Berücksichtigen Sie spezifische Aspekte des Designs. Wir werden nicht die Produktion einer Perpetuum-Motion-Maschine versprechen, je nach der Art der Schöpfung, die Tesla zugeschrieben wird, aber die Geschichte dürfte interessant sein. Wir werden die Leser nicht mit Clips und Batterien stören, wir empfehlen Ihnen, darüber zu sprechen, wie Sie einen bereits fertigen Motor an Ihre eigenen Ziele anpassen können. Es ist bekannt, dass alle Massenkonstruktionen verwendet werden, aber die moderne Literatur lässt grundlegende Grundlagen als Heck. Die Autoren haben das Lehrbuch des letzten Jahrhunderts studiert und untersucht, wie man einen Elektromotor persönlich herstellt. Jetzt bieten wir an, in das Wissen einzutauchen, das die Basis eines Spezialisten bildet.
Warum werden
-Kommutatormotoren im Alltag häufig eingesetzt? Dies ist wichtig bei der Herstellung von Geräten: Stabmixer, Mischer, Fleischwolf. Unter anderem ist der Asynchronmotor oberhalb von 3000 Umdrehungen pro Minute schwer zu übertakten, für einen Kollektor fehlt diese Einschränkung. Was macht das Gerät nur für die Implementierung der Konstruktionen von Zentrifugal-Entsafter geeignet, ganz zu schweigen von Staubsaugern, bei denen die Geschwindigkeit oft nicht niedriger ist.
Es ist keine Frage, wie der Regler des Elektromotors hergestellt wird. Das Problem ist seit langem gelöst, indem ein Teil des Sinuszyklus der Versorgungsspannung abgeschnitten wird. Dies ist möglich, da für einen Kollektormotor kein Unterschied besteht, ob er mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben wird. Im ersten Fall sinken die Eigenschaften, aber sie nehmen das Phänomen aufgrund der offensichtlichen Vorteile auf. Der Elektromotor des Kollektortyps arbeitet in der Waschmaschine und in der Spülmaschine. Obwohl die Geschwindigkeiten sehr unterschiedlich sind.
Einfach zu machen und umzukehren. Dazu ändert sich die Polarität der Spannung an einer Wicklung( wenn wir beide berühren, bleibt die Drehrichtung gleich).Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Motor mit einer ähnlichen Anzahl von Komponenten herzustellen. Es ist unwahrscheinlich, dass es möglich sein wird, einen Kollektor alleine herzustellen, aber es ist ziemlich realistisch, den Stator aufzuwickeln und aufzuheben. Beachten Sie, dass die Drehzahl von der Anzahl der Rotorabschnitte abhängt( ähnlich der Amplitude der Versorgungsspannung).Und am Stator nur ein Polpaar.
Schließlich kann mit diesem Design ein Universalgerät erstellt werden. Der Motor arbeitet ohne Wechselstrom und Gleichstrom. Es ist nur so, dass die Wicklung eingezogen ist, wenn die Windungen beim Einschalten von der gleichgerichteten Spannung vollständig eingerastet sind und nur im sinusförmigen Teil. Damit können Sie die Nennparameter speichern. Einen primitiven Kollektor-Elektromotor zu machen, sieht nicht nach einer einfachen Aufgabe aus, es ist jedoch möglich, die Parameter vollständig an unsere Bedürfnisse anzupassen.
Funktionsmerkmale von Kollektormotoren
Im Kollektormotor liegt der Stator nicht zu polig. Um genau zu sein, nur zwei - Norden und Süden. Das Magnetfeld dreht sich im Gegensatz zu Asynchronmotoren hier nicht. Stattdessen ändert sich die Position der Pole auf dem Rotor. Dies wird durch die Tatsache sichergestellt, dass sich die Bürsten allmählich durch Abschnitte der Kupfertrommel bewegen. Die spezielle Wicklung der Spulen sorgt für eine einwandfreie Verteilung. Die Pole scheinen um den Rotor zu gleiten und schieben ihn in die richtige Richtung.
Um den Rückwärtsmodus sicherzustellen, ist es ausreichend, die Polarität der Wicklung umzukehren. Der Rotor wird in diesem Fall Anker genannt, und der Stator ist der Erreger. Es ist zulässig, diese Stromkreise parallel oder in Reihe einzuschalten. Dann beginnen sich die Eigenschaften des Geräts erheblich zu ändern. Dies wird durch mechanische Eigenschaften beschrieben, siehe beiliegende Zeichnung, um den Anspruch darzustellen. Die Diagramme für die beiden Fälle sind hier konventionell dargestellt:
Diagramm der Änderungen in den Eigenschaften des Geräts
- Bei paralleler Versorgung von Erreger( Stator) und Anker( Rotor) des Kollektormotors mit Gleichstrom ist seine mechanische Charakteristik nahezu horizontal. Das heißt, wenn sich die Belastung der Welle ändert, bleibt die Nenndrehzahl der Welle erhalten. Dies gilt für Bearbeitungsmaschinen, bei denen die Änderung der Geschwindigkeit die Qualität nicht am besten beeinflusst. Infolgedessen dreht sich das Teil, wenn es zügig mit einem Meißel berührt wird, wie zu Beginn. Wenn das Blockierungsmoment zu stark ansteigt, wird die Bewegung gestört. Der Motor stoppt. Zusammenfassung: Wenn Sie den Motor aus einem Staubsauger für eine Metallbearbeitungsmaschine verwenden möchten, wird vorgeschlagen, die Wicklungen parallel zu verbinden, da bei Haushaltsgeräten eine andere Art der Inklusion dominiert. Und die Situation ist verständlich. Wenn die Wicklungen parallel mit Wechselstrom gespeist werden, bildet sich ein zu hoher induktiver Widerstand. Diese Technik sollte mit Vorsicht angewendet werden.
- Mit einer sequentiellen Stromversorgung von Rotor und Stator hat der Kollektormotor eine reizvolle Eigenschaft - ein großes Drehmoment beim Start. Diese Qualität wird aktiv eingesetzt, um Straßenbahnen, Trolleybusse und wahrscheinlich elektrische Züge zu verhindern. Die Hauptsache ist, dass mit der Erhöhung der Last die Kurven nicht gebrochen werden. Wenn Sie in diesem Modus den Kollektor im Leerlauf starten, steigt die Drehzahl der Welle immens an. Wenn die Leistung niedrig ist - einige zehn Watt -, machen Sie sich keine Sorgen: Die Reibungskraft der Lager und Bürsten, der Anstieg der Induktionsströme und das Phänomen der Kernumkehrung zusammen hemmen das Wachstum eines bestimmten Wertes. Bei Industrieanlagen oder dem oben genannten Staubsauger ist der Drehzahlanstieg, wenn der Motor aus dem Gehäuse genommen wird, eine Lawine. Die Fliehkraft ist so groß, dass die Lasten den Anker brechen können. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie die Kollektormotoren mit sequentieller Erregung starten.
-Kollektormotoren mit Parallelschaltung der Stator- und Rotorwicklungen sind perfekt einstellbar. Durch die Einführung eines Rheostaten in die Erregerkette kann der Impuls erheblich gesteigert werden. Und wenn einer an einem Ankerzweig befestigt ist, verlangsamt sich die Drehung dagegen. Es wird in der Technik massiv eingesetzt, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
Der Aufbau des Kollektor-Motors und seine Verbindung mit Verlusten
Beim Entwurf eines Kollektor-Motors werden Informationen über Verluste berücksichtigt. Es werden drei Typen unterschieden:
- Elektrisch wird als Wärmeverlust bezeichnet, wenn Strom entlang von Leitern fließt. Um diesen Wert zu verringern, bestehen die Wicklungen aus Kupfer mit dem geringsten spezifischen Widerstand der verfügbaren Materialien. Es ist klar, dass es besser ist, Silber zu nehmen, und Gold ist gut, aber zu teuer. Der Wärmeverlust hängt vom Querschnitt ab. Sie können nicht wählen, dass die Dicke der Leiter zu klein ist. Unter diesem Gesichtspunkt ist sie durch die Verlustleistung begrenzt, nicht weniger als die tatsächlich im Motor vorhandene. Andernfalls brennt die Wicklung. Zu dicke Leiter aus Kupfer machen den Motor jedoch voluminös und schwer und zudem teuer. Eine wichtige Ergänzung: Die Motoren müssen von einer Schutzausrüstung begleitet werden. Thermische Abschaltungen oder Relais sind geeignet, im Handel erhältlich. Und die Ansprechwerte werden unterhalb der Temperatur des Wicklungsdurchbruchs( Isolation) ausgewählt. Normalerweise 135 Grad Celsius. Technische Daten zu den Grenztemperaturen der Drähte finden Sie im Datenblatt.
Collectors
- Im Kern des Ankers treten magnetische Verluste auf. Es ist logisch, aus Stahl zu machen, aber das ist inakzeptabel. Es besteht aus isolierten Platten als Kern eines Transformators. Andernfalls wird das Metall, das sich im Magnetfeld des Stators dreht, wie ein Induktionsherd. Die Blätter sind durch eine Lackschicht voneinander getrennt. Verwendeter Elektro-Spezialstahl mit hohem Siliziumgehalt. Dies führt zu einer Erhöhung des spezifischen Widerstands des Materials, was zu einer Abnahme der Werte der Wirbelströme führt. Schließlich wird der Stahl weich und speziell behandelt, um den Restmagnetismus zu reduzieren. Wenn der Motor mit Gleichstrom betrieben wird, können das Gehäuse und der Stator aus massiven Metallstücken hergestellt werden. Wenn die Arbeit von einem 220-V- oder 380-V-Netzwerk ausgeht, werden die angrenzenden Teile mit der Trennschicht Schicht für Schicht durch Lack verbunden.
- Über bereits erwähnte mechanische Verluste. Sie wirken als parasitärer Effekt, zusätzlich sparen sie einen Kollektor-Motor mit niedriger Leistung bei gleichbleibender Erregung vor einem Ausfall. Aufgrund der Tatsache, dass die Geschwindigkeit die Geschwindigkeitsgrenze nicht überschreitet.
Normalerweise wird, wenn der Kollektormotor mit Wechselstrom versorgt wird, eine Reihenschaltung von Wicklungen verwendet. Ansonsten ist der induktive Widerstand zu groß.
Zu dem Vorstehenden fügen wir hinzu, dass der induktive Widerstand der Wicklungen zum Tragen kommt, wenn der Kollektormotor mit Wechselstrom versorgt wird. Bei gleicher Betriebsspannung nimmt daher die Drehzahl ab. Die Pole des Stators und des Gehäuses sind vor magnetischen Verlusten geschützt. Die Notwendigkeit hierfür lässt sich aus einfachen Erfahrungen leicht erkennen: Betreiben Sie einen Kollektor-Motor mit niedriger Leistung über eine Batterie. Sein Körper wird kalt bleiben. Wenn wir jetzt Wechselstrom mit dem früheren Effektivwert anlegen( laut Testerzeugnis), ändert sich das Bild. Nun beginnt sich der Körper des Kollektormotors zu sonnen.
Skizze der Statorsammlung im Querschnitt und an der Seite
Deshalb versuchen sie sogar, das Gehäuse aus Elektroblechen zu montieren, mit Hilfe von BF-2 und Analoga zu nieten oder zu verkleben. Abschließend ergänzen wir das Gesagte mit der Aussage: Blätter werden im Querschnitt gezeichnet. Oft wird der Stator gemäß der in der Abbildung gezeigten Skizze zusammengebaut. In diesem Fall wird die Spule entsprechend dem Muster separat aufgewickelt, dann isoliert und wieder angebracht, was die Montage vereinfacht. Was Techniken angeht, ist es einfacher, Stahl auf einer Plasmamaschine zu schneiden und nicht über den Preis der Veranstaltung nachzudenken.
Es ist einfacher, auf der Müllkippe in der Garage ein vorgefertigtes Formular für die Montage zu finden. Wickeln Sie dann Spulen aus Kupferdraht mit Lackisolierung darunter. Offensichtlich wird der Durchmesser mehr gewählt. Zunächst wird die fertige Spule am ersten Vorsprung des Kerns und dann am zweiten vorgespannt. Drücken Sie den Draht so, dass die Enden einen kleinen Luftspalt aufweisen. Es wird angenommen, dass dies nicht kritisch ist. Bei den beiden extremen Platten werden die scharfen Ecken abgeschnitten, das verbleibende graue Haar wird nach außen gebogen und drückt die Enden der Spirale zusammen. Dies hilft, den Motor nach Werksstandard zu bauen.
Oft( besonders in Mischmaschinen) gibt es einen offenen Statorkern. Dadurch wird die Form des Magnetfelds nicht verzerrt. Da die Stange die einzige ist, darf man keine besondere Kraft erwarten. Die Form des Kerns ähnelt dem Buchstaben P, der sich zwischen den Schenkeln des Buchstabens in einem Magnetfeldrotor dreht. An den richtigen Stellen werden unter dem Gerät Kreisschnitte gemacht. Ein solcher Stator lässt sich leicht aus dem alten Transformator zusammenbauen. Es ist einfacher als einen Elektromotor von Grund auf zu bauen.
Der Kern an der Wickelstelle ist mit einer Stahlhülse und an den Seiten mit dielektrischen Flanschen aus jedem geeigneten Kunststoff isoliert.
