Univerzální kartáčovaný motor: charakteristika, konstrukce střídavého motoru, oprava

Téměř všechny typy elektrických zařízení jsou vybaveny výkonnými prvky s mechanickým spínáním. Jejich dobře koordinovaná práce závisí na univerzálním kartáčovaném motoru, který si perfektně poradí s různým zatížením. Aby však taková jednotka fungovala správně, je nutné pečlivě prostudovat nejen její konstrukční vlastnosti, ale také princip fungování.

Stručný popis zařízení

Odborníci jsou zvyklí nazývat tyto elektrické stroje kolektorovým motorem, kde proudový spínač a snímač rotoru jsou jedním a tímtéž prvkem. Je to on, kdo poskytuje spolehlivé spojení různých řetězů ve stacionárním prostoru jednotky s rotorem.

Jeho design se skládá z výkonných kartáčů (jedná se o specifické kontakty posuvného typu, které jsou umístěny v blízkosti rotující části motoru) a kolektor (tato část je výrobcem instalována na pohyblivou jednotku mechanismu).

Hlavní výhody takového prvku lze bezpečně přičíst skutečnosti, že vysoce kvalitní motor se snadno udržuje a obsluhuje, lze jej opravit a má dlouhou životnost. Mezi nedostatky samotní výrobci vyzdvihují skutečnost, že jednotka má nízkou hmotnost a velké procento účinnosti. Tyto dva ukazatele jsou samozřejmě nejčastěji pozitivní, ale ne v této situaci.

Kombinace vysoké rychlosti (může dosáhnout několika tisíc otáček za minutu) a nízké hmotnosti je plná skutečnosti, že pro běžný provoz spotřebitel musíte si navíc pořídit dobrou převodovku. Pokud je auto přestavěno na nižší rychlost, pak může úroveň účinnosti vážně klesnout, což způsobuje problémy s kvalitním chlazením.

Odrůdy sestavy

Komutátorový motor je střídavý točivý elektrický stroj, který snadno přeměňuje stejnosměrný proud na mechanickou energii. K hlavnímu kolektoru je připojeno alespoň jedno vinutí, které se účastní tohoto procesu.

Téměř každý model sestává z takových prvků:

1. Vysoce kvalitní bipolární stator s permanentním magnetem.
2. Profesionální třípólový rotor na specifických ložiskách s kluzným efektem.
3. Měděné desky používané jako kartáče pro kartáčovaný motor.

Je třeba poznamenat, že tato sada je minimální, proto se často nachází v rozpočtových modelech. To platí i pro dětské hračky, které nepotřebují velkou pracovní sílu.

Obvykle v kompletní sadě produktů vyšší kvality přidat několik dalších prvků:

• Vícepólový rotor se speciálními valivými ložisky.
• Čtyři kartáče vyrobené z grafitu, které jsou prezentovány ve formě kolektorové jednotky.
• Čtyřpólový stator, který se skládá z permanentních magnetů.

Takové jednotky používané v moderních autech pro uspořádání kvalitního pohonu ventilátoru chladicího a ventilačního systému, stěračů a pump ostřikovačů čelního skla. V prodeji samozřejmě najdete i složitější jednotky, které se liší nejen výkonem a rozsahem, ale také cenou.

Pokud je výkon elektromotoru do pár stovek wattů, pak jeho kompletní sada nutně obsahuje čtyřpólový stator, který je vyroben ze speciálních magnetů. A zde je kvalitní spojení vinutí lze provést jedním z následujících způsobů:

• Paralelní. V podmínkách kolísavého zatížení zůstávají všechny otáčky stabilní, ale maximální točivý moment je mírně snížen.
• V sérii s rotorem. Tato možnost se liší tím, že maximální moment získává docela působivé ukazatele, ale existuje vysoké riziko poškození motoru, protože jednotka je provozována uživatelem ve velkém revoluce.
• Nezávislé buzení ze samostatného zdroje energie. Pro tuto situaci jsou použity stejné charakteristiky jako u typu paralelního připojení. Je třeba poznamenat, že tato možnost je zřídka používána odborníky.
• Smíšený typ buzení, kdy určitá část stávajícího vinutí je zapojena do série a druhá část je zapojena paralelně. Tato konfigurace úspěšně kombinuje všechny výhody předchozích možností. Tento typ připojení je ideální pro automobilové startéry.

Známí výrobci však zajistili přítomnost univerzálních kolektorových motorů. Jejich klíčovou vlastností je, že perfektně fungují na stejnosměrný i střídavý proud. Aktivně se používají v domácích spotřebičích, elektrickém nářadí a také v železničních vozidlech.

Taková popularita je způsobena skutečností, že mají poměrně malou hmotnost a velikost. Jejich cena je navíc více než dostupná a každý uživatel si může nezávisle nastavit počet otáček potřebných pro práci. Díky tomu patří kolektor elektromotoru do kategorie střídavých zařízení, vykazuje výborné výsledky i u nestabilních zdrojů energie.

Komponentní prvky konstrukce

Abyste správně porozuměli vlastnostem zařízení kolektorového motoru, musíte prostudovat všechny součásti této jednotky. Koneckonců, samotné zařízení je prezentováno ve formě stejnosměrného zařízení, kde jsou vinutí pole zapojena do série. Jsou navrženy pro provoz na střídavý proud v domácnosti.

Bez ohledu na polaritu se motor otáčí vždy pouze jedním směrem. Tato vlastnost je způsobena tím, že sériové zapojení vinutí rotoru a statoru vede k současné změně magnetických pólů. Výsledkem je, že výsledný točivý moment směřuje výhradně stejným směrem.

Vysoká účinnost použití kolektorového elektromotoru je způsobena přítomnost následujících prvků:

• Stacionární část instalace je stator.
• Kotva je nedílnou součástí kolektorové jednotky, ve které se indukuje elektromotorická síla a protéká zatěžovací proud. Je třeba poznamenat, že stator i rotor mohou fungovat jako kotva.
• Induktor je specializovaný budicí systém. Tato část vytváří magnetický tok pro včasné generování točivého momentu. Induktor musí být vybaven budicím vinutím nebo permanentními magnety. Samotný díl může fungovat jako integrální součást statoru nebo rotoru.
• Rotor je rotačním prvkem stroje.
• Kolektor je základní část motoru, která je v kontaktu s kartáči (tyto dvě části rozdělují elektrický proud přes cívky vinutí kotvy).
• Kartáče jsou součástí obvodu, který přenáší elektřinu ze zdroje energie do kotvy. Tyto prvky jsou vyrobeny z odolného grafitu. Stejnosměrný motor může obsahovat jeden pár kartáčů nebo více.

Funkčnost motoru

Schematický diagram kartáčovaného motorového zařízení dokonale ukazuje, jak tato jednotka přeměňuje elektřinu na mechanickou energii a v opačném pořadí. To naznačuje, že takové zařízení lze dokonce použít jako generátor. Když proud prochází vodičem, který se nachází v magnetickém poli, působí na něj určité síly. V tomto případě aktivně funguje pravidlo pravé ruky, které má přímý vliv na konečný výkon motoru. Na tomto principu funguje kolektorová jednotka.

Ve standardním zapojení je jasně ukázáno, že jeden pár vodičů je umístěn v magnetickém poli, jehož proud je směrován různými směry stejně jako síly. Množství, které tvoří, udává točivý moment potřebný pro zařízení. Do kolektorového motoru přidali výrobci také celý komplex přídavných jednotek, které zaručují shodný směr proudu přes póly.

Vzhledem k tomu, že na kotvě je umístěno několik dalších cívek, byla zcela odstraněna nerovnoměrnost zdvihu. Navíc řemeslníci již nemusí používat stejnosměrný proud, protože konvenční magnety byly nahrazeny výkonnějšími cívkami. V konečné fázi výroby nabral točivý moment jeden směr.

Výhody a nevýhody provozu

Pro srovnání použili kvalifikovaní specialisté tyto parametry: obě jednotky byly připojeny k domácí elektrické síti s frekvencí 50 Hz a napětím 220 V. Výkon motoru zařízení je zcela identický. Konečný rozdíl v mechanických parametrech může působit jako obrovské plus nebo jako mínus (vše záleží na tom, jaké požadavky uživatel na pohon klade).

Kolektorový motor má následující výhody oproti stejnosměrné jednotce:

1. Nižší startovací proud, který je zvláště důležitý pro zařízení používaná spotřebiteli v každodenním životě.
2. Jednotku lze připojit přímo do sítě, není absolutně potřeba instalovat příslušenství. Jednotka se stejnosměrným proudem však potřebuje trvalé usměrňování.
3. Vysoká rychlost a úplná absence závislosti na frekvenci sítě.
4. Pokud existuje řídicí obvod, kolektorové zařízení se ukáže jako jednodušší - tyristor a reostat. Když dojde k poruše elektronické části, samotná jednotka zůstane v provozu (ale bude pracovat na plný výkon).

Nezapomeňte na nedostatky, které musí každý spotřebitel pečlivě prostudovat ještě před zakoupením jednotky. Pouze v tomto případě si můžete být jisti, že zařízení splňuje všechny požadavky.

Kolektorový motor má následující nevýhody:

1. Celkové procento účinnosti je výrazně sníženo, protože dochází k indukčnosti a ztrátám v důsledku převrácení magnetizace statoru.
2. Maximální točivý moment byl výrazně snížen.
3. Relativně nízká spolehlivost a krátká životnost.

Jakékoli změny v nastavení jsou možné pouze v případě, že je jednotka vybavena regulátorem otáček. Různá množství dodané elektřiny mohou tento ukazatel změnit pouze o 10 %. Zatímco kvalitní regulátor otáček umožňuje jejich počet několikanásobně snížit. Takové zařízení si můžete vyrobit sami nebo si jej koupit ve specializovaném obchodě. Je ale potřeba ověřit, zda může pracovat v kolektoru s určitým výkonem a počtem otáček. Pokud je regulátor slabý, pak se jednoduše rozbije.

Domácí oprava motoru

Jako každé jiné zařízení může kolektor selhat v tu nejméně vhodnou chvíli. Pokud elektromotor nezvedne stanovený počet otáček nebo se po nastartování hřídel nezačne otáčet, musíte zkontrolovat výkon pojistek. Problém může být způsoben i přerušeným obvodem v kotvě a přetížením zařízení. Poměrně často vede iracionální použití jednotky ke zvýšené spotřebě proudu. Tuto poruchu lze odstranit pouze po kontrole brzdy a mechanické části.

Pokud jednotka během provozu neprodukuje jmenovitý počet otáček, může to být způsobeno nedostatečným síťovým napětím, přetížením a také vysokým budicím proudem. Pokud uživatel zaznamenal nefunkčnost opačného typu, je nutné zkontrolovat elektrický obvod a také odstranit všechny vzniklé závady. V některých případech začne jednotka fungovat až po převinutí motoru.

Když zařízení nefunguje kvůli nesprávnému párování paralel a sériového vinutí, musí uživatel obnovit správné pořadí připojení.

Nezapomeňte na pravidelnou kontrolu napětí v síti, protože otáčky motoru se mohou výrazně zvýšit.