Motore universale a spazzole: caratteristiche, design del motore AC, riparazione

Quasi tutti i tipi di apparecchiature elettriche sono dotati di potenti elementi con commutazione meccanica. Il loro lavoro ben coordinato dipende dal motore universale a spazzole, che si adatta perfettamente a vari carichi. Ma affinché tale unità funzioni correttamente, è necessario studiare attentamente non solo le sue caratteristiche di progettazione, ma anche il principio di funzionamento.

Breve descrizione del dispositivo

Gli esperti sono abituati a chiamare quelle macchine elettriche un motore collettore in cui l'interruttore di corrente e il sensore del rotore sono lo stesso elemento. È lui che fornisce un collegamento affidabile di varie catene nel vano fisso dell'unità con il rotore.

Il suo design è costituito da potenti pennelli (si tratta di specifici contatti di tipo scorrevole, che si trovano in prossimità della parte rotante del motore) e del collettore (questa parte è installata dal costruttore sull'unità mobile del meccanismo).

I principali vantaggi di un tale elemento possono essere tranquillamente attribuiti al fatto che un motore di alta qualità è facile da mantenere e utilizzare, suscettibile di riparazione e ha una lunga durata. Tra le carenze, i produttori stessi evidenziano il fatto che l'unità ha un peso ridotto e una grande percentuale di efficienza. Naturalmente, molto spesso questi due indicatori sono positivi, ma non in questa situazione.

La combinazione di alta velocità (può raggiungere diverse migliaia di giri al minuto) e peso ridotto è irta del fatto che per il normale funzionamento il consumatore è necessario acquistare anche un buon cambio. Se l'auto viene ricostruita a una velocità inferiore, il livello di efficienza può seriamente diminuire, causando problemi con il raffreddamento di qualità.

Varietà della scaletta

Il motore del commutatore è una macchina elettrica rotante CA che converte facilmente la corrente CC in energia meccanica. Almeno un avvolgimento che partecipa a questo processo è collegato al collettore principale.

Quasi tutti i modelli consiste di tali elementi:

1. Statore bipolare a magneti permanenti di alta qualità.
2. Rotore professionale tripolare su cuscinetti specifici ad effetto strisciante.
3. Piastre di rame utilizzate come spazzole per il motore spazzolato.

Va notato che questo set è minimo, motivo per cui si trova spesso nei modelli di budget. Questo vale anche per i giocattoli per bambini, che non richiedono molta potenza di lavoro.

In un set completo di prodotti di qualità superiore, di solito aggiungi qualche altro elemento:

• Rotore multipolare con cuscinetti volventi speciali.
• Quattro spazzole in grafite, presentate sotto forma di un'unità di raccolta.
• Uno statore a quattro poli costituito da magneti permanenti.

Tali unità utilizzato nelle auto moderne per la disposizione di un azionamento di alta qualità per la ventola del sistema di raffreddamento e ventilazione, tergicristalli e pompe lavacristallo. Naturalmente, in vendita puoi anche trovare unità più complesse che differiscono non solo per prestazioni e portata, ma anche per il prezzo.

Se la potenza del motore elettrico è di poche centinaia di watt, il suo set completo include necessariamente uno statore a quattro poli, che è fatto di magneti speciali. Ed ecco una connessione di avvolgimento di alta qualità può essere fatto in uno dei seguenti modi:

• Parallelo. In condizioni di carico fluttuante, tutti i giri rimangono stabili, ma la coppia massima è leggermente ridotta.
• In serie con il rotore. Questa opzione differisce dal fatto che il momento massimo acquisisce indicatori piuttosto impressionanti, ma vi è un elevato rischio di danni al motore, poiché l'unità viene azionata dall'utente su grandi rivoluzioni.
• Eccitazione indipendente da un alimentatore separato. Per questa situazione vengono utilizzate le stesse caratteristiche del tipo di connessione parallela. Va notato che questa opzione è usata raramente dagli specialisti.
• Tipo misto di eccitazione, quando una certa parte dell'avvolgimento esistente è collegata in serie e la seconda parte è collegata in parallelo. Questa configurazione combina con successo tutti i vantaggi delle opzioni precedenti. Questo tipo di connessione è ideale per i principianti dell'auto.

Ma noti produttori hanno previsto la presenza di motori collettori universali. La loro caratteristica fondamentale è che funzionano perfettamente sia a corrente continua che alternata. Sono utilizzati attivamente negli elettrodomestici, negli utensili elettrici e nei veicoli ferroviari.

Tale popolarità è dovuta al fatto che hanno un peso e una dimensione abbastanza piccoli. Inoltre il loro prezzo è più che abbordabile e ogni utente può impostare autonomamente il numero di giri necessari per il lavoro. Per questo motivo, il collettore del motore elettrico appartiene alla categoria dei dispositivi CA, mostra ottimi risultati anche con fonti di energia instabili.

Elementi componenti la struttura

Per comprendere correttamente le caratteristiche del dispositivo motore del collettore, è necessario studiare tutte le parti componenti di questa unità. Dopotutto, il dispositivo stesso è presentato sotto forma di un dispositivo a corrente continua, in cui gli avvolgimenti di campo sono collegati in serie. Sono progettati per funzionare con alimentazione domestica CA.

Indipendentemente dalla polarità, il motore ruota sempre in un solo senso. Questa caratteristica è dovuta al fatto che il collegamento in serie degli avvolgimenti di rotore e statore porta a un cambiamento simultaneo dei poli magnetici. Di conseguenza, la coppia risultante è diretta esclusivamente nella stessa direzione.

L'elevata efficienza di utilizzo del motore elettrico del collettore è dovuta a la presenza dei seguenti elementi:

• Lo statore è la parte fissa dell'impianto.
• L'armatura è parte integrante dell'unità di collettore, in cui viene indotta la forza elettromotrice e scorre la corrente di carico. Va notato che sia lo statore che il rotore possono fungere da ancora.
• Un induttore è un sistema di eccitazione specializzato. Questa parte crea un flusso magnetico per la generazione tempestiva di una coppia. L'induttore deve essere dotato di un avvolgimento di eccitazione o di magneti permanenti. La parte stessa può fungere da parte integrante dello statore o del rotore.
• Il rotore è l'elemento rotante della macchina.
• Il collettore è la parte base del motore, che è a contatto con le spazzole (queste due parti distribuiscono la corrente elettrica sulle bobine di avvolgimento dell'indotto).
• Le spazzole fanno parte del circuito che trasporta l'elettricità dalla fonte di alimentazione all'armatura. Questi elementi sono realizzati in resistente grafite. Un motore DC può contenere da una coppia di spazzole o più.

Funzionalità del motore

Un diagramma schematico di un dispositivo con motore a spazzole dimostra perfettamente come questa unità converte l'elettricità in energia meccanica e in ordine inverso. Ciò suggerisce che un tale dispositivo può essere utilizzato anche come generatore. Quando la corrente passa attraverso un conduttore che si trova in un campo magnetico, vengono applicate determinate forze. In questo caso, la regola della mano destra funziona attivamente, il che ha un impatto diretto sulla potenza finale del motore. L'unità di collettore funziona secondo questo principio.

Nel circuito standard, è chiaramente mostrato che una coppia di conduttori è posta in un campo magnetico, la cui corrente è diretta in direzioni diverse allo stesso modo delle forze. La quantità formata da loro dà la coppia richiesta per l'attrezzatura. Nel motore del collettore, i produttori hanno anche aggiunto un intero complesso di unità aggiuntive che garantiscono l'identica direzione della corrente sui poli.

A causa del fatto che molte più bobine si trovano sull'ancora, l'irregolarità della corsa è stata completamente eliminata. Inoltre, gli artigiani non hanno più bisogno di utilizzare la corrente continua, poiché i magneti convenzionali sono stati sostituiti con bobine più potenti. Nella fase finale della produzione, la coppia ha preso un'unica direzione.

Pro e contro dell'operazione

Per confronto, specialisti qualificati hanno utilizzato i seguenti parametri: entrambe le unità erano collegate a una rete elettrica domestica con una frequenza di 50 Hz e una tensione di 220 V. La potenza del motore dei dispositivi è completamente identica. La differenza risultante nei parametri meccanici può agire come un enorme vantaggio o un aspetto negativo (tutto dipende da ciò che l'utente richiede all'azionamento).

Motore collettore presenta i seguenti vantaggi rispetto a un'unità CC:

1. Una corrente di avviamento inferiore, che è particolarmente importante per le apparecchiature utilizzate dai consumatori nella vita di tutti i giorni.
2. L'unità può essere collegata direttamente alla rete, non è assolutamente necessario installare accessori. Ma l'unità con corrente continua ha bisogno di una rettifica continua.
3. Alta velocità e completa assenza di dipendenza dalla frequenza di rete.
4. Se è presente un circuito di controllo, il dispositivo di raccolta risulta più semplice: un tiristore e un reostato. Quando una parte elettronica si guasta, l'unità stessa rimane operativa (ma funzionerà a pieno regime).

Non dimenticare le carenze che devono essere attentamente studiate da ciascun consumatore anche prima di acquistare l'unità. Solo in questo caso, puoi essere sicuro che il dispositivo soddisfi tutti i requisiti.

Motore collettore presenta i seguenti svantaggi:

1. La percentuale complessiva di efficienza è notevolmente ridotta, poiché vi sono induttanze e perdite dovute all'inversione della magnetizzazione dello statore.
2. La coppia massima è stata notevolmente ridotta.
3. Affidabilità relativamente bassa e breve durata.

Eventuali modifiche alle impostazioni sono possibili solo se l'unità è dotata di un regolatore di velocità. Diverse quantità di elettricità fornita possono modificare questo indicatore solo del 10%. Mentre un controller di velocità di alta qualità ti consente di ridurne il numero di diverse volte. Puoi realizzare tu stesso un dispositivo del genere o acquistarlo in un negozio specializzato. Ma devi verificare se può funzionare nel collettore con una certa potenza e numero di giri. Se il regolatore è debole, si romperà semplicemente.

Riparazione del motore a casa

Come qualsiasi altro dispositivo, il collezionista può fallire nel momento più inopportuno. Se il motore elettrico non rileva il numero di giri specificato o, dopo l'avviamento, l'albero non inizia a girare, è necessario verificare le prestazioni dei fusibili. Il problema può anche essere causato da un circuito aperto nell'armatura e dal sovraccarico del dispositivo. Molto spesso, l'uso irrazionale dell'unità porta ad un aumento del consumo di corrente. Questo malfunzionamento può essere eliminato solo dopo aver ispezionato il freno e la parte meccanica.

Se durante il funzionamento l'unità non produce il numero di giri nominale, ciò potrebbe essere causato da una tensione di rete insufficiente, sovraccarico e corrente di eccitazione elevata. Se l'utente ha notato un'inoperabilità del tipo opposto, è necessario controllare il circuito elettrico e anche eliminare tutti i difetti formati. In alcuni casi, l'unità inizia a funzionare solo dopo aver riavvolto il motore.

Quando il dispositivo non funziona a causa di un accoppiamento errato di paralleli e avvolgimenti di campo in serie, l'utente deve ripristinare l'ordine corretto delle connessioni.

Non dimenticare di controllare regolarmente la tensione nella rete, poiché la velocità del motore può aumentare in modo significativo.