Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как проверить эл двигатель на межвитковое замыкание


Межвитковое замыкание. Как проверить различные замыкание витков

Электродвигатели часто выходят из строя, и основной причиной для этого является межвитковое замыкание. Оно составляет около 40% всех поломок моторов. От чего возникает замыкание между витками? Для этого есть несколько причин.

Основная причина – излишняя нагрузка на электродвигатель, которая выше установленной нормы. Статорные обмотки нагреваются, разрушают изоляцию, происходит замыкание между витками обмоток. Неправильно эксплуатируя электрическую машину, работник создает чрезмерную нагрузку на электродвигатель.

Нормальную нагрузку можно узнать из паспорта на оборудование, либо на табличке мотора. Лишняя нагрузка может возникнуть из-за поломки механической части электромотора. Подшипники качения могут послужить этой причиной. Они могут заклинить от износа или отсутствия смазки, в результате этого возникнет замыкание витков катушки якоря.

Замыкание витков возникает и в процессе ремонта или изготовления двигателя, в результате брака, если двигатель изготавливали или ремонтировали в неприспособленной мастерской. Хранить и эксплуатировать электромотор необходимо по определенным правилам, иначе внутрь мотора может проникнуть влага, обмотки отсыреют, как следствие возникнет витковое замыкание.

С витковым замыканием электродвигатель работает неполноценно и недолго. Если вовремя не выявить межвитковое замыкание, то скоро придется покупать новый электродвигатель или полностью новую электрическую машину, например, электродрель.

При замыкании витков обмотки двигателя повышается ток возбуждения, обмотка перегревается, разрушает изоляцию, происходит замыкание других витков обмотки. Вследствие повышения тока может послужить причиной выхода из строя регулятора напряжения. Витковое замыкание выясняется сравнением обмоточного сопротивления с нормой по техусловиям. Если оно снизилось, обмотка подлежит перемотке, замене.

Как найти межвитковое замыкание

Замыкание витков легко определить, для этого есть несколько методов. Во время работы электродвигателя обратите внимание на неравномерный нагрев статора. Если одна его часть нагрелась больше, чем корпус двигателя, то необходимо остановить работу и провести точную диагностику мотора.

Существуют приборы для диагностики замыкания витков, можно проверить токовыми клещами. Нужно измерить нагрузку каждой фазы по очереди. При разнице нагрузок на фазах надо задуматься о наличии межвиткового замыкания. Можно перепутать витковое замыкание с перекосом фаз сети питания. Чтобы избежать неправильной диагностики, надо измерить приходящее напряжение питания.

Обмотки проверяют мультиметром путем прозвонки. Каждую обмотку проверяем прибором отдельно, сравниваем результаты. Если замкнуты оказались всего 2-3 витка, то разница будет незаметна, замыкание не выявится. С помощью мегомметра можно прозвонить электромотор, выявив наличие замыкания на корпус. Один контакт прибора соединяем с корпусом мотора, второй к выводам каждой обмотки.

Если нет уверенности в исправности двигателя, то необходимо произвести разборку мотора. При разборе нужно осмотреть обмотки ротора, статора, наверняка будет видно место замыкания.

Наиболее точным методом проверки замыкания между витками обмоток является проверка понижающим трансформатором на трех фазах с шариком подшипника. Подключаем на статор электромотора в разобранном виде три фазы от трансформатора с пониженным напряжением. Кидаем шарик подшипника внутрь статора. Шарик бегает по кругу – это нормально, а если он примагнитился к одному месту, то в этом месте замыкание.

Можно вместо шарика применить пластинку от сердечника трансформатора. Ее также проводим внутри статора. В месте замыкания витков, она будет дребезжать, а где замыкания нет, она просто притянется к железу. При таких проверках нельзя забывать про заземление корпуса двигателя, трансформатор должен быть низковольтным. Опыты с пластинкой и шариком при 380 вольт запрещаются, это опасно для жизни.

Самодельный прибор для определения виткового замыкания

Сделаем дроссель своими руками для проверки межвиткового замыкания в обмотке двигателя. Нам понадобится П-образное трансформаторное железо. Его можно взять, например, от старого вибрационного насоса «Ручеек», «Малыш». Разбираем его нижнюю часть, хорошо нагреваем ее. Там имеются катушки, залитые эпоксидной смолой.


Эпоксидку разогреваем и выбиваем катушки с сердечником. С помощью наждака или болгарки срезаем губки сердечника.


Намотаны эти катушки как раз на П-образном трансформаторном железе.

Не нужно соблюдать углы. Нужно сделать место, в которое легко ляжет маленький и большой якорь.

При обработке необходимо учесть, что железо слоеное. Нельзя обрабатывать его так, чтобы камень его задирал. Нужно обрабатывать в таком направлении, чтобы слои лежали друг к другу, чтобы не было задиров. После обработки снимите все фаски и заусенцы, так как придется работать с эмалированным проводом, нежелательно его поцарапать.

Теперь нам надо сделать две катушки для этого сердечника, которые разместим с обеих сторон. Замеряем толщину и ширину сердечника в самых широких местах, по заклепкам. Берем плотный картон, размечаем его по размерам сердечника. Учитываем размер паза в сердечнике между катушками. Проводим неострым краем ножниц по местам сгиба, чтобы удобнее было сгибать картон. Вырезаем заготовку для каркаса катушек. Сгибаем по линиям сгиба. Получается каркас катушки.

Теперь делаем четыре крышки для каждой стороны катушек. Получаем два картонных каркаса для катушек.

Рассчитываем количество витков катушек по формуле для трансформаторов.

13200 делим на сечение сердечника в см2. Сечение нашего сердечника:

3,6 см х 2,1 см = 7,56 см2.

13200 : 7,56 = 1746 витков на две катушки. Это число не обязательное, отклонение 10% в обе стороны никакой роли не сыграет. Округляем в большую сторону, 1800 : 2 = 900 витков нужно намотать на каждую катушку. У нас есть провод 0,16 мм, он вполне подойдет для наших катушек. Наматывать можно как угодно. По 900 витков можно намотать и вручную. Если ошибетесь на 20-30 витков, то ничего страшного не будет. Лучше намотать больше. Перед намоткой шилом делаем отверстия по краям каркаса для вывода провода катушек.

На конец провода надеваем термоусадочный кембрик. Конец провода вставляем в отверстие, загибаем, и начинаем намотку катушки.

Заполнение получилось малым, поэтому можно мотать и проводом толще. На второй конец припаиваем проводок с кембриком и вставляем в отверстие. Не заматываем катушку, пока не провели испытание.

Обе катушки намотаны. Надеваем их на сердечник таким образом, чтобы провода шли вниз и были с одной стороны. Катушки абсолютно одинаково намотаны, направление витков в одну сторону, концы выведены одинаково. Теперь необходимо один конец с одной катушки и один с другой соединить, а на оставшиеся два конца подать напряжение 220 вольт. Главное не запутаться и соединить правильные провода. Чтобы понять порядок соединения, нужно мысленно разогнуть наш П-образный сердечник в одну линию, чтобы витки в катушках располагались в одном направлении, переходили от одной катушки во вторую. Соединяем два начала катушек. На два конца подаем напряжение.

Сравним дроссель фабричный и самодельный.

Проверяем заводской дроссель металлической пластинкой на вибрацию места витковых замыканий якоря двигателя и отмечаем их маркером. Теперь то же самое делаем на нашем самодельном дросселе. Результаты получились идентичные. Наш новый дроссель работает нормально.

Снимаем наши катушки с сердечника, обмотки фиксируем изолентой. Пайку также изолируем лентой. Одеваем готовые катушки на сердечник, припаиваем к концам проводов питание 220 В. Дроссель готов к эксплуатации.

Межвитковое замыкание якоря

Для проверки якоря воспользуемся специальным прибором, который представляет трансформатор с вырезанным сердечником. Когда мы кладем якорь в этот зазор, его обмотка начинает работать как вторичная обмотка трансформатора. При этом, если на якоре имеется межвитковое замыкание, от местного перенасыщения железом металлическая пластинка, которая будет находиться сверху якоря, будет вибрировать, либо примагничиваться к корпусу якоря.

Включаем прибор. Для наглядности мы специально замкнули две ламели на коллекторе, чтобы показать каким образом производится диагностика. Помещаем пластинку на якорь и сразу видим результат. Наша пластинка примагнитилась и начала вибрировать. Поворачиваем якорь, витки смещаются, и пластинка перестает вибрировать.

Теперь удалим замыкание ламелей для проверки. Повторяем проверку и видим, что обмотка якоря исправна, пластинка не вибрирует ни в каких местах.

Способ №2 проверки якоря на витковое замыкание

Этот способ подходит для тех, кто не занимается профессиональным ремонтом электроинструмента. Для точной диагностики межвиткового замыкания требуется скоба с катушкой.

Мультиметром можно выяснить лишь обрыв катушки якоря. Лучше для этой цели применять аналоговый тестер. Между каждыми двумя ламелями замеряем сопротивление.

Сопротивление должно быть везде одинаковое. Бывают случаи, когда обмотки не сгорели, коллектор нормальный. Тогда замыкание витков определяют только с помощью прибора со скобой от трансформатора. Теперь устанавливаем мультиметр на 200 кОм, один щуп замыкаем на массу, а другим касаемся каждой ламели коллектора, при условии, что нет обрыва катушек.

Если якорь не прозванивается на массу, то он исправный, либо может быть межвитковое замыкание.

Межвитковое замыкание трансформатора

У трансформаторов есть распространенная неисправность – замыкание витков между собой. Мультиметром не всегда можно выявить этот дефект. Необходимо внимательно осмотреть трансформатор. Провод обмоток имеет лаковую изоляцию, при ее пробое между витками обмотки есть сопротивление, которое не равно нулю. Оно и приводит к разогреву обмотки.

При осмотре трансформатора на нем не должно быть гари, обуглившейся бумаги, вздутия заливки, почернений. Если известен тип и марка трансформатора, можно узнать, какое должно быть сопротивление обмоток. Мультиметр переключают в режим сопротивления. Сравнивают измеренное сопротивление со справочными данными. Если отличие составляет больше 50%, то обмотки неисправны. Если данные сопротивления не удалось найти в справочнике, то наверняка известно количество витков, тип и сечение провода, можно вычислить сопротивление по формулам.

Чтобы проверить трансформатор блока питания с выходом низкого напряжения, подключаем к первичной обмотке напряжение 220 В. Если появился дым, запах, то сразу отключаем, обмотка неисправна. Если таких признаков нет, то измеряем напряжение тестером на вторичной обмотке. При заниженном на 20% напряжении есть риск выхода из строя вторичной обмотки.

Если есть второй исправный трансформатор, то путем сравнения сопротивлений выясняют исправность обмоток. Чтобы проверить более подробно, применяют осциллограф и генератор.

Межвитковое замыкание статора

Часто на неисправном двигателе имеется межвитковое замыкание. Сначала проверяют обмотку статора на сопротивление. Это ненадежный метод, так как мультиметр не всегда может точно показать результат замера. Это зависит и от технологии перемотки двигателя, от старости железа.

Клещами тоже можно измерить сопротивление и ток. Иногда проверяют по звуку работающего мотора, при условии, что подшипники исправны, смазаны, редуктор привода исправен. Еще проверяют межвитковое замыкание осциллографом, но они имеют большую стоимость, не у каждого имеется этот прибор.

Внешне осматривают двигатель. Не должно быть следов масла, подтеков, запаха. Измеренный по фазам ток, должен быть одинаковый. Хорошим тестером проверяют обмотки на сопротивление. При разнице в замерах более 10% есть вероятность замыкания витков обмоток.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Как узнать Управление электрическим двигателем DOL - базовое руководство по контроллеру двигателя для прямого управления электрическим двигателем в режиме реального времени

Электродвигатель на сегодняшний день является одним из самых известных изобретений, когда-либо разработанных изобретательностью человека. Это наиболее инновационное электрическое устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию, и, наоборот, оно также способно генерировать электрическую энергию из механической энергии или более широко известной как генераторы, которые вырабатывают электричество, когда двигатель соединен с мотором и приводится в действие от него. газовый или дизельный двигатель.

Электродвигатели широко используются в различных областях применения в качестве основных двигателей машин, используемых в различных областях и отраслях промышленности, таких как электромобили, электровозы, лифты, эскалаторы, водяные насосы, воздушные компрессоры, электрические вентиляторы, ручные дрели, швейные машины, стиральные машины. микроволновые печи, генераторы переменного тока, подзаряжающие автомобильный аккумулятор, приводы CD и DVD, или даже самое маленькое устройство, такое как наручные часы с батарейным питанием, и со множеством других применений и специальных применений, о которых мы можем даже не знать, но которые являются обычными вещами в нашей повседневной жизни.

В зависимости от типов применения, регулируемых способом работы и мощностью двигателя, задействованной для конкретной нагрузки, которую необходимо приводить в действие, электродвигатель, скорее всего, приводится в действие с помощью электрической системы активации и управления, известной как контроллер двигателя. Контроллеры электродвигателей являются, в основном, самым незаменимым компонентом электродвигателей, который играет важную роль в обеспечении надлежащей работы, требуемой многими способами, включенными в работу и остановку электродвигателя.

Хотя существует множество сложных методов, которые могут быть реализованы, эта статья призвана охватить некоторые из наиболее фундаментальных приложений управления электродвигателями с помощью асинхронных электродвигателей переменного тока, обычно используемых в каждой отрасли, и самый базовый тип контроллера электродвигателя. является контроллером двигателя прямого подключения (DOL).

Контроллер прямого подключения (DOL)

Простейшим способом управления двигателем является контроллер прямого подключения (DOL), который напрямую подает сетевое напряжение на двигатель с помощью переключателя или одного магнитного контактора.Этот тип контроллера двигателя применяется в основном для небольших двигателей, потому что маленькие двигатели не вызывают слишком большой нагрузки, которая может отрицательно повлиять на напряжение источника питания, поступающее из электрической сети.

На чертеже CAD справа показана электрическая схема типичного метода трехфазного контроллера DOL.

Главная цепь выключатель действует как главный выключатель, подающий питание в систему. это также оснащен защитой от перегрузки по току и короткому замыканию, автоматически отключается, чтобы отключить подачу электроэнергии в отключите нагрузку при обнаружении неисправности в цепи нагрузки.

Основной магнитный контактор действует как выключатель двигателя, который соединяет и отключает напряжение питания, поступающее от главного выключателя к двигателю. Когда главный контактор замкнут, напряжение питания подается на клемма двигателя, которая управляет двигателем.

Тепловой реле перегрузки служит для обнаружения тока перегрузки двигателя, который при обнаружено мгновенно отключит цепь управления контроллер двигателя, чтобы остановить операцию, чтобы предотвратить сжигание двигатель.

Схема управления DOL, показанная справа, иллюстрирует типичную систему переключения для контроллера мотора DOL. Когда человек-оператор нажимает на кнопку RUN, цепь управления завершается, что позволяет питанию поступать вниз к катушке главного контактора, которая подает питание на главный контактор. Как только на главный контактор подается питание, его внутренние трехполюсные механические контакты (см. Схему управления двигателем) замыкаются, что подключает источник напряжения к клемме двигателя и, следовательно, запускает двигатель.

Возвращаясь к схеме цепи управления, поскольку вспомогательный нормально разомкнутый контакт главного контактора, который подключен параллельно через кнопочный переключатель RUN, уже был в замкнутом состоянии после активации катушки главного контактора, электричество продолжает течь до катушка главного контактора даже после того, как оператор отсоединяет палец от кнопочного переключателя RUN, служит в качестве переключателя удерживающего контакта, который поддерживает полную цепь для непрерывной работы двигателя без дополнительного вмешательства человека, обеспечивая удобство использования для удобства включения оператора и выключите двигатель только один раз с помощью кнопок RUN и STOP.

В системе управления есть два отключения цепи. Помимо нажимного кнопочного выключателя, тепловое реле перегрузки также служит в качестве разъединяющего выключателя, который размыкает разомкнутую или неполную цепь управления, которая отключает главный контактор, чтобы остановить двигатель при обнаружении тока перегрузки двигателя.

прямой и обратный выбор вращения двигателя

Электродвигатели могут работать как в прямом, так и в обратном направлении, в зависимости от требований применения, где он должен быть установлен, например, как в конвейерной системе, которая потребует движения в обоих направлениях предметы, содержащиеся в конвейерной таблице.Когда такая компоновка необходима для определенного типа применения, для достижения этой цели в цепь управления электродвигателя подается контроллер прямого реверсивного двигателя. Опять же, устройством, необходимым для возможности этой операции, является магнитный контактор.

реверс вращения двигателя 3 фазных асинхронных двигатели переменного тока может быть достигнуто с помощью перестановки конфигурации любых двумя из трех клемм двигателя U1, V1, W1 относительно опорного напряжения питания L1, L2, L3.Чертеж САПР ниже дает визуальное объяснение этого метода работы.

Вы заметите из схемы управления двигателем выше, что есть две единицы магнитные контакторы (прямой контактор и обратный контактор) соединены параллельно друг с другом. Обратите внимание, что сторона линии клеммы этих двух контакторов следует общее соединение конфигурация для напряжения питания L1, L2, L3, в то время как сторона нагрузки клеммы этих двух контакторов имеют различную конфигурацию для клеммы двигателя U1, V1, W1.Передний контактор подключен к соедините L1 с U1, L2 с V1, L3 с W1, что заставит двигатель работать в прямом направлении. Пока обратный контактор настроен с двумя клеммами в обратном порядке, с L1, подключенным к W1 вместо U1, тогда L3 соединяется с U1 вместо W1, в то время как поддерживая только L2, подключенный к V1.

Диаграмма прямого обратного управления , показанная выше, показывает две цепи управления DOL с двумя магнитными контакторами, чтобы приспособить и прямое и обратное вращение двигателя, но с включением дополнительных блокирующих нормально замкнутых контактов, каждый из которых вставлен для каждой катушки контактора.Эти блокирующие контакты предназначены в качестве меры предосторожности для предотвращения одновременной активации обеих катушек контактора, которые, если их не предотвратить, могут повредить электродвигатель.

Когда катушка прямого контактора активирована, ее вспомогательный нормально замкнутый контакт подключается до того, как катушка обратного контактора будет открыта, тем самым предотвращая подачу какой-либо энергии на катушку обратного контактора в случае случайного нажатия переключателя кнопки заднего хода, когда двигатель работает. работает в прямом направлении с обмоткой прямого контактора.

Аналогичным образом, когда двигатель работает в обратном направлении при включенной катушке обратного контактора, также невозможно включить катушку прямого контактора из-за наличия разомкнутого переключателя обратного контакта, обеспечиваемого возбужденной катушкой обратного контактора, таким образом предотвращение вращения двигателя в прямом направлении, когда он активно работает в обратном направлении.

Другим незаменимым электрическим способом управления асинхронными двигателями переменного тока является контроллер со звездообразным треугольным двигателем .

Контроллеры двигателей

также являются неотъемлемой частью технологии автоматизации промышленных процессов .

I, владелец авторских прав на это произведение, добровольно публикую его под следующими лицензиями:

,

Как работают электродвигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 14 мая 2019 года.

Щёлкните по переключателю и получите мгновенную власть - как любили бы наши предки электродвигатели! Вы можете найти их во всем, от электропоезда с дистанционным управлением автомобили - и вы можете быть удивлены, насколько они распространены. Сколько электрических моторы есть в комнате с тобой прямо сейчас? Есть, вероятно, два в твоем компьютере для начала, крутишь ездить и еще один привод вентилятора охлаждения.Если вы сидите в спальне, вы найдете моторы в фенах и многие игрушки; в ванной они оснащены вытяжными вентиляторами и электробритвами; на кухне моторы есть практически в каждом приборе, от стиральных и посудомоечных машин до кофемолок, микроволновых печей и электрических консервных ножей. Электродвигатели зарекомендовали себя как одни из величайших изобретения всех времен. Давайте разберем некоторых и выясним, как они работай!

Фото: даже маленькие электродвигатели на удивление тяжелые.Это потому, что они заполнены плотно намотанной медью и тяжелыми магнитами. Это мотор от старой электрической газонокосилки. Медная вещь к Передняя часть оси с прорезями в ней является коммутатором, который удерживает двигатель вращается в том же направлении (как описано ниже).

Электричество, магнетизм и движение

Основная идея электродвигателя очень проста: вы включаете в него электричество с одной стороны и ось (металлический стержень) вращается на другом конце, давая вам возможность управлять машина какая то.Как это работает на практике? Как именно ваш преобразовать электричество в движение? Чтобы найти ответ на этот вопрос, мы имеем вернуться в прошлое почти на 200 лет.

Предположим, вы берете длину обычного провода, превращаете его в большую петлю, и положите его между полюсами мощной, постоянной подковы магнит. Теперь, если вы подключите два конца провода к батарее, провод прыгнет вкратце. Удивительно, когда вы видите это в первый раз. Это как волшебство! Но есть совершенно научный объяснение.Когда электрический ток начинает ползти по проводу, он создает магнитное поле вокруг него. Если вы поместите провод возле постоянного магнит, это временное магнитное поле взаимодействует с постоянным магнитное поле. Вы узнаете, что два магнита расположены рядом друг с другом либо привлекать, либо отталкивать. Точно так же временный магнетизм вокруг провода притягивает или отталкивает постоянный магнетизм от магнит, и это то, что заставляет проволока прыгать.

Правило левой руки Флеминга

Вы можете определить направление, в котором будет прыгать провод, используя удобная мнемоника (помощь памяти), называемая правилом левой руки Флеминга (иногда Мотор называется правилом).

Протяните большой, первый и второй пальцы левой руки рука, так что все три под прямым углом. Если вы указываете пальцем Секонд в направлении течения (который течет от положительного к отрицательная клемма аккумулятора), и первый палец в направление поля (которое течет с севера на южный полюс магнит), твоя чёрт будет показать направление, в котором провод Ходы.

Это ...

  • Первый палец = Поле
  • SeCond finger = Текущий
  • ThuMb = движение

Быстрое слово о текущем

Если я вас смущаю, говоря, что ток течет от положительного к отрицательному, это просто случается историческое соглашение.Такие люди, как Бенджамин Франклин, который помог выяснить тайна электричества еще в 18 веке, полагал, что это был поток положительных зарядов, так что это перешло от положительного к отрицательному. Мы называем эту идею обычным током и до сих пор его используют в таких вещах, как правило левой руки Флеминга. Теперь у нас есть лучшие идеи о том, как электричество работает, мы склонны говорить о токе как о потоке электронов, от отрицательного к положительному, в направлении , противоположном направлению к обычному току.Когда вы пытаетесь выяснить вращение двигателя или генератора, обязательно помните, что ток означает условного тока , а не поток электронов.

Как работает электродвигатель - теоретически

Фото: электрика ремонтирует электродвигатель на борту авианосца. Блестящий металл, который он использует, может выглядеть как золото, но на самом деле это медь, хороший проводник, который намного дешевле. Фото Джейсона Якобовица любезно предоставлено ВМС США.

Связь между электричеством, магнетизмом и движением была изначально обнаружен в 1820 году французским физиком Андре-Мари Ампер (1775–1867), и это основная наука об электромоторе. Но если мы хотим превратить это удивительное научное открытие в более практичное немного технологий для питания наших электрических косилок и зубных щеток, мы должны сделать это немного дальше. Изобретателями, которые это сделали, были англичане Майкл Фарадей (1791–1867) и Уильям Стерджен (1783–1850) и американец Джозеф Генри (1797–1878).Вот как они достиг их блестящего изобретения.

Предположим, что мы сгибаем наш провод в квадратную U-образную петлю, так что есть фактически два параллельных провода, проходящие через магнитное поле. Один из них отнимает у нас электрический ток через провод, а другой один возвращает ток снова. Потому что ток течет в В противоположных направлениях в проводах левое правило Флеминга говорит нам два провода будут двигаться в противоположных направлениях. Другими словами, когда мы включите электричество, один из проводов будет двигаться вверх и другой будет двигаться вниз.

Если бы катушка проволоки могла продолжать движение вот так, она бы вращалась постоянно - и мы были бы на пути к созданию электрического двигатель. Но это не может произойти с нашей нынешней установкой: провода будут быстро запутаться. Не только это, но если бы катушка могла вращаться далеко достаточно, что-то еще случится. Как только катушка достигла вертикали положение, оно перевернется, поэтому электрический ток течь через него в обратном направлении. Теперь силы на каждом сторона катушки будет обратная.Вместо того, чтобы постоянно вращаться в в том же направлении, он будет двигаться в том направлении, в котором он только что пришел! Представьте себе электричку с таким мотором: перетасовывать назад и вперед на месте, даже не собираясь везде.

Как работает электродвигатель - на практике

Есть два способа преодолеть эту проблему. Одним из них является использование своего рода электрический ток, который периодически меняет направление, которое известно в качестве переменного тока (переменного тока). В виде маленьких, с батарейным питанием моторы, которые мы используем по дому, лучшее решение - добавить компонент называется коммутатором к концы катушки.(Не беспокойтесь о бессмысленных технических Название: это слегка старомодное слово «коммутация» немного похоже на слово "коммутировать". Это просто означает, чтобы измениться вперед и назад в одном и том же путь, которым добираются, означает путешествовать назад и вперед.) В его самой простой форме коммутатор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две отдельные половины и его работа заключается в том, чтобы инвертировать электрический ток в катушке каждый раз, когда Катушка вращается через пол оборота. Один конец катушки прикреплен к каждая половина коммутатора. Электрический ток от батареи подключается к электрическим клеммам двигателя.Они подают электроэнергию в коммутатор через пару свободных разъемы, называемые кистями, сделали либо из кусочков графита (мягкий карбон, похожий на карандаш "свинец") или тонкие отрезки пружинящего металла, который (как название подсказывает) "кисть" против коммутатора. С коммутатор, когда электричество течет по цепи, Катушка будет постоянно вращаться в одном и том же направлении.

Работа: упрощенная схема деталей в электрическом двигатель.Мультработа: как это работает на практике. Обратите внимание, как коммутатор меняет ток каждый раз, когда катушка поворачивается наполовину. Это означает, что сила на каждой стороне катушки всегда толкает в том же направлении, что удерживает катушку, вращающуюся по часовой стрелке.

Простой экспериментальный двигатель, подобный этому, не способен большая сила Мы можем увеличить поворотную силу (или крутящий момент) что Мотор можно создать тремя способами: либо мы можем иметь больше мощный постоянный магнит, или мы можем увеличить электрический ток течет через провод, или мы можем сделать катушку, чтобы она имела много «витки» (петли) очень тонкой проволоки вместо одного «витка» толстой проволоки.На практике двигатель также имеет постоянный магнит, изогнутый в круглая форма, так что он почти касается катушки проволоки, которая вращается внутри него. Чем ближе магнит и катушка, тем больше сила, которую может создать мотор.

Несмотря на то, что мы описали несколько различных частей, вы можете думать о двигателе как о двух основных компонентах:

  • Есть постоянный магнит (или магниты) по краю корпуса двигателя, который остается неподвижным, поэтому он называется статором двигателя.
  • Внутри статора есть катушка, установленная на оси, которая вращается с большой скоростью - и это называется ротором. Ротор также включает в себя коммутатор.

Универсальные моторы

Подобные двигатели постоянного тока

отлично подходят для игрушек с батарейным питанием (таких как модельные поезда, радиоуправляемые вагоны или электробритвы), но вы не найдете их во многих бытовых приборах. Небольшие бытовые приборы (такие как кофемолки или электрические блендеры), как правило, используют так называемые универсальные двигатели , которые могут работать от переменного или постоянного тока.В отличие от простого двигателя постоянного тока, универсальный двигатель имеет электромагнит вместо постоянного магнита, и он получает энергию от источника постоянного или переменного тока, который вы вводите:

  • При подаче постоянного тока электромагнит работает как обычный постоянный магнит и создает магнитное поле, которое всегда направлено в одном направлении. Коммутатор меняет ток катушки каждый раз, когда катушка переворачивается, как в обычном двигателе постоянного тока, поэтому катушка всегда вращается в одном и том же направлении.
  • Однако, когда вы подаете переменный ток, ток, протекающий через электромагнит, и ток, протекающий через катушку , и обращаются в обратном направлении, точно в шаге, поэтому сила на катушке всегда в одном и том же направлении, и двигатель всегда вращается в любом направлении по часовой стрелке. или против часовой стрелки.А как насчет коммутатора? Частота тока изменяется намного быстрее, чем вращается двигатель, и, поскольку поле и ток всегда находятся в шаге, на самом деле не имеет значения, в каком положении находится коммутатор в данный момент.

Анимация: как работает универсальный двигатель: источник питания питает как магнитное поле, так и вращающуюся катушку. С источником постоянного тока универсальный двигатель работает так же, как обычный двигатель постоянного тока, как указано выше. При использовании источника переменного тока магнитное поле и ток катушки меняют направление каждый раз, когда ток питания меняется на противоположный.Это означает, что сила на катушке всегда указывает одинаково.

Фото: внутри типичного универсального мотора: основные части внутри мотора среднего размера от кофемолки, которая может работать от постоянного или переменного тока. Серый электромагнит по краю - это статор (статическая часть), который питается от катушек оранжевого цвета. Обратите внимание также на щели в коммутаторе и угольные щетки, толкающие его, которые обеспечивают питание ротора (вращающейся части). Асинхронные двигатели в таких вещах, как электрические железнодорожные поезда, во много раз больше и мощнее, чем эти, и всегда работают с использованием переменного тока высокого напряжения, а не постоянного тока низкого напряжения или бытового переменного тока умеренно низкого напряжения. который питает универсальные двигатели.

Другие виды электродвигателей

В простых двигателях постоянного тока и универсальных двигателях ротор вращается внутри статора. Ротор представляет собой катушку, соединенную с источником электропитания, а статор представляет собой постоянный магнит или электромагнит. Большие двигатели переменного тока (используемые в таких вещах, как заводские машины) работают несколько иначе: они пропускают переменный ток через противоположные пары магнитов, создавая вращающееся магнитное поле, которое «индуцирует» (создает) магнитное поле в роторе двигателя, вызывая это крутиться.Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье об асинхронных двигателях переменного тока. Если вы возьмете один из этих асинхронных двигателей и «развернете» его, чтобы статор был эффективно разложен на длинной непрерывной гусенице, ротор мог катиться вдоль него по прямой линии. Этот оригинальный дизайн известен как линейный двигатель, и вы найдете его в таких вещах, как заводские машины и плавучие железные дороги "маглев".

Другой интересный дизайн - бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC). Статор и ротор эффективно меняются друг от друга, при этом несколько статических катушек находятся в центре, а постоянный магнит вращается вокруг них, а коммутатор и щетки заменяются электронной схемой.Вы можете прочитать больше в нашей основной статье на моторы эпицентра деятельности. Шаговые двигатели, которые поворачиваются на точно контролируемые углы, представляют собой разновидность бесщеточных двигателей постоянного тока.

,Принципиальная схема тестера серводвигателя

с использованием IC 555

Серводвигатели - это, в основном, поворотные приводы, которые обеспечивают точный контроль углового положения, ускорения и скорости в различных приложениях встроенных систем. Обычно серводвигатели имеют предел вращения от 90 до до 180 или , это двигатели постоянного тока, оснащенные сервомеханизмом для определения и контроля углового положения. Они используются там, где требуется точное перемещение или положение вала. Они не предлагаются для высокоскоростных применений, но предлагаются для низкоскоростного, среднего крутящего момента и точного позиционирования.Эти двигатели в основном используются в роботизированных манипуляторах, системах управления полетом и системах управления. Серводвигатель показан на рисунке ниже.

Сервомоторы

доступны в различных формах и размерах. Как показано на рисунке, серводвигатель имеет три провода - КРАСНЫЙ провод подключен к источнику питания, черный провод подключен к земле, а ЖЕЛТЫЙ провод подключен к сигналу.

Серводвигатель представляет собой комбинацию двигателя постоянного тока, системы контроля положения и передач. Положение вала двигателя постоянного тока регулируется управляющей электроникой в ​​сервоприводе на основе коэффициента заполнения сигнала ШИМ на выводе СИГНАЛ.Проще говоря, управляющая электроника регулирует положение вала, управляя двигателем постоянного тока. Эти данные относительно положения вала передаются через штырь СИГНАЛА. Данные о положении на блок управления должны быть отправлены в виде сигнала ШИМ через сигнальный вывод серводвигателя.

Частота сигнала ШИМ (широтно-импульсная модуляция) может варьироваться в зависимости от типа серводвигателя. Важным моментом здесь является DUTY RATIO ШИМ-сигнала. На основании этого DUTY RATIO управляющая электроника регулирует вал.

Как показано на рисунке ниже, для того, чтобы вал был переведен на 9 часов, ОБОРОТ ВКЛЮЧЕНИЯ должен быть 1 / 18.ie. 1 мс времени включения и 17 мс времени отключения в сигнале 18 мс.

Для перемещения вала на часы 12o время включения сигнала должно составлять 1,5 мс, а время выключения - 16,5 мс. Это соотношение декодируется системой управления в сервоприводе и регулирует положение на его основе.

Компоненты схемы

  • + питание от 9 В до + 12 В
  • Серводвигатель (который нужно было проверить)
  • 555 Таймер IC
  • Резисторы
  • 33 кОм, 10 кОм (2 пика), 68 кОм и 220 Ом
  • 2N2222 транзистор
  • 100 нФ конденсатор
  • Две кнопки

Принципиальная электрическая схема сервопривода и пояснение к работе

На приведенной выше принципиальной схеме показана схема сервотестирования.Теперь, как мы уже говорили ранее, вал сервопривода перемещается влево. Мы должны дать коэффициент включения 1/18, а чтобы вал вращался полностью влево, нам нужно дать ШИМ с коэффициентом заполнения 2/18. Теперь для нестабильного вибратора 555, показанного на рисунке ниже, время включения и выключения выходной прямоугольной волны дано как,

Логическое время высокого уровня задается как, TH = 0,693 * (RA + RB) * C

Логическое время низкого уровня задается как, TL = 0,693 * RB * C

Если вы наблюдаете принципиальную схему на рисунке выше, будет ясно, что мы собираемся измениться, чтобы изменить RB, чтобы получить разные TL и TH.Таким образом, при нажатии кнопки 1 мы получим коэффициент заполнения менее 1/18, поэтому, когда мы подаем его на сервопривод, он перемещается полностью влево. Это показано на рисунке ниже.

Когда нажата кнопка 2, коэффициент заполнения будет 2/18, и поэтому вал сервопривода пытается двигаться вправо. Это , как мы тестируем серводвигатель .

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020