Trong các thiết bị điện gia dụng sử dụng động cơ điện, người ta thường lắp đặt các máy điện có chuyển mạch cơ khí. Loại động cơ này gọi là động cơ cổ góp (sau đây gọi tắt là CM). Chúng tôi đề nghị bạn xem xét các loại khác nhau các thiết bị đó, nguyên lý hoạt động của chúng và tính năng thiết kế. Chúng tôi cũng sẽ nói về những ưu điểm và nhược điểm của từng loại và đưa ra ví dụ về phạm vi áp dụng.
Định nghĩa này có nghĩa là máy điện chuyển đổi điện năng thành cơ năng và ngược lại. Thiết kế của thiết bị giả định có ít nhất một cuộn dây được nối với bộ thu (xem Hình 1).
Hình 1. Cổ góp trên rôto động cơ (được đánh dấu màu đỏ)
Trong CD, phần tử cấu trúc này được sử dụng để chuyển mạch cuộn dây và làm cảm biến để xác định vị trí của phần ứng (rôto).
Các loại đĩa CD
Người ta thường phân loại các thiết bị này theo loại nguồn điện; tùy theo điều này, hai nhóm đĩa CD được phân biệt:
- Dòng điện một chiều. Những máy như vậy được đặc trưng bởi mô-men xoắn khởi động cao, điều khiển tốc độ mượt mà và thiết kế tương đối đơn giản.
- Phổ quát. Chúng có thể hoạt động từ cả nguồn năng lượng không đổi và thay đổi. Chúng được phân biệt bởi kích thước nhỏ gọn, chi phí thấp và dễ quản lý.
Những loại đầu tiên được chia thành hai loại phụ; tùy thuộc vào cấu trúc của cuộn cảm, nó có thể nằm trên nam châm vĩnh cửu hoặc cuộn dây kích thích đặc biệt. Chúng phục vụ để tạo ra từ thông cần thiết để tạo ra mô-men xoắn. Đĩa CD, nơi sử dụng cuộn dây kích thích, được phân biệt bằng các loại cuộn dây, chúng có thể là:
- độc lập;
- song song;
- nhất quán;
- Trộn.
Sau khi xử lý các loại, chúng ta hãy xem xét từng loại.
CD loại phổ thông
Hình dưới đây cho thấy vẻ bề ngoài máy điện thuộc loại này và các yếu tố cấu trúc chính của nó. Thiết kế này là điển hình cho hầu hết các đĩa CD.
Chỉ định:
- A là một cổ góp cơ học, nó còn được gọi là bộ thu, chức năng của nó đã được mô tả ở trên.
- B – giá đỡ chổi than, dùng để gắn chổi than (thường làm bằng than chì), qua đó điện áp được cung cấp cho cuộn dây phần ứng.
- C – Lõi Stator (gồm các tấm, vật liệu làm lõi là thép cách điện).
- D – Cuộn dây stato, bộ phận này thuộc hệ thống kích thích (cuộn cảm).
- E – Trục phần ứng.
Đối với các thiết bị loại này, kích thích có thể là nối tiếp hoặc song song, nhưng vì tùy chọn thứ hai hiện không được sản xuất nên chúng tôi sẽ không xem xét nó. Đối với các đĩa CD kích thích tuần tự đa năng thì sơ đồ điển hình của các máy điện như vậy được trình bày dưới đây.
Đĩa CD phổ thông có thể hoạt động từ điện xoay chiều do khi cực thay đổi thì dòng điện trong cuộn dây từ trường và phần ứng cũng thay đổi hướng. Kết quả là mô-men xoắn không thay đổi hướng của nó.
Các tính năng và phạm vi của đĩa CD phổ thông
Nhược điểm chính của thiết bị này xuất hiện khi nó được nối với nguồn điện áp xoay chiều, được thể hiện như sau:
- giảm hiệu quả;
- tia lửa điện tăng lên trong bộ phận thu gom chổi than và kết quả là nó bị mòn nhanh chóng.
Trước đây, đĩa CD được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện gia dụng (dụng cụ, máy giặt, máy hút bụi, v.v.). Hiện nay, các nhà sản xuất thực tế đã ngừng sử dụng loại động cơ này, chuyển sang sử dụng các loại máy điện không chổi than.
Bây giờ chúng ta hãy xem xét các máy điện thu hoạt động từ nguồn điện áp không đổi.
CD có cuộn cảm nam châm vĩnh cửu
Về mặt cấu trúc, những máy điện như vậy khác với những máy điện phổ thông ở chỗ nam châm vĩnh cửu được sử dụng thay cho cuộn dây kích thích.
Loại CD này phổ biến nhất so với các máy điện khác cùng loại. Điều này là do chi phí thấp do sự đơn giản của thiết kế, điều khiển đơn giản tốc độ quay (tùy thuộc vào điện áp) và thay đổi hướng của nó (chỉ cần thay đổi cực tính là đủ). Công suất động cơ phụ thuộc trực tiếp vào cường độ trường do nam châm vĩnh cửu tạo ra, điều này đưa ra một số hạn chế nhất định.
Lĩnh vực ứng dụng chính là truyền động công suất thấp cho nhiều thiết bị khác nhau, thường được sử dụng trong đồ chơi trẻ em.
Những lợi thế bao gồm những phẩm chất sau:
- mô-men xoắn cao ngay cả ở tốc độ thấp;
- quản lý năng động;
- giá thấp.
Nhược điểm chính:
- năng lượng thấp;
- nam châm mất đặc tính do quá nóng hoặc theo thời gian.
Để loại bỏ một trong những nhược điểm chính của các thiết bị này (lão hóa nam châm), các cuộn dây đặc biệt được sử dụng trong hệ thống kích thích;
Cuộn dây trường độc lập và song song
Cái đầu tiên nhận được tên này do các cuộn dây của cuộn cảm và phần ứng không được kết nối với nhau và được cấp nguồn riêng (xem A trong Hình 6).
Hình 6. Mạch CD có cuộn dây kích thích độc lập (A) và song song (B)
Điểm đặc biệt của kết nối này là nguồn điện U và U K phải khác nhau, nếu không sẽ xuất hiện một khoảnh khắc lực. Nếu không thể tổ chức các điều kiện như vậy thì cuộn dây phần ứng và cuộn cảm được mắc song song (xem B trong Hình 6). Cả hai loại CD đều có những đặc điểm giống nhau; chúng tôi thấy có thể kết hợp chúng trong một phần.
Mô-men xoắn của các máy điện như vậy cao ở tốc độ thấp và giảm khi tăng. Đặc điểm là dòng điện phần ứng và cuộn dây là độc lập và dòng điện tổng bằng tổng dòng điện đi qua các cuộn dây này. Kết quả là, khi dòng điện cuộn dây kích thích giảm xuống 0, CD có khả năng bị hỏng.
Phạm vi ứng dụng của các thiết bị đó là nhà máy điện với công suất từ 3 kW.
Các tính năng tích cực:
- vắng mặt nam châm vĩnh cửu loại bỏ vấn đề thất bại của họ theo thời gian;
Nhược điểm:
- giá thành cao hơn so với thiết bị nam châm vĩnh cửu;
- không được phép để dòng điện giảm xuống dưới giá trị ngưỡng trên cuộn dây kích thích, vì điều này sẽ dẫn đến đánh thủng.
Cuộn dây trường nối tiếp
Sơ đồ của một đĩa CD như vậy được thể hiện trong hình bên dưới.
Vì các cuộn dây mắc nối tiếp nên dòng điện trong chúng sẽ bằng nhau. Kết quả là khi dòng điện trong cuộn dây stato trở nên nhỏ hơn dòng định mức (điều này xảy ra khi tải ánh sáng), công suất từ thông giảm. Theo đó, khi tải tăng thì công suất từ thông cũng tăng tỷ lệ thuận, cho đến khi hệ thống từ bão hòa hoàn toàn thì sự phụ thuộc này bị phá vỡ. Nghĩa là, việc tăng thêm dòng điện trong cuộn dây phần ứng không dẫn đến tăng từ thông.
Đặc điểm nêu trên được thể hiện ở chỗ máy nén loại này không thể khởi động ở mức tải nhỏ hơn một phần tư so với tải danh định. Điều này có thể dẫn đến tốc độ quay của rôto máy điện tăng mạnh, tức là động cơ sẽ chuyển sang trạng thái chạy quá tốc độ. Theo đó, tính năng này đưa ra những hạn chế về phạm vi ứng dụng, ví dụ như trong cơ cấu truyền động dây đai. Điều này là do khi nó bị hỏng, máy điện bắt đầu hoạt động ở chế độ không tải.
Tính năng này không áp dụng cho các thiết bị có công suất nhỏ hơn 200 W; tải giảm xuống chế độ không tải có thể được chấp nhận đối với chúng.
Ưu điểm của điều khiển cuộn dây nối tiếp cũng giống như của mẫu trước, ngoại trừ tính đơn giản và điều khiển động. Về những nhược điểm, chúng bao gồm:
- chi phí cao so với các chất tương tự trên nam châm vĩnh cửu;
- mức mô-men xoắn thấp ở tốc độ cao;
- do stato và cuộn dây kích từ được mắc nối tiếp nên các vấn đề nảy sinh khi điều khiển tốc độ quay;
- hoạt động không tải dẫn đến hỏng CD.
Cuộn dây kích thích hỗn hợp
Như có thể thấy từ sơ đồ được trình bày trong hình bên dưới, một cuộn cảm dựa trên CD loại này có hai cuộn dây mắc nối tiếp và song song với cuộn dây rôto.
Theo quy luật, một trong các cuộn dây có lực từ hóa lớn hơn nên nó được coi là cuộn dây chính, còn cuộn dây thứ hai là cuộn dây bổ sung (phụ). Cho phép kết nối đối xứng và phối hợp các cuộn dây, tùy thuộc vào điều này, cường độ từ thông tương ứng với sự chênh lệch hoặc tổng lực từ của mỗi cuộn dây.
Khi mắc ngược lại, đặc tính của CD trở nên gần giống với các chỉ số tương ứng của máy điện kích thích nối tiếp hoặc song song (tùy thuộc vào cuộn dây nào là cuộn dây chính). Nghĩa là, việc đưa vào như vậy có liên quan nếu cần đạt được kết quả ở dạng tốc độ không đổi hoặc tăng tốc độ khi tăng tải.
Việc đưa vào phối hợp dẫn đến đặc tính của DC sẽ tương ứng với giá trị trung bình của các chỉ số của máy điện có cuộn dây kích thích song song và nối tiếp.
Hạn chế duy nhất của thiết kế này là giá thành cao nhất so với các loại CD khác. Giá cả hợp lý do những phẩm chất tích cực sau:
- nam châm không trở nên lỗi thời khi không có chúng;
- xác suất thất bại thấp trong điều kiện vận hành bất thường;
- mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp;
- điều khiển đơn giản và năng động.
Cần phải kết nối một động cơ chuyển mạch vạn năng. Thoạt nhìn không có vấn đề gì. Động cơ đang hoạt động, trước đó đã đứng trong thiết bị tương ứng và thực hiện chức năng dự định, tức là nó đã được kết nối. Nhưng thực tế là tôi đã quyết định sử dụng nó trên một thiết bị có chức năng hoàn toàn khác. Các điều kiện, khả năng vận hành và yêu cầu đối với hoạt động và tuổi thọ sử dụng của nó đã thay đổi. Rốt cuộc, cơ chế mà động cơ điện được cho là sẽ được sử dụng lại sẽ phải được lắp ráp riêng cho nó. Phải làm gì với dây nịt hiện có? Liệu có thể thực hiện được không, và quan trọng nhất là có cần thiết phải thay đổi điều gì đó không? Trong trường hợp cụ thể này, nó là một động cơ điện từ dao cạo điện.
Hệ thống dây điện hiện tại bao gồm các tụ điện và cuộn cảm được thiết kế để thực hiện các chức năng riêng của bộ lọc triệt tiêu nhiễu.
Chúng không ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của động cơ. Được biết, động cơ cổ góp vạn năng hoạt động tốt như nhau trên cả dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều. Theo đó, không cần phải đắn đo thêm, với điện trở hiện có của các phần cuộn dây stato (hơn 800 Ohms) cộng với điện trở phần ứng (360 Ohms), việc kết nối có thể được thực hiện theo sơ đồ sau:
Đã được thử nghiệm thành công.
Tuy nhiên, DC tốt hơn một chút. Trước hết Hiệu suất động cơ với dòng điện xoay chiều thì ít hơn, thứ hai là tuổi thọ của chổi than, cổ góp và toàn bộ máy sẽ ngắn hơn. Sơ đồ kết nối sẽ như thế này.
Phiên bản này của chương trình cũng đã được thử nghiệm.
Sự phát ra tia lửa của chổi cổ góp đã trở nên ít hơn đáng kể. Tôi hoàn toàn quyết định dừng lại ở đó, nhưng sau đó họ khuyên rằng khi cấp nguồn cho động cơ điện này bằng dòng điện một chiều, nên lắp thêm một tụ điện sau cầu diode.
Điện dung của tụ điện ban đầu được tính toán bằng công thức có vẻ phù hợp với trường hợp này. Khi cắm tụ điện có công suất tính toán là 200 mkf, động cơ gầm lên như một chiếc máy khoan điện nhỏ khiến công suất phải giảm xuống. Tôi không thấy có ích gì khi “chia sẻ” một công thức tính toán mà bản thân nó chưa chứng minh được.
Tôi đã quyết định sử dụng tụ điện 33mkf x 250V và cầu điốt làm bằng điốt 1N4007 (vì nó nhỏ gọn hơn). Tôi hài lòng với hiệu suất của động cơ điện.
Video hoạt động của động cơ điện
Không có gì bất thường, nhưng thực sự tốt hơn là nhìn thấy hơn là nghe (trong trường hợp này là đọc) nó “vo ve” ở đó như thế nào, nó “tỏa sáng” ở đó như thế nào. Chúc bạn thử nghiệm thành công, Babay.
TRONG hộ gia đình Rất hiếm khi thấy một động cơ chạy bằng dòng điện một chiều. Nhưng chúng luôn được lắp đặt trong đồ chơi trẻ em bay, lái xe, đi bộ, v.v. Chúng luôn được tìm thấy trong ô tô: trong nhiều bộ truyền động và quạt khác nhau. Chúng cũng thường được sử dụng nhiều nhất trong xe điện.
Nói cách khác, động cơ được sử dụng dòng điện một chiều trong đó cần có phạm vi kiểm soát tốc độ khá rộng và độ chính xác trong việc duy trì nó.
Năng lượng điện trong động cơ được chuyển thành năng lượng cơ học, làm cho nó quay và một phần năng lượng này được dùng để làm nóng dây dẫn. Thiết kế của động cơ điện một chiều bao gồm một phần ứng và một cuộn cảm ngăn cách các khe hở không khí. Một cuộn cảm, bao gồm các cực phụ, cực chính và một khung, được thiết kế để tạo ra từ trường. Phần ứng được lắp ráp từ các tấm riêng biệt, cuộn dây làm việc và bộ thu, nhờ đó dòng điện một chiều được cung cấp cho cuộn dây làm việc, tạo thành một hệ thống từ tính. Bộ thu là một xi lanh gắn trên trục động cơ, được lắp ráp từ các tấm đồng cách ly với nhau. Các đầu của cuộn dây phần ứng được hàn vào phần nhô ra của nó. Dòng điện được loại bỏ khỏi cổ góp bằng cách sử dụng các chổi than cố định ở một vị trí nhất định trong giá đỡ chổi than, đảm bảo áp suất cần thiết lên bề mặt của cổ góp. Chổi than được kết nối với vỏ động cơ bằng một đường truyền ngang.
Trong quá trình vận hành, chổi than trượt dọc theo bề mặt của cổ góp quay, di chuyển từ tấm này sang tấm khác. Đồng thời, trong các đoạn song song của cuộn dây phần ứng, dòng điện thay đổi xảy ra (khi chổi than làm chập mạch vòng quay). Quá trình này được gọi là chuyển đổi.
Dưới tác dụng của từ trường, sức điện động tự cảm xuất hiện trong phần kín của cuộn dây. gây ra sự xuất hiện dòng điện bổ sung, phân phối dòng điện không đều trên bề mặt chổi than, dẫn đến phát ra tia lửa điện.
Tần số quay- một trong những đặc điểm quan trọng nhất của nó. Nó có thể được điều chỉnh theo ba cách: bằng cách thay đổi dòng kích thích, bằng cách thay đổi lượng điện áp cung cấp cho động cơ, bằng cách thay đổi điện trở trong mạch phần ứng.
Hai phương pháp đầu tiên phổ biến hơn nhiều so với phương pháp thứ ba do tính chất không kinh tế của nó. Dòng kích thích được điều chỉnh bằng bất kỳ thiết bị nào có thể thay đổi điện trở hoạt động (ví dụ: biến trở). Việc điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp cần có nguồn điện một chiều: bộ chuyển đổi hoặc máy phát điện. Quy định như vậy được sử dụng trong tất cả các bộ truyền động điện công nghiệp.
Phanh động cơ điện DC
Ngoài ra còn có ba tùy chọn để phanh truyền động điện với DPT: phanh ngược, năng động và tái tạo. Trường hợp đầu tiên xảy ra do sự thay đổi cực tính của dòng điện trong cuộn dây phần ứng và điện áp. Trường hợp thứ hai xảy ra do đoản mạch (thông qua điện trở) của cuộn dây phần ứng. Động cơ điệnĐồng thời, nó hoạt động như một máy phát điện, chuyển đổi năng lượng cơ học được lưu trữ thành năng lượng điện, năng lượng này được giải phóng dưới dạng nhiệt. Việc phanh này đi kèm với việc dừng động cơ ngay lập tức.
Điều sau xảy ra nếu động cơ điện kết nối với mạng quay với tốc độ cao hơn tốc độ di chuyển nhàn rỗi. EMF của cuộn dây động cơ trong trường hợp này vượt quá giá trị điện áp I trong mạng, dẫn đến sự thay đổi theo hướng ngược lại của dòng điện trong cuộn dây động cơ, tức là. động cơ cung cấp năng lượng cho mạng, chuyển sang chế độ máy phát điện. Đồng thời, một mô men phanh xuất hiện trên trục.
Ưu điểm của động cơ DC
So sánh chúng với động cơ không đồng bộ, cần lưu ý chất lượng khởi động tuyệt vời, tốc độ quay cao (lên đến 3000 vòng / phút), cũng như khả năng điều chỉnh tốt. Bạn có thể đề cập đến những thiếu sót? Độ phức tạp của thiết kế, độ tin cậy thấp, chi phí và chi phí sửa chữa và bảo trì cao.
Nguyên lý hoạt động của DPT
DPT, giống như bất kỳ động cơ hiện đại nào, hoạt động trên cơ sở “Quy tắc bàn tay trái”, mà mọi người đều quen thuộc ở trường học và định luật Faraday. Khi dòng điện được nối với cuộn dây phía dưới của phần ứng theo một hướng và với cuộn dây phía trên theo hướng khác, phần ứng bắt đầu quay và các dây dẫn đặt trong các rãnh của nó bị đẩy ra ngoài bởi từ trường của stato hoặc các cuộn dây. của vỏ động cơ DC. Phần dưới được đẩy sang phải và phần trên được đẩy sang trái. Kết quả là mỏ neo quay cho đến khi các bộ phận của nó thay đổi vị trí. Để đạt được tốc độ quay liên tục, cần thường xuyên đảo cực của cuộn dây phần ứng. Đây chính xác là những gì người thu gom thực hiện, di chuyển khi cuộn dây phần ứng quay. Điện áp được cung cấp cho cổ góp từ nguồn thông qua một cặp chổi than chì.
Sơ đồ của DPT
Động cơ Dòng điện xoay chiều Thật dễ dàng để kết nối, không giống như DPT. Thông thường, những động cơ như vậy có tốc độ cao và công suất trung bình Có các thiết bị đầu cuối riêng biệt trong hộp thiết bị đầu cuối (từ cuộn dây và phần ứng). Phần ứng thường được cung cấp điện áp đầy đủ và cuộn dây được cung cấp dòng điện, có thể được điều chỉnh bằng biến trở hoặc điện áp xoay chiều. Tốc độ của động cơ xoay chiều phụ thuộc trực tiếp vào lượng dòng điện có trong cuộn dây kích từ.
Tùy thuộc vào sơ đồ kết nối động cơ DC nào được sử dụng, động cơ điện có thể là DC, được chia thành tự kích thích và có kích thích độc lập(từ nguồn riêng).
Sơ đồ nối động cơ kích thích song song
Nó tương tự như cái trước, nhưng không có nguồn điện riêng.
Khi bạn cần một cái lớn bắt đầu từ hiện tại, động cơ có kích thích tuần tự được sử dụng: trong giao thông điện đô thị (xe đẩy, xe điện, đầu máy điện).
Dòng điện của cả hai cuộn dây trong trường hợp này là như nhau. Nhược điểm - cần phải có tải trọng không đổi lên trục, vì khi giảm 25%, tốc độ quay tăng mạnh và xảy ra hỏng hóc động cơ.
Ngoài ra còn có những động cơ cực kỳ hiếm khi được sử dụng - với kích thích hỗn hợp. Sơ đồ của họ được trình bày dưới đây.
Động cơ chuyển mạch DC
Khái niệm “hưng phấn” đề cập đến sự sáng tạo trong máy điện từ trường cần thiết để động cơ hoạt động. Có một số phương án kích thích:
- Với kích thích độc lập (cuộn dây được cấp nguồn từ nguồn bên ngoài).
- Động cơ điện một chiều kích thích song song (nguồn điện của cuộn dây kích từ và phần ứng được mắc song song) - shunt.
- VỚI kích thích tuần tự(cả hai cuộn dây được mắc nối tiếp) – nối tiếp.
- Với sự kích thích hỗn hợp - hợp chất.
Động cơ không chổi than
Tuy nhiên, không thể sử dụng động cơ có chổi than nhanh chóng bị hao mòn và gây ra tia lửa điện khi cần thiết. độ tin cậy cao, do đó, trong số các loại xe điện (xe đạp điện, xe máy, xe máy và xe điện) ứng dụng lớn nhất tìm thấy động cơ điện không chổi than. Họ khác nhau hiệu quả cao, giá thành thấp, công suất riêng tốt, lâu dài dịch vụ, kích thước nhỏ, hoạt động im lặng.
Hoạt động của động cơ này dựa trên sự tương tác giữa từ trường của nam châm điện và từ trường không đổi. Khi thời đại đang ở thế kỷ 21 và có rất nhiều dây dẫn mạnh mẽ và rẻ tiền xung quanh, việc thay thế bộ biến tần cơ học bằng bộ biến tần kỹ thuật số là điều hợp lý, thêm một cảm biến vị trí rôto, để quyết định điện áp nên được áp dụng vào thời điểm nào. cuộn dây cụ thể và có được một động cơ điện DC không chổi than. Cảm biến Hall thường được sử dụng làm cảm biến.
Vì động cơ này không có chổi than nên không cần bảo trì thường xuyên. Động cơ DC được điều khiển bằng bộ điều khiển, cho phép bạn thay đổi tốc độ của trục động cơ và ổn định tốc độ ở một mức nhất định (bất kể tải trọng hiện có trên trục).
Đơn vị điều khiển bao gồm một số nút:
- Hệ thống điều khiển pha xung SIFU.
- Bộ điều chỉnh
- Sự bảo vệ.
Mua động cơ điện ở đâu
Nhiều công ty nổi tiếng thế giới ngày nay sản xuất động cơ điện 220 V DC. Bạn có thể mua nó ở các cửa hàng trực tuyến, những người quản lý sẽ cung cấp thông tin trực tuyến toàn diện về mẫu máy đã chọn. Sự lựa chọn lớn mô hình của động cơ như vậy trên trang web http://ru.aliexpress.com/w/wholesale-brushless-dc-motor.html, trong danh mục mà bạn có thể làm quen với giá thành của các mẫu xe, mô tả của chúng, v.v. Ngay cả khi động cơ bạn quan tâm không có trong danh mục, bạn vẫn có thể đặt hàng giao hàng.
Động cơ chổi than AC được sử dụng rộng rãi làm bộ nguồn thiết bị gia dụng, dụng cụ điện cầm tay, thiết bị điện ô tô, hệ thống tự động hóa. Sơ đồ kết nối của động cơ điện xoay chiều cổ góp cũng như cấu trúc của nó giống với sơ đồ và cấu trúc của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.
Phạm vi ứng dụng của các động cơ này là do tính nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, dễ điều khiển và giá thành tương đối thấp. Phổ biến nhất trong phân khúc sản xuất này là động cơ điện công suất thấp với Tân sô cao Vòng xoay.
- Sơ đồ kết nối đơn giản
- Điều khiển động cơ
- Ưu điểm và nhược điểm
- Lỗi điển hình
Đặc điểm thiết kế và nguyên lý hoạt động
Trên thực tế, động cơ cổ góp AC là một thiết bị khá đặc biệt có tất cả các ưu điểm của máy DC và do đó có các đặc tính tương tự. Sự khác biệt giữa các động cơ này là vỏ stato của động cơ AC được làm từ các tấm thép điện riêng biệt để giảm tổn thất do dòng điện xoáy. Các cuộn dây kích từ của máy điện xoay chiều được mắc nối tiếp để tối ưu hóa hoạt động mạng gia đình 220v.
Có thể là một pha hoặc ba pha; Do khả năng hoạt động bằng dòng điện một chiều và xoay chiều nên chúng còn được gọi là phổ thông. Ngoài stato và rôto, thiết kế còn bao gồm cơ cấu cổ góp chổi than và máy phát điện tốc độ. Sự quay của rôto trong động cơ cổ góp xảy ra do sự tương tác của dòng điện phần ứng và từ thông của cuộn dây kích từ. Thông qua chổi than, dòng điện được cung cấp cho một cổ góp được lắp ráp từ các tấm hình thang và là một trong những bộ phận rôto được nối nối tiếp với cuộn dây stato.
Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của động cơ cổ góp xoay chiều có thể được chứng minh rõ ràng bằng thí nghiệm đã biết ở trường với sự quay của một khung đặt giữa các cực của từ trường. Nếu dòng điện chạy qua khung, nó bắt đầu quay dưới tác dụng của lực động. Hướng chuyển động của khung không thay đổi khi hướng chuyển động của dòng điện trong khung thay đổi.
Việc kết nối các cuộn dây kích từ nối tiếp sẽ tạo ra mô-men xoắn cực đại lớn, nhưng xuất hiện tốc độ không tải cao, điều này có thể dẫn đến hỏng cơ cấu sớm.
Sơ đồ kết nối đơn giản
Sơ đồ kết nối điển hình cho động cơ xoay chiều cổ góp có thể bao gồm tối đa mười tiếp điểm dẫn ra trên dải đầu cuối. Dòng điện từ pha L chạy đến một trong các chổi than, sau đó được truyền đến cổ góp và cuộn dây phần ứng, sau đó chổi than và jumper thứ hai đi đến cuộn dây stato và đi ra trung tính N. Phương pháp kết nối này không cung cấp khả năng đảo chiều động cơ do thực tế là việc nối nối tiếp các cuộn dây dẫn đến sự thay thế đồng thời các cực của từ trường và kết quả là mômen luôn có một hướng.
Hướng quay trong trường hợp này chỉ có thể được thay đổi bằng cách hoán đổi vị trí của các đầu ra cuộn dây trên dải tiếp điểm. Động cơ chỉ được bật “trực tiếp” khi dây dẫn stato và rôto được kết nối (thông qua cơ cấu cổ góp chổi than). Đầu ra của một nửa cuộn dây được sử dụng để bật tốc độ thứ hai. Cần nhớ rằng với kết nối này, động cơ hoạt động ở tốc độ toàn bộ sức mạnh kể từ thời điểm bật nên nó có thể hoạt động không quá 15 giây.
Điều khiển động cơ
Trong thực tế, động cơ có những cách khácđiều tiết công việc. Động cơ cổ góp có thể được điều khiển bằng mạch điện tử, trong đó triac đóng vai trò là bộ phận điều chỉnh, “truyền” một điện áp nhất định tới động cơ. Triac hoạt động giống như một công tắc tác động nhanh, cổng của nó nhận các xung điều khiển và mở nó vào một thời điểm nhất định.
Trong các mạch sử dụng triac, nguyên lý hoạt động dựa trên điều khiển pha toàn sóng được áp dụng, trong đó lượng điện áp cung cấp cho động cơ được gắn với các xung đến điện cực điều khiển. Tần số quay của phần ứng tỷ lệ thuận với điện áp đặt vào cuộn dây. Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển động cơ cổ góp được mô tả đơn giản bằng các điểm sau:
- mạch điện tử gửi tín hiệu về cổng triac;
- cửa trập mở ra, dòng điện chạy qua cuộn dây stato, truyền chuyển động quay cho phần ứng động cơ M;
- máy phát điện tốc độ chuyển đổi các giá trị tốc độ quay tức thời thành tín hiệu điện, dẫn đến sự hình thành Nhận xét với các xung điều khiển;
- kết quả là rôto quay đều dưới mọi tải trọng;
- Việc đảo chiều động cơ điện được thực hiện bằng rơle R1 và R
Ngoài triac còn có mạch điều khiển thyristor xung pha.
Ưu điểm và nhược điểm
Những ưu điểm không thể phủ nhận của những chiếc máy như vậy bao gồm:
- kích thước nhỏ gọn;
- tăng mô-men xoắn khởi động; “linh hoạt” - làm việc trên điện áp xoay chiều và điện áp một chiều;
- tốc độ và sự độc lập với tần số mạng;
- điều chỉnh mềm mại tốc độ trên phạm vi rộng bằng cách thay đổi điện áp cung cấp.
- giảm độ bền của cơ chế;
- phát ra tia lửa điện giữa cổ góp và chổi than;
- tăng độ ồn;
- một số lượng lớn các yếu tố thu thập.
Lỗi điển hình
Cơ cấu cổ góp chổi than đòi hỏi sự chú ý lớn nhất, trong đó quan sát thấy tia lửa điện ngay cả khi động cơ mới đang chạy. Nên thay chổi than bị mòn để ngăn ngừa các vấn đề nghiêm trọng hơn: các phiến chuyển mạch quá nóng, biến dạng và bong tróc. Ngoài ra, có thể xảy ra hiện tượng đoản mạch xen kẽ của cuộn dây phần ứng hoặc cuộn dây stato, dẫn đến sự sụt giảm đáng kể từ trường hoặc phát ra tia lửa điện mạnh ở điểm nối cổ góp-chổi than.
Có thể tránh được sự cố sớm của động cơ cổ góp đa năng bằng cách hoạt động có thẩm quyền thiết bị và tính chuyên nghiệp của nhà sản xuất trong quá trình lắp ráp sản phẩm.