Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Коллекторный двигатель что это такое


В чем разница между коллекторными и бесколлекторными моторами?

Вступление

Наверняка у каждого новичка, который впервые связал свою жизнь с электромоделями на радиоуправлении, после тщательного изучения начинки, появляется вопрос. Что такое коллекторный (Brushed) и бесколлекторный (Brushless) двигатель? Какой из них лучше поставить на свою радиоуправляемую электромодель?

Коллекторные моторы, которые так часто используются для приведения в движение электромоделей на радиоуправлении, имеют всего два исходящих питающих провода. Один из них «+» другой « — ». В свою очередь они подключаются к регулятору скорости вращения. Разобрав коллекторный мотор, вы всегда там найдете 2 магнита изогнутой формы, вал совместно с якорем, на который намотана медная нить (проволока), где по одну сторону вала стоит шестерня, а по другую сторону располагается коллектор, собранный из пластин, в составе которых чистая медь.

Принцип работы коллекторного мотора

Электрический ток (DC или direct current), поступая на обмотки якоря (в зависимости от их количества на каждую по очереди) создает в них электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет южный полюс, а с другой стороны северный.

Многие знают, что, если взять два любых магнита и приставить их одноименными полюсами друг другу, то они не за что не сойдутся, а если приставить разноименными, то они прилипнут так, что не всегда возможно их разъединить.

Так вот, это электромагнитное поле, которое возникает в любой из обмоток якоря, взаимодействуя с каждым из полюсов магнитов статора, приводит в действие (вращение) сам якорь. Далее ток, через коллектор и щетки переходит к следующей обмотке и так последовательно, переходя от одной обмотки якоря к другой, вал электродвигателя совместно с якорем вращается, но лишь до тех пор, пока к нему подается напряжение.

В стандартном коллекторном моторе якорь имеет три полюса (три обмотки) – это сделано для того чтобы движок не «залипал» в одном положении.

Минусы коллекторных моторов

Сами по себе коллекторные моторы неплохо справляются со своей работой, но это лишь до того момента пока не возникает необходимость получить от них на выходе максимально высокие обороты. Все дело в тех самых щетках, о которых упоминалось выше. Так как они всегда находятся в плотном контакте с коллектором, то в результате высоких оборотов в месте их соприкосновения возникает трение, которое в дальнейшем вызовет скорый износ обоих и в последствии приведёт к потере эффективной мощности эл. двигателя. Это самый весомый минус таких моторов, который сводит на нет все его положительные качества.

Принцип работы бесколлекторного мотора

Здесь все наоборот, у моторов бесколлекторного типа отсутствуют как щетки так и коллектор. Магниты в них располагаются строго вокруг вала и выполняют функцию ротора. Обмотки, которые имеют уже несколько магнитных полюсов, размещаются вокруг него. На роторе бесколлектоных моторов устанавливается так называемый сенсор (датчик) который будет контролировать его положение и передавать эту информацию процессору который работает в купе с регулятором скорости вращения (обмен данными о положении ротора происходит более 100 раз в секунду). На выходе мы получаем более плавную работу самого мотора с максимальной отдачей.

Бесколлекторные моторы могут быть с датчиком (сенсором) и без него. Отсутствие датчика незначительно снижает эффективность работы мотора, поэтому их отсутствие вряд ли расстроит новичка, но зато, приятно удивит ценник. Отличить друг от друга их просто. У моторов с датчиком, помимо 3-х толстых проводов питания есть еще дополнительный шлейф из тонких, которые идут к регулятору скорости. Не стоит гнаться за моторами с датчиком как новичку так и любителю, т.к их потенциал оценит только профи, а остальные просто переплатят, причем значительно.

Плюсы бесколлекторных моторов

Почти нет изнашиваемых деталей. Почему «почти», потому что вал ротора устанавливается на подшипники, которые в свою очередь имеют свойство изнашиваться, но ресурс у них крайне велик, да и взаимозаменяемость их очень проста. Такие моторы очень надежны и эффективны. Устанавливается датчик контроля положения ротора. На коллекторных моторах работа щеток всегда сопровождается искрением, что впоследствии вызывает помехи в работе радиоаппаратуры. Так вот у бесколлектоных, как вы уже поняли, эти проблемы исключены. Нет трения, нет перегрева, что так же является существенным преимуществом. По сравнению с коллекторными моторами не требуют дополнительного обслуживания в процессе эксплуатации.

Минусы бесколлекторных моторов

У таких моторов минус только один, это цена. Но если посмотреть на это с другой стороны, и учесть тот факт что эксплуатация бесколлекторных моторов освобождает владельца сразу от таких заморочек как замена пружин, якоря, щеток, коллекторов, то вы с легкостью отдадите предпочтение в пользу последних.

Что такое коммутатор? - Советы по управлению движением

Принцип работы двигателя постоянного тока основан на взаимодействии между магнитным полем вращающейся якоря и магнитным полем неподвижного статора. Когда северный полюс якоря притягивается к южному полюсу статора (и наоборот), на якорь создается сила, заставляющая его поворачиваться. Коммутация - это процесс переключения поля в обмотках якоря для создания постоянного крутящего момента в одном направлении, а коммутатор представляет собой устройство, соединенное с якорем, которое обеспечивает это переключение тока.

Рычаг для крутящего момента, создаваемого на якоре, зависит от угла катушки (cos α). Следовательно, когда катушка перпендикулярна (вертикально) магнитному полю статора, крутящий момент не создается. Вот почему двигатели постоянного тока имеют несколько катушек; поэтому механизм якоря будет продолжать испытывать силу, даже когда одна катушка перпендикулярна магнитному полю.
Изображение предоставлено: Университет штата Джорджия

Основная цель коммутации состоит в том, чтобы вращающий момент, действующий на якорь, всегда был в одном направлении.Напряжение, генерируемое в якоре, имеет переменный характер, и коммутатор преобразует его в постоянный ток. Проще говоря, коммутатор включает и выключает катушки для контроля направления электромагнитного поля. С одной стороны катушки электричество должно всегда течь «прочь», а с другой стороны, электричество всегда должно течь «навстречу». Это гарантирует, что крутящий момент всегда создается в одном и том же направлении. В противном случае, катушка будет вращаться на 180 градусов в одну сторону, а затем переключать направление.


Для превосходного визуального представления, как ток переключается из-за положения катушек и щеток, см. Эту статью из Университета Юты.


Сам коммутатор представляет собой разрезное кольцо, обычно изготовленное из меди, с каждым сегментом кольца, прикрепленным к каждому концу катушки якоря. Если якорь имеет несколько катушек, коммутатор также будет иметь несколько сегментов - по одному для каждого конца каждой катушки. Подпружиненные щетки располагаются с каждой стороны коммутатора и при вращении соприкасаются с коммутатором, питая сегменты коммутатора и соответствующие катушки якоря напряжением.

Изображение предоставлено: electric4u.com

Когда щетки проходят через щели в коммутаторе, поставляемый электрический заряд переключает сегменты коммутатора, которые переключают электрическую полярность катушек якоря. Такое переключение полярности в катушках поддерживает вращение якоря в одном направлении. Напряжение между щетками колеблется по амплитуде от нуля до максимального значения, но всегда сохраняет одинаковую полярность.

Как упоминалось ранее, коммутатор состоит из сегментов, которые изолированы друг от друга.Когда щетки проходят от одного сегмента к другому, возникает момент, когда щетки контактируют с обоими сегментами одновременно. Это называется нейтральной плоскостью, и в этот момент индуцированное напряжение равно нулю. В противном случае щетки закроют концы катушки вместе и вызовут искрение из-за высокого напряжения.

Термин «щетки» был придуман в первые годы двигателей постоянного тока, когда они были сделаны из жил медного провода. Эти устройства требовали частой замены и повредили кольца коммутатора.В современных двигателях постоянного тока обычно используются «щетки» из углерода, которые изнашиваются медленнее и наносят меньший ущерб коммутатору.

Важно отметить, что приведенное выше обсуждение касается традиционных щеточных двигателей постоянного тока, которые коммутируются механическими средствами. Бесщеточные двигатели постоянного тока также требуют коммутации, но для бесщеточных конструкций коммутация осуществляется электронным способом с помощью энкодера или датчиков эффекта Холла, которые контролируют положение ротора, чтобы определить, когда и как подавать питание на катушки.

Характеристика изображения: Groschopp, Inc.

,Коммутация

в машине постоянного тока - Коммутация сверх и снизу

Токи, индуцированные в проводниках якоря генератора постоянного тока, имеют переменный характер. Переход от генерируемого переменного тока к приложенному постоянному току включает в себя процесс Коммутация . Когда проводники якоря находятся под северным полюсом, индуцированный ток течет в одном направлении. Ток течет в противоположном направлении, когда они находятся под южным полюсом.

Когда проводник проходит через влияние северного полюса и входит в южный полюс, ток в них меняется на противоположный.Реверсирование тока происходит вдоль оси MNA или кисти. Когда участок щетки имеет два коммутационных сегмента, обмоточный элемент, соединенный с этими сегментами, замыкается накоротко.

Термин Коммутация означает изменение, которое происходит в элементе обмотки в течение периода короткого замыкания щеткой. Давайте разберемся в коммутации более четко, рассмотрев простые кольцевые обмотки, показанные ниже на рисунке А.

В положении, показанном на рисунке A, ток I, текущий к щетке с левой стороны, проходит вокруг катушки по часовой стрелке.Теперь рассмотрим другую фигуру B, показанную ниже.

На приведенном выше рисунке положение катушки показывает, что все катушки переносят одинаковое количество тока, и направление тока также одинаково, но щетка слишком коротко замкнута щеткой.

На рисунке C, показанном ниже, щетка соприкасается с шинами a и b, тем самым закорачивая катушку 1. Ток по-прежнему равен I с левой стороны и I с правой стороны. Видно, что эти два тока могут достигать щетки, не проходя через катушку 1.

На рисунке D, показанном ниже, планка (b) только что покинула щетку, и короткое замыкание катушки 1 закончилось. Теперь необходимо, чтобы ток I достиг кисти с правой стороны в направлении против часовой стрелки.

Из всего вышеприведенного обсуждения видно, что в течение периода короткого замыкания катушки якоря щеткой ток в катушке должен быть обращен, а также доведен до своего полного значения в обратном направлении. Время короткого замыкания называется периодом коммутации.

На рисунке ниже показано, как изменяется ток в короткозамкнутой катушке в течение короткого интервала короткого замыкания. Кривая b показывает, что ток изменяется от + I до –I линейно в период коммутации. Такая коммутация называется Идеальная Коммутация или Прямая Коммутация.

Если ток через катушку 1 не достиг своего полного значения в положении на рисунке D, то, поскольку катушка 2, несущая полный ток, разница между токами, проходящими через элементы 2 и 1, должна перейти от коммутатора к шине кисть в виде искры.Таким образом, причиной искрения на коммутаторе является неспособность тока в короткозамкнутых элементах достичь полного значения в обратном направлении к концу короткого замыкания. Это известно как при коммутации или с задержкой коммутации ,

Кривая тока в зависимости от времени в таком случае показана на рисунке E кривой A. На идеальной кривой B коммутации ток коммутирующих катушек линейно изменяется от + I до –I в течение периода коммутации.

На практике ток в короткозамкнутой катушке после периода коммутации не достигает своего полного значения. Это связано с тем, что короткозамкнутая катушка предлагает самоиндуктивность в дополнение к сопротивлению. Скорость изменения тока настолько высока, что самоиндуктивность катушки создает обратную ЭДС, которая противодействует инверсии.

Поскольку ток в катушке должен изменяться с + I до –I, общее изменение составляет 2I. Если t c - это время короткого замыкания, а L - индуктивность катушки (= собственная индуктивность короткозамкнутой катушки + взаимная индуктивность соседних катушек), то среднее значение индуктивного напряжения составляет

Это называется реактивным напряжением .

Большое напряжение, возникающее между сегментами коммутатора, к которым подключена катушка, вызывает искрение на щетках машины. Искрение коммутатора очень вредно, и оно повредит как поверхность коммутатора, так и щетки. Его эффект является кумулятивным, что может привести к короткому замыканию машины с дугой вокруг коммутатора от щетки к щетке.

,

Какова функция коммутатора в генераторе постоянного тока?

Какие виды профилактического обслуживания существуют для генератора переменного тока?

1 ответов Залив ,


что такое необходимость использования изолирующего трансформатора?

4 ответов NTPC,


почему вышки линий электропередачи длиннее связи линия башни?

3 ответов


Мы знаем, что поток электронов ток .Но почему поток электронов от отрицательного к положительному и ток от положительного до отрицательные?

4 ответов Power Grid,


Что такое переключатель Delta Stare?

1 ответов Samsung,



Я проектирую панель APFCR на 600 кВАР. Нужно рассчитать полный ток, так что я могу выбрать емкость Изолятор / Breaker. Пожалуйста, предложите с формулой.

1 ответов


почему КТ 0,5 / 5p20 прошу ответить мне

2 ответов


как мы можем минимизировать потери нагрузки при распределении трансформатор, который должен быть под напряжением 24x7 ?? мощность T / F составляет 1250 кВА, а потери от нагрузки около 2,0 кВт .. мы можем использовать конденсаторную батарею на вторичном такого T / F, чтобы преодолеть потери от нагрузки? пожалуйста, дополните кратко... спасибо

2 ответов


пожалуйста, отправьте тестовые вопросы предыдущего года.

0 ответов


, как найти 5 кило метров под землей 33 кВ кабеля место неисправности, если ИК ЗНАЧЕНИЕ показывает 0,05 МОм при 5000 вольт. локатор неисправности кабеля показывает некоторое время на расстоянии 3 кг метр, 3,7 кило метра и иногда 1 кило метр? сейчас как найти место повреждения, где утечка.примечание - он протестирован с мегомметром 5000 кВ и изоляцией сопротивление составляет 0,05 МОм. и через некоторое время приходит 0,03 Мом.

0 ответов ОПС,


может кто-нибудь предложить мне угол наклона моей солнечной панели ?? или скажите мне, как я могу узнать фиксированный угол наклона моего солнечного Pannel ?? мои кординаты - 31.503629, 72.993164.

0 ответов


Разница между заземлением, заземлением и нейтралью

1 ответов L & T, DLF,



Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020