со стороны коллектора. Наденьте перчатки, возьмите острые кусачки или ножовку по металлу. Удалите лобовые части обмотки. Коллектор нужно почистить, а снимать необязательно. Аккуратно, не повреждая пазовые изоляторы, выбейте стержни оставшихся частей обмотки с помощью молотка и металлического зубила.

Видео: Снимаем обмотку

Надфилем, не повреждая плёнки изолятора, удалите остатки пропитки. Посчитайте проводники в пазу. Высчитайте число витков в секции и измерьте диаметр провода. Нарисуйте схему. Нарежьте из картона гильзы для изоляции и вставьте их в пазы.

Видео: Намотка влево и вправо

После намотки сварите выводы секций с петушками коллектора. Теперь проверьте обмотку тестером и индикатором короткого замыкания. Приступайте к пропитке.

Инструкция по пропитке (с учётом регулятора числа оборотов)

  • Убедившись в отсутствии проблем, отправьте якорь в электродуховку на прогрев для лучшего протекания эпоксидной смолы.
  • После прогрева поставьте якорь на стол под наклоном для лучшего растекания по проводам. Капните смолой на лобовую часть и медленно крутите якорь. Капайте до появления клея на противоположной лобовой части.

Пропитка под наклоном

Сушка якоря на воздухе до полимеризации

В конце процесса слегка проточите коллектор. Балансируйте якорь при помощи динамической балансировки и болгарки. Теперь проточите окончательно на подшипнике. Необходимо прочистить пазы между ламелями и отполируйте коллектор. Сделайте окончательную проверку на обрывы и замыкания.

Частые неполадки якоря двигателя

В целом наиболее часто из строя выходят следующие детали:

  • контактные пластины. Со временем они могут истереться или поцарапаться, нарушится геометрия их поверхности. Изолятор, залитый между ними, может начать выступать наружу и задевать другие составные части двигателя при движении, что приводит уже к их износу и разрушению. Также пластина может просто вылететь при нарушении условий использования или сильной изношенности;
  • обмотка. Провода перегорают при большинстве серьезных поломок двигателя, также они могут износиться, перетереться, что станет причиной пробоя, или обуглиться. В случае неисправности проводов проводится перемотка якоря электродвигателя, при которой они заменяются на аналогичные по свойствам, сечению и составу.

Проблемы с якорем можно отследить по характерным симптомам: искрение, отказы, падение производительности или нагрев корпуса. При наличии биений есть смысл проверить узел на наличие люфтов и проблем с фиксацией.

Механические поломки и их устранение

К механическим поломкам УШМ, можно отнести следующие.

  1. Износ подшипников якоря двигателя
    . Обычно при износе подшипников вы можете ощутить сильную вибрацию во время работы аппарата. К тому же, может быть слышен скрежет и другие шумы. Рано или поздно, подшипник все же разрушится, а высыпавшиеся шарики попадут на шестерни редуктора. Если это произойдет, то кроме подшипника, придется менять и шестерни. Конечно же, лучше не дожидаться данной неприятности, а при первых признаках неисправности подшипника заменить его. Как добраться до этой части угловой шлифмашины, было рассказано выше.
  2. Износ шарикоподшипника или подшипника скольжения редуктора
    . Как и в предыдущем случае, при включении аппарата будет ощущаться вибрация и слышаться шум, несвойственный нормальной работе УШМ. Чтобы предупредить дальнейшую поломку редуктора, необходимо заменить неисправную деталь.
  3. Износ шестерен редуктора
    . Шестерни быстро изнашиваются из-за недостаточной смазки. По этой же причине и греется редуктор. Необходимо следить за состоянием смазки внутри редуктора и при необходимости менять ее. Как разобрать редуктор, было описано выше. Смазку нужно использовать специально разработанную для редукторов УШМ, и купить ее можно в точках, где продается данный инструмент. Если по какой-либо причине сломались зубья хотя бы одной шестерни, то менять нужно весь комплект шестеренок (пару).

К механическим неисправностям можно отнести и поломку фиксатора вала. Для того, чтобы заменить фиксатор, потребуется разборка редуктора и снятие большой шестерни.

Электрические двигатели сегодня приобрели огромную популярность и применяются во многих устройствах. Они являются очень мощными и способны развивать КПД намного больше аналогичных устройств на бензине или дизеле.

Данные устройства, хотя и работают надежно, рано или поздно все-таки выходят из строя. Осуществить ремонт якоря электродвигателя желательно доверить специалистам, которые способны правильно диагностировать поломку и исправить ее.

Работа омметром

Искренние могло происходить из-за пропадания электрического контакта в одной из ламелей. Для замера сопротивления рекомендуется ставить щупы со стороны токосъемников. Вращая вал двигателя, наблюдают за показаниями циферблата. На экране должны быть нулевые значения. Если проскакивают цифры даже в несколько Ом, то это говорит о нагаре. При появлении бесконечного значения судят об обрыве в цепи.

Независимо от результатов далее следует проверить сопротивление между каждыми соседними ламелями. Оно должно быть одинаковым для каждого замера. При отклонениях нужно осмотреть все соединения катушек и поверхность прилегания щёток. Сами щетки должны иметь равномерный износ. При сколах и трещинах они подлежат замене.

Катушки соединяются с сердечником проводкой, которая могла отслоиться. Припой часто не выдерживает ударов от падений. У стартера ток через контакты может достигать 50А, что приводит к прогоранию некачественных соединений. Внешним осмотром определяют места повреждений. Если не обнаружили неисправности, то проводят замер сопротивления между ламелью и самой катушкой.

Возможные неисправности коллекторного электродвигателя

Иногда даже люди, знакомые с устройством механизма, слабо представляют, как проверить коллекторный электродвигатель. Ниже мы расскажем обо всех возможных неисправностях и способах их выявления и устранения.

Нарушение контактов. На него указывает активное искрение.
Межвитковое замыкание (замыкание обмоток в коллекторе). Оно также вызывает искрение.
Износ щеточно-коллекторного узла. При этом он чернеет и появляется искрение. Обычно проблема решается путем замены старых элементов на новые. Чтобы снять узел, отодвиньте фиксатор и открутите крепежный болт (в зависимости от модели двигателя).
Потемнение контактной части коллектора. Часто достаточно зачистить его мелкой наждачной бумагой.
Образование канавки в месте контакта щеток с коллектором. Необходимо выполнить проточку узла на станке.
Износ подшипника. Эту неисправность можно определить по усиленной вибрации корпуса во время работы двигателя и биению патрона. В этом случае требуется замена подшипника.
Касание якорем статора. Иногда хватает замены якоря, но в некоторых случаях придется заменить и якорь, и статор.
Сбой управления на микроконтроллере. Установка нового микроконтроллера – оптимальное решение проблемы.
Выгорание или обрыв обмоток

Обратите внимание на их цвет и целостность. Почернение всего корпуса обмоток или их части указывает на выгорание, обрыв легко определяется при визуальном осмотре

В этом случае требуется их замена или перемотка.
Графитовая пыль в пространстве между ламелями. Вашему прибору просто нужна прочистка.
Выгорание изоляции проводов. На эту проблему укажет характерный запах.

Во всех вышеуказанных случаях восстановление коллектора электродвигателя своими руками вполне возможно при наличии необходимых запчастей и инструментов. Только если у вас нет опыта в перемотке обмоток, лучше обратиться в соответствующий сервис. После устранения неполадок соедините все детали в обратном порядке.

Асинхронные двигатели

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

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

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

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

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

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

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

Во избежание несчастных случаев обесточьте двигатель и строго соблюдайте все меры предосторожности.

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

Сложная петлевая обмотка

При необходимости получить еще большее число параллельных ветвей применяют сложную петлевую обмотку якоря (рис. 13.8). Такая обмотка содержит две простые петлевые обмотки (m = 2), поэтому у нее число параллельных ветвей удвоено, т.е. 2а =  2 * 2р = 4р. Такие обмотки необходимы в машинах значительной мощности при низком напряжении сети: 12; 24; 48 В.

Для того чтобы распределение токов в параллельных ветвях обмотки якоря было одинаковым, необходимо, чтобы электрическое сопротивление этих ветвей не отличалось друг от друга и чтобы ЭДС, наводимые в секциях, составляющих каждую параллельную ветвь, были одинаковыми. При несоблюдении этих условий между параллельными ветвями появляются уравнительные токи, нарушающие работу щеточно-коллекторного контакта.

Исключение составляет простая волновая обмотка, секции которой равномерно распределены под всеми полюсами машины, поэтому магнитная не симметрия машины не вызывает появления в этой обмотке уравнительных токов. Что же касается простой петлевой и всех видов сложных обмоток якоря, то в них всегда имеются причины к появлению уравнительных токов. Это приводит к необходимости применения в указанных обмотках так называемых уравнительных соединений, по которым замыкаются уравнительные токи, разгружая щеточно-коллекторный контакт от перегрузки. Уравнительные соединения усложняют изготовление обмотки якоря и ведут к дополнительному расходу обмоточной меди.

Работа омметром

Искренние могло происходить из-за пропадания электрического контакта в одной из ламелей. Для замера сопротивления рекомендуется ставить щупы со стороны токосъемников. Вращая вал двигателя, наблюдают за показаниями циферблата. На экране должны быть нулевые значения. Если проскакивают цифры даже в несколько Ом, то это говорит о нагаре. При появлении бесконечного значения судят об обрыве в цепи.

Независимо от результатов далее следует проверить сопротивление между каждыми соседними ламелями. Оно должно быть одинаковым для каждого замера. При отклонениях нужно осмотреть все соединения катушек и поверхность прилегания щёток. Сами щетки должны иметь равномерный износ. При сколах и трещинах они подлежат замене.

Катушки соединяются с сердечником проводкой, которая могла отслоиться. Припой часто не выдерживает ударов от падений. У стартера ток через контакты может достигать 50А, что приводит к прогоранию некачественных соединений. Внешним осмотром определяют места повреждений. Если не обнаружили неисправности, то проводят замер сопротивления между ламелью и самой катушкой.

Прибор для проверки якорей

Прибор для проверки якорей показан на рисунке ниже, не пугайтесь, сделать его очень легко.

Технология изготовления устройства для проверки якоря следующая: Находим на чердаке или покупаем в газете бесплатных объявлений электронасос «малыш», затем болгаркой отрезаем ему обе ноги в верху под углом 45 градусов. Далее берем катушку от пускателя на 220 вольт (но так, чтобы в окно катушки проходила одна нога железа). Припаиваем к клеммам катушки провод с вилкой — всё прибор собран.

Принцип работы прибора для проверки якорей очень прост : в углубление ложем якорь, на якорь кусочек ножовочного полотна, прокручиваем якорь и сдвигаем полотно , что бы оно было в верху если в якоре нет виткового полотно будет просто лежать , если есть витковое полотно будет залипать в пазах в которых замыкание или по всему диаметру.

Прибор можно изготовить и на любом другом железе лишь бы растояние между железом было не очень большим а то маленькие якоря будут проваливатся

Еще один подобный метод: Берем П- образный трансформатор — с прорезью 45-90град на пустой стороне железа,( индикатор — полотно от ножовки по металлу…. На другой обмотка, какой-то трансформатор был, 220-12в -ампер на 10. Работает на всех якорях от кофемолки до двигателей постоянного тока 11кВт (на большем не пробовал).

Статора переменного тока можно проверить шариком от подшипника, но будьте осторожны он может очень неудачно выскочит: вынимаю ротор кладу внутрь шарик диаметром 10-12мм и подаю трехфазное напряжение пониженное трансформатором, если нормально — то шарик начинает двигать по кругу статора, если нет то примагничивается в месте виткового замыкания.

Можно попробывать еще один метод: вдоль паза статора ставятся две катушки одна передатчик (на нее подается напряжение любое переменное) а вторая катушка приемник. Если виткого нет в приемнике почти не наводится напряжение, если есть витковое то во второй катушке наводится эдс.

Еще один простой способ проверка на индуктивность, при КЗ витков индуктивность минимальна.

Ну и на последок фотография девайса для проверки якорей, который используют в нашем сервис-центре для проверки статора стиралок. Способ надежен, промышленность выпускала такое чудо, ящик, с электронно-лучевой трубкой, схема примитивного осциллографа, из него выходило два кабелька на катушки которые перемещались по двум параллельным направляющим. Когда виткового не было то линия на экране почти прямая с небольшой петлей в начале, а если КЗ виток то петля в начале экрана увеличивалась по амплитуде в 3-4 раза. Была еще подстройка чувствительности

Как произнес Шекспир: «Ничто не вечно под Луной». Домашняя техника, как досадно бы это не звучало, не являются исключением. Случается, что самый надёжный механизм перегорает. И нужно готовиться повстречать данный факт без паники, с твёрдой уверенностью, что безнадежных ситуаций нет. Как устроена болгарка, какие будут неисправности, как проверить якорь электродвигателя, найти причину поломки и убрать проблемы? Познание устройства главных узлов электроинструмента дозволит мастеру своими силами провести диагностику и ремонт угловой шлифовальной машины.

Фактически во многих электроприборах, использующихся в быту, применяется асинхронный электронный движок. Принципиальным преимуществом этого типа мотора будет то, что при изменении нагрузки туда, частота оборотов не изменяется. Это значит, что если, например, длительно и без остановки резать камень бытовой болгаркой, никаких наружных признаков перегрузки мотора приметно не будет. Скорость вращения диска будет неизменная, звук однотонным. Поменяется только температура, однако этого конечно и даже не увидеть, если руки одеты в перчатки.

При невнимательном отношении, основное преимущество игровых слотов превращается в недочет. Асинхронные движки очень чувствительны к перегреву, существенное превышение рабочей температуры влечёт за собой оплавление изоляции на обмотках ротора. Сначала мотор работает с перебоями, и потом — когда произойдёт межвитковое куцее замыкание — движок остановится совершенно. Стоит пару раз очень перегреть движок болгарки и, более возможно, что якорь оплавится. Сегодня, от высочайшей температуры отпаиваются контакты, соединяющие провода первичной обмотки с коллектором, что ведёт к прерыванию подачи электронного тока.

Признаками поломки якоря болгарки являются: завышенное искрение щёток на коллекторе мотора, вибрация мотора на малых оборотах, вращение рабочего вала в различные стороны. Если такие симптомы находятся, работу инвентарем следует закончить — это небезопасно. Подозрения просто проверить при помощи легких тестов.

Оцените статью:

Как проверить якорь электродвигателя в домашних условиях

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

Коллекторные синхронные двигатели

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

При обнаружении:

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

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

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

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

Асинхронные двигатели

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

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

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

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

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

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

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

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

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


Как проверить якорь двигателя на предмет повреждения обмоток

Иногда мы получаем этот вопрос от наших клиентов: «Как я могу быстро проверить мою арматуру, чтобы убедиться, что она в порядке?»

Если у вас есть доступ к вольт / омметру, вы можете выполнить три быстрые проверки, которые покажут вам, правильно ли работает якорь двигателя. Но сначала мы должны понять некоторые основы конструкции арматуры.

Базовая конструкция якоря

Якорь (на фото справа) имеет непрерывную серию обмоток от каждого стержня на коммутаторе, которые обвивают зубцы стального стека и соединяются со следующим стержнем на коммутаторе.Обмотка продолжает таким же образом обматывать якорь. Петли представляют собой одиночные или параллельные проводники (провода), которые могут проходить любое количество раз вокруг зубцов стопки (называемых витками в катушке). Диаметр провода может быть разным, в зависимости от конструкции двигателя. Каждый провод изолирован эмалевым покрытием, изолирующим его от всех остальных проводов в петле, и заканчивается только на шине коммутатора. Витки в каждой катушке наматываются на железную батарею, создавая электромагнит.При подаче напряжения в якоре двигателя создается электромагнитное поле. Это электромагнитное поле взаимодействует с магнитными полями постоянных магнитов в двигателе (в случае двигателя с постоянными магнитами) или с электромагнитным полем, создаваемым статором (в случае универсального двигателя). Эти магнитные силы притягивают друг друга, создавая крутящий момент на валу якоря, заставляя его вращаться.

Если двигатель приводится в движение слишком сильно для окружающей среды, и температурам может быть позволено подняться за пределы тепловых пределов изоляции, возможно, что изоляция на проводах сломается и закорочится вместе, или замкнет блок якоря.Если обмотки закорочены вместе, электромагнитные поля не могут быть созданы для этой катушки, что приведет к хаотической работе двигателя или отказу всего двигателя.

Испытание якоря № 1

Для проверки состояния обмоток якоря, вероятно, придется снять якорь с двигателя. Однако, если конструкция двигателя имеет внешние держатели щеток, вы можете отвинтить колпачки щеток и снять щетки. В зависимости от размера щетки это может обеспечить доступ к коммутатору без снятия якоря с двигателя.

Первая проверка, чтобы увидеть, не закорочены ли обмотки якоря, — это тест «Сопротивление 180 °». С помощью вольт / омметра можно проверить сопротивление последовательных обмоток, соединенных между двумя шинами коммутатора каждой катушки. Установите измеритель на измерение сопротивления (Ом), а затем измерьте сопротивление на двух переключающих планках на 180 ° друг от друга. Поверните якорь и проверьте сопротивление между каждой парой стержней на коммутаторе. На рисунке 3 изображен коммутатор на 32 бара, поэтому эту проверку необходимо проводить между каждой из 16 пар.Сопротивление, которое вы будете измерять, зависит от количества витков в каждой катушке и калибра используемого провода. Это также зависит от рабочего напряжения, на которое рассчитан двигатель. Например, двигатель на 90 В постоянного тока будет иметь меньшие проводники и большее количество витков на катушку для повышения сопротивления, тогда как двигатель на 12 В постоянного тока будет иметь более крупные проводники и меньшее количество витков на катушку для снижения сопротивления. Хотя вы, вероятно, не знаете предполагаемое значение сопротивления якоря, каждое измерение должно показывать примерно одно и то же.Если сопротивление резко меняется, проблема может быть в

.

обмоток. Падение сопротивления может указывать на короткое замыкание между проводами в катушке. Огромный всплеск сопротивления может указывать на то, что провод перегоревший или обрыв, прерывая цепь.

Испытание якоря № 2

Вторая проверка — это тест «Сопротивление от бара до бара» (на фото справа). Это проверит каждую катушку в якоре двигателя. Опять же, конкретное значение зависит от конструкции двигателя (количество проводов на петлю, количество витков на катушку и калибр проводов).Как и в случае с первым тестом, важно отметить, что каждое измерение должно быть примерно одинаковым. (Примечание: сопротивление, которое вы будете измерять в этом тесте, будет намного меньше, чем в первом тесте, потому что вы будете измерять только одну катушку. В первом тесте измеряется сопротивление всех катушек, последовательно соединенных между собой. баров.) Как и в тесте № 1, падение сопротивления будет указывать на короткое замыкание между проводами в этой катушке, а скачок сопротивления может указывать на сломанный или сгоревший провод в катушке.

Испытание якоря № 3

Третье и последнее испытание заключается в измерении сопротивления каждого стержня коммутатора железному блоку якоря. Если пакет якоря двигателя прижимается непосредственно к валу якоря, вы можете использовать вал якоря для измерения. Однако в некоторых случаях даже вал якоря изолирован от пакета якоря. В этом случае вам нужно будет проводить измерения от каждой стержневой коммутатора до стеллажа якоря напрямую. В любом случае стержни коммутатора никогда не должны иметь электрического соединения с блоком якоря и / или валом якоря.

Если какое-либо из этих измерений не удалось, можно предположить, что якорь поврежден.

Не уверены, какой тип двигателя подходит для вашего применения? Попробуйте наш простой инструмент поиска двигателей.

Электро-электродвигатель

Электродвигатель состоит из следующих компонентов:

— Два постоянных магнита, которые образуют неподвижную часть двигателя, известную как статор.

— Коммутатор представляет собой разрезное кольцо, изменяющее полярность электромагнитов, известных как катушки ротора.

— Щетки, которые проводят ток от источников питания к коммутатору.

— Катушки ротора, представляющие собой обмотки из изолированной медной проволоки, которые действуют как электромагниты, когда через них протекает ток.

Вал, коммутатор и обмотки образуют якорь.

Работа коммутатора показана справа.Обратите внимание, как он меняет направление тока, протекающего через катушку.

Когда прямоугольная катушка, по которой проходит ток, помещается в магнитное поле, как показано справа, крутящий момент (вращающая сила) действует на катушку под прямым углом, который вращает катушку, пока ток продолжает течь через катушку.

Щетки контактируют с коммутатором и облегчают прохождение тока через обмотки провода на якоре.Контакт между коллектором и щетками является источником трения, которое необходимо преодолеть.

Коммутатор , действует для изменения полярности магнитного поля, создаваемого электромагнитом, образующимся при протекании тока через обмотки якоря. Когда плоскость вращающейся катушки с проволокой достигает определенного положения, щетки размыкают контакт. Угловой момент катушки переносит ее через точку разрыва, и затем ток течет в противоположном направлении, что меняет магнитный полюс на противоположное.Обратите внимание на полюса электромагнита, показанные справа, когда они меняются местами. Электромагнитные силы притяжения и отталкивания приводят в движение ротор и, следовательно, определяют величину крутящего момента, создаваемого двигателем.

Сила этих магнитных сил определяет скорость вращения двигателя. Сила магнитной силы, испытываемой проводами, составляющими ротор, определяется величиной тока в проводе, длиной провода и величиной магнитного поля.Следовательно, можно увеличить величину силы и, следовательно, скорость вращения двигателя на:
• Увеличение количества витков проволоки на роторе, по которому проходит ток
• Увеличение тока, протекающего по проводу, за счет использования батареи большего размера или провода с меньшим сопротивлением.
• Увеличение размера магнитного поля за счет использования большего количества магнитов или просто использования более сильных магнитов.

Polar Exploration: Электродвигатели постоянного тока

Много лет назад принципы электричества были неизвестны.Благодаря талантам многих ученых было получено понимание электричества, и теперь это знание стало обычным явлением. Одним из таких блестящих людей был Майкл Фарадей. В 1821 году Фарадей взял свободно висящий провод и погрузил его в бассейн с ртутью, в который был погружен постоянный магнит. Затем он пропустил электрический ток через подвесной провод, и, к своему удивлению, провод вращался вокруг магнита. Хотя это был первый раз, когда электрическая энергия была преобразована в вращательную механическую энергию, никакой значимой работы не было произведено.Много лет спустя принцип Фарадея был использован при разработке электродвигателя.

Электродвигатель может быть сконфигурирован как соленоид, шаговый двигатель или вращательная машина. Эта статья посвящена ротационной машине постоянного тока. Во всех ротационных машинах постоянного тока электродвигатель состоит из шести компонентов: оси, ротора или якоря, статора, коммутатора, полевых магнитов и щеток.

Чтобы понять, как работает электродвигатель постоянного тока (DC), необходимо понять несколько основных принципов.Как и в эксперименте Фарадея, двигатель постоянного тока работает с магнитными полями и электрическим током. Столетия назад было обнаружено, что найденный в Азии камень, известный как магнитный камень, обладал необычным свойством: он передавал невидимую силу железному объекту, когда камень терся о него. Было обнаружено, что эти магнитные камни совпадают с земной осью север-юг, когда они свободно висят на веревке или плавают на воде, и это свойство помогло ранним исследователям ориентироваться вокруг Земли.

Позже выяснилось, что этот камень был постоянным магнитом с полем, имеющим два полюса противоположного действия, называемых северным и южным.Магнитные поля, как и электрические заряды, имеют противоположные по своему действию силы. Электрические заряды бывают положительными или отрицательными, тогда как магнитные поля имеют ориентацию север-юг. Когда магнитные поля выровнены на противоположных или разных полюсах, они будут проявлять значительные силы притяжения друг с другом, а когда выровнены на одинаковых или похожих полюсах, они будут сильно отталкиваться друг от друга.

Магнитное поле будет притягивать или воздействовать на черный (магнитный) материал.Если частицы железа разбрызгивать на лист бумаги над постоянным магнитом, выравнивание частиц железа отображает магнитное поле, что показывает, что это поле покидает один полюс и входит в другой полюс, при этом силовое поле не нарушается. Как и в случае любого вида поля (электрического, магнитного или гравитационного), общая величина или влияние поля называется потоком, а толчок, вызывающий образование потока в пространстве, называется силой. Это магнитное силовое поле состоит из множества линий потока, начинающихся с одного полюса и возвращающихся к другому полюсу (см.рис.1 на странице 40).

Современная теория магнетизма утверждает, что магнитное поле создается движущимся электрическим зарядом. Когда электрический заряд находится в движении, электроны, вращающиеся вокруг атома, вынуждены выравниваться и равномерно вращаться в одном направлении. Чем больше атомов равномерно вращается в одном направлении, тем сильнее сила магнитного поля. Когда миллиарды атомов имеют орбиты, вращающиеся в одном направлении, и материал способен удерживать орбиты атомов, создается постоянный магнит.

Когда два мощных постоянных магнита перемещаются в непосредственной близости друг от друга, очевидно, что действует очень реальная сила, которая может обеспечить потенциал для выполнения работы. Чтобы работа была выполнена, соотношение между магнитными полями должно контролироваться должным образом. Хитрость здесь в том, чтобы управлять магнитными полями не только с помощью постоянного магнита, но и другими способами. Это может быть достигнуто путем создания магнитного поля с помощью электрического проводника, по которому течет ток.

Почти все электродвигатели используют токопроводящий провод для создания механической работы. Когда ток течет по проводнику и электрический заряд находится в движении, электроны, вращающиеся вокруг атомов, вынуждены выравниваться и равномерно вращаться в одном направлении. Это создает магнитное поле, которое образуется вокруг проводника. Чем больше ток, протекающий по проводнику, тем больше атомов вынуждено выравниваться и вращаться в одном направлении. Это вращательное выравнивание атомов увеличивает силу магнитного поля.Однако, если бы кто-то поместил проводник с текущим по нему током рядом с постоянным магнитом, он был бы разочарован тем, насколько мала эта сила.

Что нужно, так это способ усиления магнитного силового поля. Для этого нужно взять проводящий провод и сделать много витков или витков для образования обмотки. Преобразование проводника из одиночного изолированного прямого провода в проводник с множеством витков, образующих обмотку, многократно усиливает магнитную силу. Величина усиления магнитного поля зависит от количества витков в обмотке и силы тока, протекающего по проводнику.

В этой конфигурации магнитный поток движется через воздух, который является плохим проводником магнитной энергии, что позволяет магнитному потоку распространяться на очень большую площадь. Поэтому сопротивление магнитного поля при движении по воздуху довольно велико. Сопротивление — это мера того, насколько трудно магнитному потоку завершить свой кругооборот, то есть покинуть один полюс и войти в противоположный полюс. Если магнитный поток удерживается близко к магниту, он имеет меньшее сопротивление или сопротивление потоку.

Сопротивление аналогично тому, как сопротивление показывает, какое сопротивление ток встречает в электрической цепи. В электрической цепи с низким сопротивлением через проводник может проходить большой ток с минимальным приложенным напряжением. Чтобы уменьшить сопротивление для дальнейшего усиления магнитного поля, сердечник из мягкого железа помещается в центр обмотки. Поскольку железо является ферромагнитным материалом и более плотным, чем воздух, магнитная энергия свободно перемещается через железо, таким образом закрывая линии магнитного потока и увеличивая плотность потока и уменьшая сопротивление.Это очень важные аспекты двигателя постоянного тока.

Чтобы магнитные поля взаимодействовали друг с другом и производили работу в виде вращения, они должны иметь правильную конфигурацию (см. Рис. 2 ниже). В этом базовом примере магнит постоянного типа, а проводник цепи сформирован в виде единой петли, называемой якорем. Ток подается на щетки от внешнего источника, такого как аккумулятор; одна кисть имеет положительный потенциал, а другая — отрицательный.Ток проходит через отрицательную щетку, которая неподвижна, к одной из шин коллектора. Коллекторные стержни не позволяют двигателю реверсировать, поскольку якорь меняет свою полярность с положительной на отрицательную при вращении под действием магнитного потока.

Эти металлические стержни, сконструированные в виде разъемного кольца, обычно изготавливаются из меди и преобразуют переменный ток в якоре в постоянный ток в цепи, пропуская только ток, когда якорь находится в определенном положении (рис.3, стр.41). Коммутатор напрямую соединен с якорем, поэтому ток течет через обмотку якоря обратно к положительному коммутатору, а затем к неподвижной положительной щетке, которая подключена к батарее. Когда ток проходит через якорь, электрический заряд находится в движении, что создает электромагнитное поле вокруг проводника якоря.

Это магнитное поле якоря взаимодействует со стационарным постоянным магнитным полем, точно так же, как очень реальная сила возникает, когда два мощных постоянных магнита перемещаются рядом друг с другом.Эта же сила возникает, когда электромагнитное поле взаимодействует либо с постоянным магнитным полем, либо с другим электромагнитным полем. Эта магнитная сила может производить работу за счет притяжения противоположных полюсов и отталкивания одинаковых полюсов. Постоянные магнитные поля, создаваемые северным и южным полюсами, пересекают магнитное поле якоря, создавая силу, перпендикулярную постоянному магнитному полю. Поскольку проводник якоря изогнут в петлю, ток движется в противоположных направлениях в каждой из ветвей.Ток в одном участке петли движется от коммутатора, в то время как ток в другом участке петли перемещается к коммутатору.

Когда направление тока изменяется в магнитном поле, движение силы также изменяется в противоположном направлении. Направление силы перпендикулярно как току, так и плотности магнитного потока. Это означает, что силы на две ветви якоря в постоянном магнитном поле прикладываются под прямым углом в противоположных направлениях.Одна ножка якоря движется вверх, а другая — вниз. Эти силы, действующие на якорь, вызывают вращательное действие на якорь. Это вращающее действие или крутящий момент — это то, что вращает якорь в двигателе постоянного тока. В практических приложениях двигателя постоянного тока используется не один контур якоря, а, скорее, несколько контуров. Это позволяет якорю создавать равномерный крутящий момент и позволяет самозапускаться в любом положении якоря.

Электродвигатели постоянного тока

широко используются в автомобильной промышленности для запуска двигателя, вывода топлива из системы герметизации, управления окнами и перемещения сидений, и это лишь несколько примеров.Широкое использование двигателей постоянного тока в транспортных средствах требует проверки их исправности. Осциллограф используется вместе с зажимом усилителя. Поскольку двигатель постоянного тока работает с током, ток показывает рабочее состояние цепи электродвигателя.

Давайте соберем данные с помощью осциллографа, чтобы мы могли проанализировать работу двигателя постоянного тока (рис. 4, стр. 42). В этом примере показана форма волны силы тока топливного насоса, в которой для генерации поля используются постоянные магниты.В точке A на реле топливного насоса только что подана команда на включение, и ток начинает течь через контур якоря двигателя постоянного тока. Точка B указывает пиковый ток или пусковой ток, достигаемый в цепи, который составляет 14,6 ампер.

Пусковой ток является очень важным моментом, поскольку это единственное место на кривой тока, которое показывает истинный ток, протекающий в цепи. Это связано с природой двигателя постоянного тока. Как только ток проходит через обмотку якоря, магнитное поле создает крутящий момент, который запускает вращение якоря.Индукция в якоре создается, когда вращающаяся обмотка якоря прорезает силовое поле постоянного магнита. Индукция возникает, когда магнитное поле движется по проводнику.

Когда магнитное поле движется по обмотке якоря, индуцированное в обмотке якоря напряжение освобождает электроны. Однако, поскольку ток течет через обмотку якоря, эти свободные электроны препятствуют прохождению тока. Этот индуцированный ток противодействует току, протекающему через обмотку якоря.Например, представьте себе школьный коридор, заполненный плечом к плечу, а дети бегают по коридору так быстро, как только могут. А теперь представьте, что дети входят в коридор из классных комнат, расположенных по бокам. Дети, покидающие классы, не могут изменить поток детей, уже бегущих по коридору, без увеличения давления (сопротивления). Как и дети, входящие в коридор, индуцированное напряжение (давление) в обмотке якоря создает сопротивление изменению тока, протекающего по цепи якоря.Это сопротивление называется противодвижущей силой (CEMF). Когда это происходит в двигателе или генераторе, это называется реактивным сопротивлением.

Чем быстрее магнитное поле движется по якорю, тем выше индуктивный ток внутри якоря. Это можно увидеть на кривой тока в точке C на рис. 4. Пусковой ток значительно падает по мере увеличения скорости вращения якоря, или об / мин. По мере увеличения числа оборотов якоря ток в якоре уменьшается до тех пор, пока в точке D не будет достигнута рабочая частота вращения двигателя, которая составляет в среднем 6 ампер.

Очень важно проверить скорость вращения якоря, отрегулировав временную развертку осциллографа так, чтобы на экране было видно около 20 горбов токовой петли якоря. Теперь просмотрите выступы петли арматуры, пока не найдете характерный выступ — тот, который отличается от других. Этот горб будет повторяться каждые семь-девять горбов, так как большинство автомобильных топливных насосов имеют шесть или восемь петель якоря, поэтому, чтобы вернуться к горбу, с которого вы начали, будет добавлен еще один горб.Возьмите курсоры осциллографа и отметьте два характерных выступа; курсоры теперь будут отображать частоту в герцах (Гц). Герц означает количество полных оборотов якоря за одну секунду. Чтобы преобразовать герцы в об / мин, умножьте на 60.

Оставаясь с рис. 4, курсор в герцах 96 умножается на 60 секунд, чтобы получить 5760 об / мин (96 3 60 5 5760). Большинство автомобильных топливных насосов должны иметь скорость вращения от 5000 до 6000 об / мин. Если топливный насос работает правильно, осциллограмма тока будет показывать потребление тока примерно от 4 до 10 ампер, в зависимости от конструкции двигателя, при скорости вращения насоса от 5000 до 6000 об / мин.Если в топливном насосе есть кавитации, например, пустой топливный бак, средний ток будет низким, около 2 ампер, а частота вращения будет высокой, около 8500 об / мин. Если топливный насос заедает, ток будет высоким, а частота вращения будет низкой.

Важно смотреть на частоту вращения якоря, как показано на рис. 5 (тот же топливный насос, что и на рис. 4). На рис. 5 пусковой ток составляет 9,5 ампер по сравнению с показанным на рис. 4 (14,6 ампера). Пусковой ток зависит от общего сопротивления цепи и будет варьироваться в зависимости от конструкции двигателя.Обычно, чем выше давление топлива, тем большую работу должен выполнять двигатель постоянного тока. Таким образом, петли якоря построены из провода большего диаметра, что снизит общее сопротивление цепи, что позволит получить более высокий пусковой ток. Двигатели с более низким давлением топлива обычно имеют пусковой ток около 10 ампер, в то время как двигатели с более высоким давлением топлива обычно имеют пусковой ток около 16 ампер.

Поскольку двигатель постоянного тока на рис. 4 такой же, как на рис. 5, он показывает наличие сопротивления в цепи.Нам нужно проверить частоту вращения двигателя на рис. 5. Значение в герцах равно 73, поэтому частота вращения равна 4380 (73 Гц 3 60 сек = 4380 об / мин). Это ясно показывает, что топливный насос вращается намного медленнее; однако средняя сила тока двигателя при его рабочих оборотах отличается всего на 0,4 А. Это указывает на то, что проверка среднего тока цепи может не выявить проблемы. Также необходимо будет проверить разницу между верхним пределом текущего прохождения из петли якоря и нижним краем текущего прохождения, когда щетка переместилась на следующую планку коммутатора.Это должно быть в пределах 1 ампер. Нижняя часть кривой тока должна быть четкой и чистой, что указывает на передачу чистого тока при перемещении щетки от одного сегмента коммутатора к другому.

Когда двигатель постоянного тока используется в качестве стартера, форму кривой тока также можно просмотреть на осциллографе. Для диагностики этой цепи можно использовать многие из тех же принципов, что и для топливного насоса. На рис. 6 на стр. 42 показаны данные стартера на осциллографе. В этом примере пусковой ток составляет 539 ампер, что немного мало; обычно она составляет от 700 до 1500 ампер, в зависимости от конструкции двигателя.Проволока большего диаметра обеспечит большую работоспособность, но также будет иметь высокие токи включения.

Когда якорь стартера подвергается крутящему моменту, якорь начинает вращаться, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал. Поршни, прикрепленные к коленчатому валу, также начинают движение вверх и вниз. Коленчатый вал нагружается за счет сжатия цилиндра и замедляется на каждом такте сжатия двигателя. По мере замедления якоря стартера индукция также уменьшается, что приводит к увеличению тока.Когда коленчатый вал ускоряется после такта сжатия, якорь также ускоряется, вызывая увеличение индукции, что, в свою очередь, вызывает уменьшение тока.

Каждая из выпуклостей на рис. 6 представляет собой отдельный цилиндр при сжатии. Когда двигатель находится в хорошем состоянии, эти неровности от пика до пика не должны превышать 30–50 ампер от одного цилиндра к другому. Подозревают проблему, если сила тока изменяется от верха текущего горба к низу, где щетка меняет стержни переключателя, находится за пределами этого диапазона от 30 до 50 ампер.У двигателей с более высокой степенью сжатия разница между верхом и низом текущего горба будет больше. Это потребление тока можно использовать для быстрой проверки механического состояния двигателя.

Снимок экрана на рис. 7 показывает, что выпускной клапан неисправен. Путем быстрой проверки силы тока проворачивания можно определить цилиндр с низким уровнем сжатия. В окне масштабирования можно четко определить текущий рисунок, представляющий каждый цилиндр. Цилиндр 6 не имеет нарастания тока, что указывает на то, что этот цилиндр не нагружал якорь стартера, но увеличил свою скорость, тем самым уменьшив потребление тока.Когда цилиндр 1 подошел к такту сжатия, якорь стартера замедлился, что привело к увеличению потребления тока. Не забывайте всегда отключать зажигание или подавать топливо в двигатель во время этого теста. Вы хотите, чтобы только компрессия влияла на частоту вращения стартера.

Магия принципа Фарадея теперь стала обычным явлением. Каждый раз, когда вы запускаете двигатель или опускаете окно в автомобиле, вы, несомненно, волшебник, потому что вы высвободили чистую магию электродвигателя.

Скачать PDF

Электродвигатель — Технический центр Эдисона

В электродвигатель был впервые разработан в 1830-х годах, через 30 лет после первая батарея.Интересно, что мотор был разработан до появления первых динамо-машина или генератор.

Выше: Первый мотор Davenport

1.) История и изобретатели:

1834 — Томас Дэвенпорт из Вермонта разработал первый настоящий электродвигатель («настоящее» значение достаточно мощный, чтобы выполнить задачу) хотя Джозеф Генри и Майкл Фарадей создал ранние устройства движения с использованием электромагнитных полей.Ранние «моторы» создавали вращающиеся диски или рычаги, которые качался взад и вперед. Эти устройства не могли сделать никакой работы для человечества. но были важны для того, чтобы проложить путь к лучшим двигателям в будущем. Различные двигатели Давенпорта были возможность запускать модельную тележку по круговой колее и другие задачи. Позже тележка оказалась первым важным приложением. электроэнергии (это была не лампочка).Рудиментарный полноразмерные электрические тележки были наконец построены через 30 лет после смерти Давенпорта в 1850-х годах.

Влияние электродвигателя на мир перед лампочками:
Тележки и подключенные энергосистемы стоили очень дорого. строили, но перевозили миллионы людей на работу в 1880-е годы. До тех пор рост электросети в 1890-х гг. большинство людей (средний и низкие классы) даже в городах не было электрического света в дом.

Только в 1873 году электродвигатель наконец добился коммерческого успеха. С 1830-х годов тысячи инженеров-новаторов улучшили двигатели и создали много вариаций. См. Другие страницы для получения более подробной информации об огромной истории электродвигателя.

Выводы двигателя к генератору:
После слабые электродвигатели были разработаны Фарадеем и Генри, другой Первопроходец по имени Ипполит Пикси понял это, запустив двигаясь задом наперед, он мог создавать импульсы электричества.К 1860-м годам разрабатывались мощные генераторы. Электротехническая промышленность не могла начаться, пока генераторы были разработаны, потому что батареи не были экономичным способом получения энергии потребности общества. Подробнее о генераторах и динамо здесь>

2.) Как работают моторы

Электродвигатели могут работать от переменного (AC) или постоянного (DC) тока.Двигатели постоянного тока были разработаны первыми и имеют определенные преимущества и недостатки. Каждый тип мотора работает по-разному, но все они используют силу электромагнитного поля. Мы поговорим об основных принципах электромагнитных полей. в двигателях, прежде чем вы сможете перейти к различным типам двигателей.

переменного тока электродвигатели используют вторичную и первичную обмотку (магнит), первичную подключен к сети переменного тока (или непосредственно к генератору) и находится под напряжением.Вторичный получает энергию от первичной обмотки, не касаясь ее напрямую. Это делается с помощью сложные явления, известные как индукция.

Справа: инженер работает над кастомными модификациями дрона-октокоптера. Восемь крошечных DC двигатели создают достаточно мощности, чтобы поднять килограммы полезной нагрузки. Более новые конструкции двигателей, подобные этому, используют редкоземельные металлы в статоре для создания более сильных магнитных полей в меньших и более легких пакеты.

Выше: универсальный двигатель, обычно используемый в большинстве электроинструментов. Имеет тяжелый плотный ротор. Выше: асинхронный двигатель может иметь «беличью клетку» или полый вращающийся катушка или тяжелый якорь.

2.a) Детали электродвигателя:

Есть много видов электродвигателей, но в целом они имеют похожие детали. Каждый мотор имеет статор , который может быть постоянным магнитом (как показано выше в «универсальном двигателе») или намотанными изолированными проводами. (электромагнит, как на фото вверху справа). Ротор находится посередине (большую часть времени) и подвержен к магнитному полю создается статором.Ротор вращается, поскольку его полюса притягиваются и отталкиваются полюсами статора. Смотрите наши видео ниже, показывающее, как это работает. В этом видео рассматривается бесщеточный двигатель постоянного тока, ротор которого находится снаружи, в других двигателях. тот же принцип обратный, с электромагнитами снаружи. Видео (1 минута):

Мощность мотора:
Сила двигателя (крутящий момент) определяется напряжением и длина провода электромагнита в статоре, чем длиннее провод (что означает больше катушек в статоре), тем сильнее магнитное поле.Это означает больше мощности для повернуть ротор. Смотрите наше видео, которое относится как к генераторам, так и к двигателям. Узнать больше.

Арматура — вращающаяся часть двигателя — это раньше называлось ротором, это поддерживает вращающиеся медные катушки. На фото ниже вы не видите катушки, потому что они плотно заправлены в якорь. Гладкий корпус защищает катушки от повреждений.

Статор — Корпус и катушки, составляющие внешнюю часть двигателя. В статор создает стационарное магнитное поле.

Выше: В этом статоре отчетливо видны четыре отдельные катушки (якорь был удалено)

Обмотка или «Катушка» — медные провода, намотанные на сердечник для создания или получить электромагнитную энергию.

Провода, используемые в обмотки ДОЛЖНЫ быть изолированы. На некоторых фото вы увидите, что выглядит как обмотки из голого медного провода, это не так, это просто эмалированная с прозрачным покрытием.

Медь это самый распространенный материал для обмоток. Алюминий также используется но должен быть толще, чтобы нести такую ​​же электрическую безопасно загружать.Медные обмотки позволяют использовать двигатель меньшего размера. Подробнее о меди>

Перегорание мотора, устранение неисправностей:
Если двигатель работает слишком долго или с чрезмерной нагрузки, он может «сгореть». Это означает, что высокая температура вызвала изоляция обмотки может сломаться или оплавиться, а затем обмотки закорочены когда они касаются друг друга, и двигатель выходит из строя. Вы также можете сжечь двигатель, подав на него большее напряжение, чем обмоточные провода рассчитаны на.В этом случае проволока расплавится в самом слабом месте, разорвав соединение. Ты можешь проверьте двигатель, чтобы увидеть, не перегорел ли он таким образом, проверив сопротивление (сопротивление) с помощью мультиметра. Как правило, при проверке двигателя вы должны искать черные метки на обмотках.


Squirrel Cage — вторая катушка в асинхронном двигателе, см. Ниже чтобы увидеть, как это работает
Индукция — генерация электродвижущей силы в замкнутом цепь изменяющимся магнитным потоком через цепь.В сети переменного тока уровень мощности повышается и понижается, это заряжает обмотку на момент создания магнитного поля. Когда мощность падает в цикле магнитное поле не может поддерживаться, и оно схлопывается. Это действие передает мощность через магнетизм на другую обмотку или катушку. УЧИТЬ БОЛЬШЕ об индукции здесь.

3.) Типы электродвигателей переменного тока

Двигатели переменного тока:

3.а) Индукция Двигатель
3.b) Универсальный двигатель (можно использовать постоянный или переменный ток)
3.c) Синхронные двигатели
3.d) Двигатели с экранированными полюсами


См. Нашу страницу, посвященную асинхронным двигателям, здесь>

Это мощный двигатель, который можно использовать с мощность переменного и постоянного тока.

Преимущества :
-Высокий пусковой крутящий момент и небольшой размер (хорошо для обычного использования в бытовые электроинструменты)
-Может работать на высоких скоростях (отлично подходит для стиральных машин и электродрелей)

Недостатки:
— Щетки со временем изнашиваются

Использует: приборы, ручной электроинструмент

Посмотреть видео ниже:


3.в) синхронный Моторы (Selsyn Motor)

Этот мотор аналогичен асинхронному двигателю, за исключением того, что он движется с частотой сети.

Мотор Селсин был разработан в 1925 году и сейчас известен как Synchro. Узнать больше о их здесь .


Преимущества: Обеспечивает постоянную скорость, которая определяется количество полюсов и частота подаваемого переменного тока.
Недостатки: Не может работать с переменным крутящим моментом, этот двигатель будет остановиться или «вытащить» с заданным крутящим моментом.
Использует: часы использует синхронные двигатели для обеспечения точной скорости вращения Руки. Это аналог двигателя , и хотя скорость точная, шаговый двигатель лучше подходит для работы с компьютерами, так как он функционирует на жестких «ступенях» разворота.

Этот мотор одинарный фазный двигатель переменного тока.Имеет только одну катушку с поворотным валом. в центре, отставание потока, проходящего вокруг катушки, вызывает сила магнита, чтобы двигаться по катушке. Это получает центральный вал с вращением вторичной обмотки.

Цилиндр изготовлен из стали и имеет медные стержни, встроенные по длине в цилиндр поверхность.


Преимущества: достигает высокого уровня крутящего момента, когда ротор начал быстро вращаться.
Используется в вентиляторах, бытовой технике

Недостатки: медленный запуск, низкий крутящий момент для запуска. Используется в вентиляторах, обратите внимание на медленный старт фанатов.
Этот двигатель также используется для слива стиральных машин, открывашек и прочая бытовая техника.
Другие виды двигателей лучше подходят для более мощных нужд выше 125 Вт.

Посмотреть видео ниже:


4.) Двигатели постоянного тока (DC):

Двигатели постоянного тока были первым видом электродвигателей. Обычно они составляют 75-80% эффективный. Они хорошо работают на регулируемых скоростях и обладают большим крутящим моментом.

4.a) Общая информация
4.b) Щеточные двигатели постоянного тока
4.b.1) Двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой
4.b.2) Двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой
4.b.3) Двигатели-блины
4.b.4) Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом
4.b.5) С раздельным возбуждением (Sepex)
4.c) Бесщеточные двигатели постоянного тока
4.c.1) Шаговый двигатель
4.c.2) Двигатели постоянного тока без сердечника / без сердечника


Матовый Двигатели постоянного тока:

Первый DC двигатели использовали щетки для передачи тока на другую сторону двигателя. Кисть названа так потому, что сначала имела форму метлы.Маленькие металлические волокна терлись о вращающуюся часть мотора. поддерживать постоянный контакт. Проблема с кистями в том, что они изнашиваются. со временем из-за механики. Кисти будут создавать искры из-за трения. Парки часто плавили изоляцию и становились причиной коротких замыканий. в арматуре и даже переплавил коммутатор.

Первые моторы использовались на уличных железных дорогах.

Использует сплит кольцевой коммутатор со щетками.
Преимущества:
-Используется во множестве приложений, имеет простой контроль скорости с помощью уровня напряжения для управления.
-Имеет высокий пусковой момент (мощный пуск)
Ограничения: щетки создают трение и искры, это может привести к перегреву устройство и плавить / сжигать щетки, поэтому максимальная скорость вращения ограничено. Искры также вызывают радиочастоты. вмешательство. (RFI)

Есть пять типов двигателей постоянного тока со щетками:
Двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой
Двигатель с обмоткой серии постоянного тока
Составной двигатель постоянного тока — совокупный составной и дифференциально составной двигатель
Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом
Двигатель с раздельным возбуждением
Двигатель-блинчик

Бесщеточный Двигатели постоянного тока:

Щетка заменен внешним электрическим выключателем, который синхронизируется с положение двигателя (он изменит полярность по мере необходимости, чтобы сохранить вал двигателя вращается в одном направлении)
— Более эффективен, чем щеточные двигатели
— Используется, когда необходимо точное регулирование скорости (например, в дисководах, ленте машины, электромобили и т. д.)
-Долгий срок службы, так как работает при более низкой температуре и нет щеток изнашиваться.

Типы бесщеточные двигатели постоянного тока:
Шаговый двигатель
Двигатели постоянного тока без сердечника / без сердечника

4.b) ЩЕТОЧНЫЙ ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА:

4.b.1) DC Электродвигатель с параллельной обмоткой

Шунт постоянного тока Электродвигатель подключен так, что катушка возбуждения подключена параллельно с арматура.Обе обмотки получают одинаковое напряжение. Катушка шунтирующего поля намотан множеством витков тонкой проволоки для создания высокого сопротивления. Этот гарантирует, что катушка возбуждения будет потреблять меньше тока, чем якорь (ротор).

Арматура (как видно выше, это длинная толстая цилиндрическая вращающаяся часть) имеет толстую медные провода, чтобы через них проходил большой ток, завести мотор.

Как арматура витков (см. фото ниже) ток ограничен противоэлектродвижущим сила.

Сила катушки шунтирующего поля определяет скорость и крутящий момент двигателя.

Преимущества: Шунтирующий двигатель постоянного тока регулирует свою скорость. Это означает, что если загрузка При добавлении якоря замедляется, КЭДС уменьшается, в результате чего якорь ток увеличивается. Это приводит к увеличению крутящего момента, что помогает переместить тяжелый груз. При снятии нагрузки якорь ускоряется, CEMF увеличивается, что ограничивает ток, а крутящий момент уменьшается.

Конвейер Пример ленты : Представьте, что конвейерная лента движется с заданной скоростью, затем в пояс входит тяжелая коробка. Этот тип двигателя будет поддерживать движение ремня. с постоянной скоростью независимо от того, сколько коробок движется по ленте.

Посмотреть видео ниже, показывающее действие параллельного двигателя постоянного тока !:

4.б.2) DC двигатель с последовательным заводом

Двигатель с серийной обмоткой — это двигатель постоянного тока с самовозбуждением. Обмотка возбуждения подключена внутри последовательно с обмоткой ротора. Таким образом обнажается обмотка возбуждения в статоре. до полного тока, создаваемого обмоткой ротора.

Этот тип двигателя похож на двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой, за исключением того, что обмотки возбуждения сделаны из более тяжелого провода, поэтому он может выдерживать более высокие токи.

Применение: Этот тип двигателя используется в промышленности в качестве пускового двигателя из-за большого крутящего момента.

Подробнее о двигателе с последовательным заводом:
, статья 1
Статья 2

4.b.3) Блины Двигатель постоянного тока (также известный как двигатель с печатным якорем)

Блин мотор — мотор без железа.Большинство двигателей имеют медную обмотку. железный сердечник.

Видео с демонстрацией примеры мотора-блинчика:

Преимущества:
Точное регулирование скорости, плоский профиль, не имеет зубцов, которые возникают утюгом в электромагните

Недостатки:
плоская форма не подходит для всех приложений

Имеет обмотку в форме плоского эпоксидного диска между двумя магнитами с сильным магнитным потоком.Это полностью без железа, что делает большую эффективность. Используется в сервоприводах, был первым спроектирован как моторы стеклоочистителя и видеоиндустрии, так как он был очень плоским в профиль и имел хороший контроль скорости. Компьютеры и видео / аудио запись всей использованной магнитной ленты, точный и быстрый контроль скорости был нужен, поэтому для этого был разработан мотор-блин. Сегодня это используется во множестве других приложений, включая робототехнику и сервосистемы.

4.b.4) Составной двигатель постоянного тока (накопительный и дифференциально-составной)

Это еще один самовозбуждающийся двигатель с последовательными и шунтирующими катушками возбуждения. Он имеет эффективное регулирование скорости и приличный пусковой крутящий момент.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

4.b.5) Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом

Этот тип двигателя хорошо работает на высоких оборотах и ​​может быть очень компактным.
Область применения: компрессоры, другое промышленное применение.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

4.б.6) Отдельно возбужденный (сепекс)

SepEx имеет обмотку возбуждения, которая питается отдельно от якоря с прямым текущий сигнал. Полевой магнит также имеет собственный источник постоянного тока. В результате вы увидите это Тип двигателя имеет четыре провода — 2 для возбуждения и 2 для якоря.

Этот электродвигатель представляет собой щеточный электродвигатель постоянного тока. который имеет более широкие кривые крутящего момента, чем двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

4.c) Бесщеточные двигатели постоянного тока:

4.c.1) Шаговый Мотор

Степпер мотор — тип бесщеточного мотора, который перемещает центральный вал один часть хода за раз.Это делается с помощью зубчатых электромагнитов. вокруг куска железа в форме централизованной шестерни. Есть много видов шаговых двигателей. Они используются в системах, которые перемещают объекты с высокой точностью. положение, как сканер , дисковод и промышленная лазерная резьба устройства .

Посмотреть видео шагового двигателя в действии ниже:

4.в.2) Без сердечника / Двигатели постоянного тока без железа

Медь намотанная или алюминиевый сердечник вращается вокруг магнита без использования железа. Этот делается путем придания цилиндрической формы.
Преимущество: легкий и быстрый запуск вращения (используется в компьютере жестких дисков)
Недостаток: легко перегревается, так как железо обычно действует как радиатор, для охлаждения необходим вентилятор.

Узнайте больше об этом типе двигателя здесь.

Источники:
Документы Джозефа Генри — Смитсоновский институт
Denver Electric Motor Company
Стив Нормандин
Википедия
Томас Давенпорт — доктор Фрэнк Уикс мл.
DIY Электромобиль


Связанные темы:

Modern Automotive Technology, 8-е издание стр. 505


Глава 30 Системы запуска двигателя 505
заставляет обмотку перемещаться в вертикальное положение.Коммутатор и щетки используются для поддержания вращения электродвигателя
. Коммутатор
служит скользящим электрическим соединением между обмоткой корпуса
и щетками. Он разделен на сегменты
, которые изолированы друг от друга. Щетки
скользят по коммутатору для передачи тока батареи
на вращающуюся обмотку.
Когда обмотка поворачивается от полюсных наконечников,
коммутатор меняет местами электрическое соединение
между щетками и обмоткой.Это изменяет
магнитное поле вокруг обмотки. Затем обмотка
протягивается и проходит через башмак другого полюса
. Постоянно меняющееся электрическое соединение
обеспечивает вращение двигателя. Установлено двухтактное действие
, когда обмотка перемещается внутри башмаков полюса
. См. Рисунок 30-3.
Повышение мощности двигателя
Несколько обмоток (петли провода) и коммутатор
с множеством сегментов используются для увеличения мощности и плавности хода двигателя
.Каждая обмотка соединена
со своим сегментом коммутатора. Это обеспечивает протекание тока
через каждую обмотку, когда щетки
контактируют с каждым сегментом. Во время вращения двигателя множество обмоток
вносят свой вклад в движение. Это обеспечивает постоянное и плавное вращающее усилие
. См. Рисунок 30-4.
Конструкция 12-вольтового пускового двигателя
Конструкция всех 12-вольтных пусковых двигателей
очень похожа. Однако есть небольшие вариации в дизайне.
Типичный пусковой двигатель показан на Рисунке 30-5. Обращайтесь к
на этот рисунок, когда вы изучаете основные части пускового двигателя
, описанные в следующих разделах.
Якорь
Пусковой двигатель должен обеспечивать очень высокий крутящий момент
(усилие поворота) и относительно высокую скорость. Следовательно, необходима система
для поддержки обмоток и увеличения силы
магнитного поля каждой обмотки. Якорь стартера
состоит из вала якоря, сердечника якоря
, коллектора и обмоток якоря.
Вал двигателя якоря поддерживает якорь
, когда он вращается внутри корпуса стартера. Коммутатор
установлен на одном конце вала якоря.
Сердечник якоря удерживает обмотки на месте. Сердечник якоря
изготовлен из железа для увеличения силы
магнитного поля, создаваемого обмотками.
Обмотки возбуждения
Обмотки возбуждения — это стационарные изолированные провода
, обернутые по кругу вокруг железных полюсных наконечников
, расположенных внутри корпуса пускового двигателя, Рисунок 30-6.
Когда ток течет через полевые обмотки,
магнитное поле между полюсными наконечниками становится
очень большим. Это может быть в 5–10 раз больше, чем у постоянного магнита
. Поскольку магнитное поле между башмаками полюса
действует против поля, создаваемого вооружением
, двигатель вращается с дополнительной мощностью и крутящим моментом.
Полевые магниты
В некоторых пусковых двигателях вместо обычных полевых обмоток используются специальные высокопрочные магниты
.Магниты
создают сильное магнитное поле, способное
вращать якорь с крутящим моментом, достаточным для проворачивания
двигателя. См. Рисунок 30-7. Пусковые двигатели, в которых используются полевые магниты
, называются стартерами с постоянными магнитами
.
S
N
Проволочная петля или якорь
Стационарный магнит

Стационарный магнит

Ток от батареи

Ток на батарею

Коммутатор
Щетка
Магнитное поле

S
N
Коммутатор
Сегменты статического магнита
Обмотка якоря
Стационарный магнит

Щетка
Магнитное поле

Рисунок 30-3.Простой электродвигатель состоит из обмотки (петля
провода), расположенной внутри стационарных полюсных наконечников. Магнитное поле
вокруг обмотки и магнитное поле между башмаками полюса
действуют друг на друга, заставляя обмотку вращаться.
Рисунок 30-4. Стартовому двигателю
не хватило бы мощности только с одной обмоткой. Вместо этого используется множество обмоток
для увеличения мощности и плавности хода. Обратите внимание, что каждая обмотка
подключена к отдельному сегменту коммутатора.

Шесть ключевых компонентов, из которых состоит ваш промышленный электродвигатель

Ваш промышленный электродвигатель имеет несколько важных компонентов, которые позволяют ему эффективно преобразовывать электрическую энергию в механическую. Каждый из них помогает управлять критическим взаимодействием между магнитным полем вашего двигателя и электрическим током в его проволочной обмотке, создавая силу в виде вращения вала. Именно механическая энергия, производимая этим вращением вала, помогает поддерживать бесперебойную работу вашего предприятия.

Эти шесть компонентов включают:

1) Ротор

Ротор — это движущаяся часть вашего электродвигателя. Он вращает вал, который передает указанную выше механическую мощность. В типичной конфигурации ротор имеет проложенные в нем проводники, по которым проходят токи, которые затем взаимодействуют с магнитным полем статора, создавая силы, которые вращают вал. При этом некоторые роторы несут постоянные магниты, и именно статор удерживает проводники.

2) Статор (и сердечник статора)

Статор — это неподвижная часть электромагнитной цепи вашего двигателя и обычно состоит из обмоток или постоянных магнитов. Сердечник статора состоит из множества тонких металлических листов, называемых пластинами. Ламинирование используется для уменьшения потерь энергии, которые могут возникнуть при использовании твердого сердечника.

3) Подшипники

Ротор вашего электродвигателя поддерживается подшипниками, которые позволяют ему вращаться вокруг своей оси. Эти подшипники, в свою очередь, поддерживаются корпусом двигателя.Вал двигателя проходит через подшипники за пределы двигателя, где действует нагрузка. Поскольку силы нагрузки действуют за пределы самого внешнего подшипника, нагрузка называется «выступающей».

4) Обмотки

Обмотки — это провода, уложенные в катушки, обычно намотанные вокруг многослойного магнитного сердечника из мягкого железа, чтобы образовывать магнитные полюса при возбуждении током. Электродвигатели бывают двух основных конфигураций полюсов магнитного поля: явнополюсной и невыраженной.В двигателе с явнополюсным двигателем магнитное поле полюса создается обмоткой, намотанной вокруг полюса под лицевой стороной полюса. В двигателе с невыпадающими полюсами обмотка распределена в пазах на лицевой стороне полюсов. Двигатель с экранированными полюсами имеет обмотку вокруг части полюса, которая задерживает фазу магнитного поля для этого полюса.

5) Воздушный зазор

Воздушный зазор — это расстояние между ротором и статором, хотя и не является физическим компонентом. Воздушный зазор вашего двигателя имеет важное значение и, как правило, должен быть как можно меньше, поскольку большой зазор оказывает сильное негативное влияние на производительность.Это основной источник низкого коэффициента мощности, с которым работают двигатели. Поскольку ток намагничивания увеличивается с увеличением воздушного зазора, ваш воздушный зазор должен быть минимальным. При этом очень маленькие зазоры могут создавать механические проблемы в дополнение к шуму и потерям.

6) Коммутатор

И, наконец, коммутатор — это механизм, используемый вашим двигателем для переключения входа большинства двигателей постоянного тока и некоторых двигателей переменного тока. Он состоит из сегментов контактных колец, изолированных друг от друга и от вала.Ток якоря вашего двигателя подается через неподвижные щетки, контактирующие с вращающимся коммутатором, что вызывает требуемое изменение направления тока и подает мощность на машину оптимальным образом по мере вращения ротора от полюса к полюсу. (Отсутствие такого реверсирования тока может привести к остановке двигателя.)

Что общего у всех этих компонентов?

Каждый из них может нуждаться в техническом обслуживании, ремонте или замене в любой момент. Вот тут и приходит на помощь Red Stick Armature Works.Мы обеспечиваем более 60 лет передового опыта в области обслуживания, хранения и продажи промышленных электродвигателей. Наши преданные своему делу и опытные специалисты доступны на месте 24-7-365, чтобы помочь вам поддерживать ваши двигатели — и ваши операции — в рабочем состоянии и работать без сбоев. Свяжитесь с нами или позвоните нам сегодня по телефону 800-895-0443, чтобы узнать больше.

Как проверить электрический якорь и сопутствующие детали

Двумя центральными компонентами электродвигателя являются якорь и проволочные обмотки, прикрепленные к внутренней части корпуса двигателя.Электрическая энергия передается к обмоткам якоря через две щетки, которые индуцируют магнитное поле, а электричество также проходит к проволочной обмотке, прикрепленной к корпусу. Два магнитных поля противостоят друг другу, подобно двум «северным» или двум «южным» полюсам на магнитах, отталкивающих друг друга. Противоположные магнитные поля заставляют якорь вращаться, и они заставляют двигатель работать.

Наденьте резиновые перчатки, если для работы арматуры и других частей используется электричество высокого напряжения, например, в вашем доме.В этом нет необходимости, если детали работают от низковольтного электричества от аккумуляторной батареи.

Используйте мультиметр для проверки якоря и других деталей. Мультиметр регистрирует электрическую энергию, чтобы вы могли узнать, доходит ли электричество до всех электрических частей.

Установите мультиметр на регистрацию напряжения. Напряжение — это сила электрической энергии, например, 110 вольт от вашей домашней электросети или 12 вольт от автомобильного аккумулятора.

Найдите два провода, которые подключаются к щеткам на двигателе.Щетки находятся на передней или задней части двигателя и касаются якоря, позволяя электричеству попадать на электрические части.

Включите двигатель, чтобы проверить, поступает ли электричество на якорь. Поместите металлический штырь на конце красного провода от мультиметра на красный провод, который соединяется с одной из щеток. Вам нужно найти оголенную часть провода, которая соединяется с щеткой. Поместите зубец на конце черного провода от мультиметра на оголенную часть черного провода, который соединяется с другой щеткой.Если у вас есть показания, значит, к щеткам попадает электричество. Если вы не получаете показания, значит, неисправен источник питания и якорь.

Поместите штыри на концах двух проводов мультиметра на коммутатор якоря; это металлическое кольцо вокруг оси якоря, где соединяются щетки. Если вы получили показания, электричество попадает на арматуру и другие части. Если вы не получаете показания, замените кисти.

Отключите электропитание двигателя.С помощью отвертки удалите винты, удерживающие верхнюю часть корпуса двигателя. Осторожно снимите верхний кожух, чтобы получить доступ к якорю и другим обмоткам.

Поместите один из выводов мультиметра на один конец обмотки якоря, а другой вывод — на другой конец обмотки на якоре. Неважно, какой контакт прикреплен к обмоткам якоря, и вам не нужно включать электричество. Мультиметр фиксирует очень низкое значение напряжения, если цепь обмотки провода замкнута.Если нет показаний, значит, обмотки якоря перегорели, поэтому их необходимо заменить.

Повторите процесс, поместив два штыря на противоположных концах обмоток, прикрепленных к верхней и нижней частям корпуса. Если вы получили показания, цепь замкнута. Если нет показаний, внешние обмотки перегорели и нуждаются в замене.

Проверить подшипники. Они устанавливаются на каждом конце двигателя, где находится якорь. Поднимите якорь из нижнего кожуха.Посмотрите на подшипники в верхней и нижней частях корпуса, чтобы увидеть, есть ли на них признаки износа. Пощупайте их пальцами. Если они гладкие, то с ними все в порядке. Если на них есть бороздки или ямки, их необходимо заменить.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.