Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как поменять направление вращения коллекторного двигателя


Как поменять вращение на коллекторном двигателе

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

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

Принцип работ и конструктивные особенности

Устройство это достаточно специфичное, обладающее в силу схожести с машинами постоянного тока, похожими характеристиками и присущими им достоинствами.

Отличие от двигателей постоянного тока состоит в материале корпуса статора, изготовленном из листов электротехнической стали, благодаря чему удается добиться снижения потерь на вихревые токи.

Чтобы двигатель мог работать от обычной сети, т.е. 220 в, обмотки возбуждения соединяются последовательно.

Эти двигатели, называемые универсальными благодаря тому, что работают они от переменного и постоянного тока, бывают одно- и трехфазными.

Видео: Универсальный коллекторный двигатель

Из чего состоит конструкция?

Устройство электродвигателя переменного тока включает помимо ротора и статора:

  • тахогенератор;
  • щеточно-коллекторный механизм.

Ток якоря взаимодействует с магнитным потоком обмотки возбуждения, вызывая в коллекторном механизме вращение ротора. Ток подается через щетки на коллектор, являющийся узлом ротора и соединенным с обмоткой статора последовательно. Он собран из пластин, имеющих в сечении форму трапеции.

Продемонстрировать принцип работы такого двигателя можно с помощью хорошо известного со школьной программы опыта с вращающейся рамкой, которую поместили между разноименными полюсами магнитного поля. Она вращается под воздействием динамических сил, когда по ней протекает ток. При изменении направления тока, рамка не меняет направления вращения.

Примести к выходу из строя механизма могут высокие обороты холостого хода, вызванные максимальным моментом при последовательном подсоединении обмоток возбуждения.

Схема подключения (упрощенная)

Типовая схема подключения предусматривает вывод на контактную планку до десяти контактов. Протекающий по одной из щеток ток L поступает на коллектор и якорь, затем переходит на обмотки статора через вторую щетку и перемычку, выходя на нейтраль N.

Реверса мотора подобный способ подключения не предусматривает, поскольку подсоединение обмоток параллельное приводит к одновременной смене полюсов магнитных полей. В итоге, направление момента всегда одинаково.

Рекомендуем:

Изменить направление вращения возможно, если поменять на контактной планке местами выхода обмоток. Напрямую двигатель включают, когда вывода ротора и статора подсоединены щеточно-коллекторный механизм. Для включения второй скорости используются выводы половины обмотки. Нельзя забывать, что с момента такого подключения мотор работает на максимальную мощность, поэтому время его эксплуатации не может превышать 15 секунд.

Видео: Подключение и регулировка оборотов двигателя от стиральной машины

Управление двигателем

На практике применяют различные способы регулирования работы двигателя. Это может быть электронная схема, где регулирующим элементом выступает симистор, который на мотор «пропускает» заданное напряжение. Работает он как мгновенно срабатывающий ключ, открываясь, когда на его затвор поступает управляющий импульс.

В основе принципа действия, реализованного в схемах с симистором, лежит двухполупериодное фазовое регулирование, где к импульсам, которые поступают на электрод, привязано напряжение, подаваемое на двигатель. При этом, частота, с которой вращается якорь, прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на обмотки.

Упрощенно этот принцип можно описать такими пунктами:

  • на затвор симистора подается сигнал от электронной схемы;
  • затвор открывается, ток течет по обмоткам статора, вызывая вращение якоря мотора М;
  • мгновенные величины частоты вращения преобразуются тахогенератором в электрические сигналы, формируя с импульсами управления обратную связь;
  • как следствие, вращение ротора при любых нагрузках, остается равномерным;
  • с помощью реле R и R1 осуществляется реверс мотора.

Другая схема – тиристорана фазоимпульсная.

Преимущества машин и недостатки

К достоинствам относят:

  • небольшие размеры;
  • универсальность, т.е. работу на напряжении постоянном и переменном;
  • большой пусковой момент;
  • независимость от сетевой частоты;
  • быстроту;
  • мягкую регулировку оборотом в широком диапазоне при варьировании напряжением питания.

Недостатки связаны и использованием щеточно-коллекторного перехода, влекущего:

  • уменьшение срока службы механизма;
  • возникновение между щетками и коллектором искры;
  • высокий уровень шума;
  • большое число коллекторных элементов.

Основные неисправности

Искрение, возникающее между щетками и коллектором – самый главный вопрос, требующий внимания. Чтобы избежать неисправностей более серьезных, таких как их отслаивание и деформация или перегрев ламелей, сработавшуюся щетку необходимо заменить.

Помимо этого, возможно замыкание между обмотками якоря и статора, вызывающее сильное искрение на переходе коллектор-щетка или значительное падение магнитного поля.

Чтобы продлить срок службы двигателя, необходимо соблюдение двух условий – профессиональный изготовитель и грамотный пользователь, т.е. строгое соблюдение режима работы.

Видео: Коллекторный электрический двигатель

Мы вновь возвращаемся в мир занимательного — как электротехника, так как считаю, что эти знания нам просто всем необходимы в нашей повседневной жизни.

Подключение однофазного коллекторного двигателя — переменного тока

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

Кто разбирал из нас бытовые потребители электроэнергии как:

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

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

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

б) емкостной сдвиг фаз с пусковым конденсатором;

в) емкостной сдвиг фаз с пусковым и рабочим конденсатором;

г) емкостной сдвиг фаз с рабочим конденсатором.

В схемах указаны следующие обозначения:

Перед подключением коллекторного однофазного двигателя, необходимо определить:

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

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

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

Управление коллекторным двигателем — без реостата

Для управления коллекторным двигателем — без реостата, вполне подойдет пакетный переключатель, с помощью которого осуществляется переключение контактной группы — в переключателе рис.4.

В этом примере, в зависимости от переключения позиции, будет изменяться направление вращения ротора электродвигателя, работа осуществляется с постоянной скоростью и оборотами двигателя, изменяется только полярность обмоток статора.

переключатель кулачковый пакетный

Для управления скоростью вращения ротора электродвигателя, можно воспользоваться симисторным регулятором скорости вращения. Данное электроустановочное изделие как и все остальные, подбирается с учетом номинальных значений по силе тока и напряжению, — учитывается подключаемая нагрузка мощность потребителя электрической энергии.

Мощность потребителя, как наглядно видно из формулы рис.5, это произведение силы тока и напряжения. Для чего вообще необходимо проводить преварительные вычисления? Нагрузка, как известно нам, подключается через автомат защитного отключения. Чтобы установить и подключить автомат защитного отключения, принимается во внимание расчет по силе тока нагрузки рис.6.

симисторный регулятор скорости вращения электродвигателя

В кратце, чтобы представить — что из себя представляет симисторный регулятор, опять-же нужно вспомнить основы электроники . Симистор, состоящий в схеме управления, выполняет функцию регулирующего элемента — для питания электродвигателя рис.7.

На рисунке показаны выводы симистра:

При поступлении импульса на вход G — симистор открывается рис.8, то-есть, выполняет роль электронного ключа — для питания электродвигателя.

На фотоснимке показано изображение электронного модуля управления. Электронный модуль управления встречается в стиральных машинах-автомат, работающих в заданом, автоматическом режиме.

электронный модуль управления стиральной машины индезит

Подключение коллекторного двигателя — через реостат

В этом схематическом изображении рис.9 показано подключение нагрузки к выводным клеммам генератора через реостат. Нагрузкой здесь является электрическая лампа накаливания. Реостат в электрической схеме состоит в последовательном соединении, нагрузка лампочка соединена в схеме параллельно. Таким-же образом, вместо данной нагрузки можно подключить коллекторный двигатель , работающий от источников электрической энергии, таких как:

либо от внешнего источника энергии, то-есть, от электрической сети. При подключении коллекторного двигателя нужно принимать во внимание электрическую схему обмоток статора, тип двигателя, как допустим для следующей схемы рис.10.

Электрическая схема представляет из себя схему универсального коллекторного двигателя , где двигатель может работать как от переменного так и от постоянного тока.

В свое время мною было изготовлено определенное количество электрических наждаков, электрические двигатели монтировались на платформу с последующим подключением, на вал ротора закреплялась насадка для установки наждачного круга, поэтому, в своей практике приходилось подключать различные типы электродвигателей.Как поменять вращение на коллекторном двигателе

Как изменить направление вращения двигателя постоянного тока?

Существует два типа двигателей постоянного тока - щеточный двигатель постоянного тока и бесщеточный двигатель постоянного тока. Направление вращения этих двигателей контролируется разными методами.

Матовый двигатель постоянного тока

Небольшие двигатели постоянного тока (с напряжением 12 В или ниже 12 В) состоят из постоянного магнита, то есть содержат постоянное магнитное поле. Если мы хотим изменить направление вала, мы меняем только полярность. Потому что он содержит только обмотку якоря.

Другой метод заключается в использовании H-моста для управления направлением двигателя постоянного тока. Это специальная схема, которая позволяет вращать двигатель в обоих направлениях. С четырех клемм H-моста вы можете управлять направлением двигателя постоянного тока. Метод кратко объяснен в этой статье.

Изменение направления вращения двигателя постоянного тока

Высоковольтные двигатели постоянного тока (которые имеют 220 В или более 220 В), состоящие из временного магнита, то есть поля и якоря, имеют отдельную обмотку. Поэтому, если мы изменим полярность питания, общая схема изменится.Благодаря этому двигатель будет вращаться в нормальном направлении.

Если мы хотим изменить направление вала, нам нужно изменить подачу поля или арматуры. Позаботьтесь, чтобы вы меняли либо поле, либо провода якоря. Если оба изменяются одновременно, направление остается прежним. Обратитесь к рисунку выше.

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Для трехфазного бесщеточного двигателя постоянного тока - вам нужно изменить порядок коммутации, это немного сложнее, потому что как это сделать, зависит от того, какой тип датчика положения используется.

Для бесщеточных моторов типа «хобби», таких как те, которые вы найдете в радиоуправляемом автомобиле или квадрокоптере, и для других моторов, которые используют бездатчиковое управление для определения положения, вы можете просто поменять любые два фазовых соединения. Вы также можете перепрограммировать контроллер драйвера двигателя (если такие средства существуют).

Для устройств, которые используют датчики Холла или другие датчики положения низкого разрешения, вам также необходимо переключить однофазное соединение и соответствующий датчик Холла. Кроме того, вы можете перепрограммировать контроллер драйвера двигателя.

Для двигателей, которые используют датчики абсолютного положения, такие как колеса энкодера, вы можете сделать это только путем перепрограммирования контроллера привода двигателя.

Для 3-фазных бесщеточных двигателей постоянного тока, если они пытаются переключиться в неправильном порядке, вы можете повредить двигатель или драйвер двигателя.

Использование микроконтроллера

Есть много вещей, которые вы можете сделать с вашим двигателем постоянного тока при взаимодействии с микроконтроллером. Например, вы можете контролировать скорость двигателя, вы можете контролировать направление вращения, вы также можете кодировать вращение двигателя постоянного тока i.е. отслеживание количества оборотов ваших двигателей и т. д. Таким образом, вы можете видеть, что двигатели постоянного тока не меньше, чем шаговые.

Обычно H-мост предпочитает способ сопряжения двигателя постоянного тока. В настоящее время многие производители микросхем имеют на рынке драйверы двигателей H-bridge, например, L293D - наиболее часто используемая ИС драйверов H-Bridge.

Название «H-Bridge» происходит от фактической формы цепи переключения, которая управляет движением двигателя. Он также известен как «Полный мост».В основном, в H-мосте есть четыре переключающих элемента, как показано на рисунке ниже.

Как вы можете видеть на рисунке выше, есть четыре переключающих элемента, которые называются «Верхняя сторона слева», «Верхняя сторона справа», «Низкая сторона справа», «Низкая сторона слева». Когда эти переключатели включены попарно, двигатель соответствующим образом меняет свое направление. Например, если мы переключаемся на левую и правую верхнюю сторону, то двигатель вращается в прямом направлении, так как ток течет от источника питания через катушку двигателя и падает на землю через нижнюю сторону переключателя вправо.Это показано на рисунке ниже.

Высокий левый Высокий правый Низкий левый Низкий правый Описание
Вкл. Выкл. Выкл. Вкл. Двигатель работает по часовой стрелке
Выкл. Вкл. Вкл. Выкл. Двигатель работает против часовой стрелки
Вкл. Вкл. Выкл. Выкл. Отключение или замедление двигателя
Выкл. Выкл. В Вкл. Остановка двигателя или замедляет

H-мост может быть выполнен с помощью транзисторов, а также полевых МОП-транзисторов, единственное, что является емкостью обработки схемы.Если двигатели нужны для работы с высоким током, то существует большая рассеиваемая мощность. Так что для охлаждения цепи нужны мойки.

Как изменить направление однофазного двигателя переменного тока

Если вы будете работать с двигателями дома или в офисе, полезно немного узнать о том, как они работают. В некоторых случаях может возникнуть необходимость изменить направление однофазного двигателя переменного тока. К счастью, это довольно простая задача, потому что большинство однофазных асинхронных двигателей работают в прямом и обратном направлении в зависимости от их проводки и результирующего магнитного поля. Однако перед выполнением такого рода проектов необходимо соблюдать определенные правила техники безопасности, как и при любых электромонтажных работах.

Как поменять направление однофазного двигателя переменного тока

Изображение предоставлено: Обрадович / E + / GettyImages

Советы по электробезопасности

Очень важно, чтобы вы полностью осознали все необходимые шаги в электрическом проекте, прежде чем начать. В целях вашей безопасности вы должны всегда сообщать присутствующим, что вы будете работать с электричеством, и просить их не включать никакие выключатели или выключатели, пока вы не закончите. Выключите все двигатели, которые вы будете использовать на коробке выключателя.По возможности, надевайте резиновые перчатки высокого напряжения и используйте инструменты с резиновой ручкой.

Основы однофазного двигателя

В основе асинхронного двигателя находится ротор. Этот ротор состоит из проницаемого железа и алюминиевой обмотки. Эта алюминиевая обмотка заставляет двигатель противостоять быстрым изменениям магнитного поля. Это означает, что независимо от того, какое поле ощущает двигатель, оно будет следовать. Из-за этого возможно изменить направление вращения двигателя путем изменения поля, за которым оно следует.

Изменение направления однофазного двигателя

Чтобы изменить направление вращения пускового двигателя однофазного конденсатора, необходимо изменить полярность обмотки стартера. Это приведет к изменению направления магнитного поля, и двигатель будет следовать. Для этого вы можете поменять местами соединения на любом конце обмотки. Всегда переворачивайте провода, которые ведут к обмотке стартера.

Обратите внимание, что большинство двигателей, если они все еще маркированы инструкциями производителя, будут указывать, что они необратимы.Если это так, скорее всего, потому, что провода, к которым вам нужно получить доступ, находятся внутри двигателя. Если ваше устройство имеет это предупреждение, проще всего не продолжать. Однако, если ваш двигатель обратим, вы можете заметить, что он предоставляет инструкции для реверса. Обычно эти инструкции сообщают вам, какие провода менять. Например, в некоторых устройствах вы можете переключить красный и зеленый провода в клеммной коробке на конце корпуса. В других случаях синий и желтый провода, возможно, придется поменять местами.Цвет проводов очень индивидуален и зависит от марки и модели вашего мотора. Лучше прочитать инструкции, предоставленные производителем, прежде чем продолжить.

Если вы определили, какие провода можно поменять местами, используйте отвертку с плоской головкой, чтобы снять заглушки двигателя. Вместо этого у вашего мотора может быть распределительная коробка. В любом случае вам необходимо получить доступ к клеммам, к которым прикреплены указанные провода. Вы можете использовать плоскогубцы с игольчатым носиком для удаления проводов и переключения клемм, к которым они прикреплены.Некоторые системы используют гайки для подключения проводов. Если это так, вам нужно использовать гайковерт, чтобы получить доступ к терминалам.

После того, как вы закончили переключать провода, установите на место заглушку или закройте распределительную коробку на двигателе. Восстановите питание цепи и проверьте двигатель, чтобы убедиться, что магнитное поле переключилось и что оно действительно вращается в противоположном направлении.

,

Однофазный двигатель - как изменить направление вращения?