Universal-Bürstenmotor: Eigenschaften, AC-Motordesign, Reparatur

Fast alle Arten von elektrischen Geräten sind mit leistungsstarken Elementen mit mechanischer Schaltung ausgestattet. Ihre gut koordinierte Arbeit hängt vom universellen Bürstenmotor ab, der verschiedene Belastungen perfekt bewältigt. Damit ein solches Gerät jedoch ordnungsgemäß funktioniert, müssen nicht nur seine Konstruktionsmerkmale, sondern auch das Funktionsprinzip sorgfältig untersucht werden.

Kurzbeschreibung des Gerätes

Fachleute sind es gewohnt, solche elektrischen Maschinen als Kollektormotor zu bezeichnen, bei denen der Stromschalter und der Rotorsensor ein und dasselbe Element sind. Er sorgt für eine zuverlässige Verbindung verschiedener Ketten im festen Fach des Aggregats mit dem Rotor.

Sein Design besteht aus kräftigen Bürsten (dies sind spezielle Schleifkontakte, die sich in der Nähe des rotierenden Teils des Motors befinden) und des Kollektors (dieser Teil wird vom Hersteller an der beweglichen Einheit des Mechanismus installiert).

Die Hauptvorteile eines solchen Elements sind sicher darauf zurückzuführen, dass ein hochwertiger Motor einfach zu warten und zu bedienen, reparaturfreundlich ist und eine lange Lebensdauer hat. Unter den Mängeln heben die Hersteller selbst hervor, dass das Gerät ein geringes Gewicht und einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Natürlich sind diese beiden Indikatoren meistens positiv, aber nicht in dieser Situation.

Die Kombination aus hoher Drehzahl (kann mehrere tausend Umdrehungen pro Minute erreichen) und geringem Gewicht ist damit behaftet, dass der Verbraucher im Normalbetrieb Sie müssen zusätzlich ein gutes Getriebe kaufen. Wenn das Auto mit einer niedrigeren Geschwindigkeit umgebaut wird, kann der Wirkungsgrad ernsthaft sinken, was zu Problemen mit der Qualitätskühlung führt.

Sorten der Aufstellung

Der Kommutatormotor ist eine rotierende elektrische Wechselstrommaschine, die Gleichstrom leicht in mechanische Energie umwandelt. Mindestens eine an diesem Vorgang beteiligte Wicklung ist mit dem Hauptkollektor verbunden.

Fast jedes Modell besteht aus solchen Elementen:

1. Hochwertiger bipolarer Permanentmagnet-Stator.
2. Professioneller dreipoliger Rotor auf speziellen Lagern mit Gleiteffekt.
3. Kupferplatten als Bürsten für den Bürstenmotor.

Es ist zu beachten, dass dieses Set minimal ist, weshalb es oft in Budgetmodellen zu finden ist. Dies gilt auch für Kinderspielzeug, das nicht viel Arbeitskraft benötigt.

In einem kompletten Satz hochwertiger Produkte, normalerweise füge noch ein paar Elemente hinzu:

• Mehrpoliger Rotor mit speziellen Wälzlagern.
• Vier Bürsten aus Graphit, die sich in Form einer Kollektoreinheit präsentieren.
• Ein vierpoliger Stator, der aus Permanentmagneten besteht.

Solche Einheiten in modernen Autos verwendet zur Anordnung eines hochwertigen Antriebs für Lüfter des Kühl- und Belüftungssystems, Wischer und Scheibenwaschpumpen. Im Angebot finden Sie natürlich auch komplexere Einheiten, die sich nicht nur in Leistung und Umfang, sondern auch im Preis unterscheiden.

Wenn die Leistung des Elektromotors innerhalb weniger hundert Watt liegt, enthält sein komplettes Set notwendigerweise einen vierpoligen Stator, der aus speziellen Magneten besteht. Und hier eine hochwertige Wickelverbindung kann auf eine der folgenden Arten erfolgen:

• Parallel. Bei schwankender Last bleiben alle Umdrehungen stabil, das maximale Drehmoment wird jedoch leicht reduziert.
• In Reihe mit dem Rotor. Diese Option unterscheidet sich darin, dass der maximale Moment ziemlich beeindruckende Indikatoren erhält, aber Es besteht ein hohes Risiko von Motorschäden, da das Gerät vom Benutzer auf großen Revolutionen.
• Unabhängige Erregung durch eine separate Stromversorgung. Für diese Situation werden die gleichen Eigenschaften wie bei der Parallelschaltung verwendet. Es ist zu beachten, dass diese Option von Spezialisten selten verwendet wird.
• Mischerregung, wenn ein bestimmter Teil der vorhandenen Wicklung in Reihe geschaltet ist und der zweite Teil parallel geschaltet ist. Diese Konfiguration kombiniert erfolgreich alle Vorteile der vorherigen Optionen. Diese Art der Verbindung ist ideal für Autostarter.

Namhafte Hersteller haben jedoch für das Vorhandensein von universellen Kollektormotoren gesorgt. Ihr Hauptmerkmal ist, dass sie sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom perfekt funktionieren. Sie werden aktiv in Haushaltsgeräten, Elektrowerkzeugen sowie in Schienenfahrzeugen eingesetzt.

Diese Popularität ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass sie ein relativ geringes Gewicht und eine relativ geringe Größe haben. Darüber hinaus ist ihr Preis mehr als erschwinglich und jeder Benutzer kann die für die Arbeit erforderliche Umdrehungszahl unabhängig einstellen. Aus diesem Grund gehört der Elektromotorkollektor zur Kategorie der AC-Geräte, er zeigt auch bei instabilen Energiequellen hervorragende Ergebnisse.

Bestandteile der Struktur

Um die Funktionen des Kollektormotorgeräts richtig zu verstehen, müssen Sie alle Komponenten dieses Geräts studieren. Schließlich wird das Gerät selbst in Form eines Gleichstromgeräts präsentiert, bei dem Feldwicklungen in Reihe geschaltet sind. Sie sind für den Betrieb mit AC-Haushaltsstrom ausgelegt.

Unabhängig von der Polarität dreht der Motor immer nur in eine Richtung. Dies liegt daran, dass die Reihenschaltung der Rotor- und Statorwicklungen zu einem gleichzeitigen Wechsel der Magnetpole führt. Dadurch ist das resultierende Drehmoment ausschließlich in die gleiche Richtung gerichtet.

Die hohe Effizienz der Verwendung des Kollektor-Elektromotors beruht auf das Vorhandensein der folgenden Elemente:

• Der Stator ist der stationäre Teil der Anlage.
• Der Anker ist integraler Bestandteil der Kollektoreinheit, in der die elektromotorische Kraft induziert wird und der Laststrom fließt. Es ist zu beachten, dass sowohl der Stator als auch der Rotor als Anker wirken können.
• Ein Induktor ist ein spezialisiertes Erregungssystem. Dieser Teil erzeugt einen magnetischen Fluss zur rechtzeitigen Erzeugung eines Drehmoments. Die Induktivität muss mit einer Erregerwicklung oder Permanentmagneten ausgestattet sein. Das Teil selbst kann als integraler Bestandteil des Stators oder Rotors wirken.
• Der Rotor ist das rotierende Element der Maschine.
• Der Kollektor ist das Basisteil des Motors, das mit den Bürsten in Kontakt steht (diese beiden Teile verteilen den elektrischen Strom über die Ankerwicklungsspulen).
• Bürsten sind Teil des Stromkreises, der Strom von der Stromquelle zum Anker führt. Diese Elemente sind aus strapazierfähigem Graphit gefertigt. Ein Gleichstrommotor kann ein Bürstenpaar oder mehr enthalten.

Funktionalität des Motors

Ein schematisches Diagramm eines Bürstenmotorgeräts zeigt perfekt, wie dieses Gerät Elektrizität in mechanische Energie und in umgekehrter Reihenfolge umwandelt. Dies legt nahe, dass ein solches Gerät sogar als Generator verwendet werden kann. Wenn Strom durch einen Leiter fließt, der sich in einem Magnetfeld befindet, werden bestimmte Kräfte auf ihn ausgeübt. In diesem Fall wirkt die Regel der rechten Hand aktiv, was sich direkt auf die endgültige Motorleistung auswirkt. Die Kollektoreinheit funktioniert nach diesem Prinzip.

In der Standardschaltung ist deutlich zu erkennen, dass ein Leiterpaar in ein magnetisches Feld gelegt wird, dessen Strom ebenso wie die Kräfte in verschiedene Richtungen gelenkt wird. Der von ihnen gebildete Betrag gibt das für das Gerät erforderliche Drehmoment an. Beim Kollektormotor haben die Hersteller zudem einen ganzen Komplex von Zusatzaggregaten eingebaut, die eine identische Stromrichtung über die Pole garantieren.

Durch die Tatsache, dass sich mehrere weitere Spulen auf dem Anker befinden, wurde die Unebenheit des Hubs vollständig beseitigt. Außerdem müssen die Handwerker keinen Gleichstrom mehr verwenden, da herkömmliche Magnete durch leistungsstärkere Spulen ersetzt wurden. In der Endphase der Produktion nahm das Drehmoment eine einzige Richtung.

Vor- und Nachteile der Bedienung

Zum Vergleich nutzten qualifizierte Fachkräfte folgende Parameter: Beide Geräte wurden an ein Hausstromnetz mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 220 V angeschlossen. Die Motorleistung der Geräte ist komplett identisch. Der letzte Unterschied in den mechanischen Parametern kann als großes Plus oder Minus wirken (alles hängt davon ab, welche Anforderungen der Benutzer an den Antrieb stellt).

Kollektormotor hat folgende Vorteile gegenüber einem DC-Gerät:

1. Ein niedriger Anlaufstrom, der besonders wichtig für die Geräte ist, die von Verbrauchern im täglichen Leben verwendet werden.
2. Das Gerät kann direkt an das Netzwerk angeschlossen werden, die Installation von Zubehör ist absolut nicht erforderlich. Das Gerät mit Gleichstrom benötigt jedoch eine kontinuierliche Gleichrichtung.
3. Schnelle Geschwindigkeit und völlige Unabhängigkeit von der Netzfrequenz.
4. Wenn eine Steuerschaltung vorhanden ist, stellt sich die Kollektorvorrichtung als einfacher heraus - ein Thyristor und ein Rheostat. Wenn ein elektronisches Teil ausfällt, bleibt das Gerät selbst betriebsbereit (aber arbeitet mit voller Leistung).

Vergessen Sie nicht die Mängel, die jeder Verbraucher schon vor dem Kauf des Geräts sorgfältig prüfen muss. Nur in diesem Fall können Sie sicher sein, dass das Gerät alle Anforderungen erfüllt.

Kollektormotor hat folgende Nachteile:

1. Der Gesamtwirkungsgrad wird deutlich reduziert, da Induktivität und Verluste aufgrund der Ummagnetisierung des Stators auftreten.
2. Das maximale Drehmoment wurde deutlich reduziert.
3. Relativ geringe Zuverlässigkeit und kurze Lebensdauer.

Änderungen der Einstellungen sind nur möglich, wenn das Gerät mit einem Geschwindigkeitsregler ausgestattet ist. Unterschiedliche Mengen an geliefertem Strom können diesen Indikator nur um 10 % ändern. Während Sie mit einem hochwertigen Geschwindigkeitsregler ihre Anzahl um ein Vielfaches reduzieren können. Sie können ein solches Gerät selbst herstellen oder in einem Fachgeschäft kaufen. Sie müssen jedoch prüfen, ob es im Kollektor mit einer bestimmten Leistung und Drehzahl funktionieren kann. Wenn der Regler schwach ist, geht er einfach kaputt.

Motorreparatur zu Hause

Wie jedes andere Gerät kann der Kollektor im ungünstigsten Moment ausfallen. Wenn der Elektromotor nicht die angegebene Drehzahl aufnimmt oder sich die Welle nach dem Start nicht dreht, müssen Sie die Leistung der Sicherungen überprüfen. Das Problem kann auch durch einen offenen Stromkreis im Anker und eine Überlastung des Geräts verursacht werden. Nicht selten führt der irrationale Gebrauch des Gerätes zu einem erhöhten Stromverbrauch. Diese Störung kann nur nach Überprüfung der Bremse und des mechanischen Teils behoben werden.

Wenn das Gerät während des Betriebs nicht die Nenndrehzahl erreicht, kann dies an zu geringer Netzspannung, Überlastung sowie hohem Erregerstrom liegen. Wenn der Benutzer eine Funktionsstörung der entgegengesetzten Art bemerkt, ist es notwendig, den Stromkreis zu überprüfen und auch alle gebildeten Defekte zu beseitigen. In einigen Fällen beginnt das Gerät erst nach dem Zurückspulen des Motors zu funktionieren.

Wenn das Gerät aufgrund einer falschen Paarung von Parallelen und Reihenfeldwicklung nicht funktioniert, muss der Benutzer die richtige Reihenfolge der Verbindungen wiederherstellen.

Vergessen Sie nicht, regelmäßig die Spannung im Netz zu überprüfen, da die Motordrehzahl erheblich ansteigen kann.