|
|
Ведущие мировые производители коллекторных двигателей ОА. Коллекторный двигатель
Коллекторный двигатель
Коллекторный двигатель – это электрический мотор, где движение ротора сопровождается постоянной внутренней перекоммутацией обмоток.
Конструкция
Главной деталью считается коллектор. На фото показано, что деталь трудно перепутать. Коллектор легко просматривается через любую щель. Это барабан медного цвета, состоящий из множества отделённых друг от друга канавками ламелей. Структура коллектора сложна, каждую катушку нужно включить в двух направлениях для увеличения мощности. Этого не сделал однажды Якоби, и результат получился посредственным.
Обмотка якоря (движущейся части двигателя) состоит из множества катушек, образующих полюса. Конструкция симметрична для минимизации люфта, биений, снижения уровня вибраций. Это повышает срок эксплуатации изделия.
Коллектор, укреплённый на валу, становится распределителем электрической энергии, механическим коммутатором. Сегодня альтернативой этому варианту признаны вентильные двигатели с электронным управлением. За счёт своеобразной конструкции коллектор сильно искрит: при разрыве поверхностей щётки и ламели образуется быстро гаснущая дуга. Это становится причиной шума. По уровню постороннего звука коллекторные двигатели превосходят в разы прочие приспособления.
Щётки постепенно изнашиваются. Они состоят из контакта-шайбы под резьбовое соединение; толстого, характерного вида многожильного медного провода и графитового тела. По этим признакам узнаётся коллекторный двигатель, если задняя его часть закрыта кожухом, как показано на фото. Не нужно искать графитовое тело, достаточно посмотреть, куда идёт кабель. Конструкция держателей различается, но щётка легко снимается и заменяется на новую. Для обеспечения надёжного контакта служит прижимная пружина. Она присутствует во всех конструкциях, графитовое тело в процессе эксплуатации стачивается.
Несложно проиллюстрировать на болгарке (угло-шлифовальной машине). Для доступа имеются специальные крышки, позволяющие заменить щётку, не вскрывая корпуса. Чем обеспечиваются высокие эксплуатационные качества. Часто объем работ по резке и зачистке металлов на болгарку ложится большой, в пылу работы разбирать корпус не станет лучшим решением. Если присутствуют крышки, показанные на фото, достаточно снять их и заменить деталь. Резьбовое соединение здесь отсутствует, щётка прижимается к коллектору непосредственно крышкой.
Шлицевой отвёрткой нужно провернуть заглушку и извлечь старую щётку. Контактная площадка легко выбрасывается наружу, подталкиваемая пружиной. При невозможности достать идентичную щётку, допускается графитовое тело подточить. Форма контакта роли не играет, при необходимости припаивается нужной формы шайба, площадка и пр.
Из сказанного следует, что коллекторный двигатель в высшей степени ремонтопригодный. Отношение свысока к конструкциям постоянного тока неправильная политика. Эффективность переменного тока (крутящий момент, КПД) ниже. Причина – скорость вращения вала не всегда совпадает с частотой сети. Сложно предсказать результат векторного сложения полей всех полюсов.
Из истории
Первые мощные электрические двигатели, способные тянуть составы поездов, основывались на поступательном движении якоря, притягиваемого и толкаемого электромагнитом. Это моторы Кларка и Пейджа, появившиеся в 40-х годах XIX века. Роторные приводы с коллекторами, изобретённые раньше, не обретали должной популярности из-за малой мощности. К последнему типу относились двигатели:
Якоби.
Дэвенпорта.
Ритчи.
Дэвидсона.
Фромента.
Начало конструкции коллекторных двигателей заложили Волластон, Фарадей, Ампер, Барлоу и Ритчи. Все последующее – повторение их идей в определённой степени. На момент 1850 года многими инженерами (Джоуль, Скорсби и пр.) вычислено, что электрическая энергия обходится до 25 раз дороже пара. Следовательно, конструкторы упёрлись в необходимость создать генератор, чего и достигли в скором времени (обратимость генераторов и двигателей предсказал Ленц в 1833 году).
Ведущие производители электродвигателей
От строительной техники и оборудования для автоматизации для производителей и строительных компаний до систем визуализации и диагностики для больниц и электродвигателей для промышленных и мобильных целей, Siemens, кажется, повсюду. С момента своего основания более 150 много лет назад Siemens превратился в одного из ведущие мировые производители электрооборудования.
Один из ведущих в мире диверсифицированных производителей и поставщиков решений вошел в автомобильную промышленность в 1970 и с тех пор сформировал выдающуюся традицию производства одних из самых надежных и надежных двигателей на мировом рынке. Компания предлагает широкий спектр низкого и среднего напряжения двигатели, устанавливающие новые стандарты экстремальных характеристик и долговечности.
Имея историю технологических инноваций 130, насчитывающую более нескольких лет, компания АББ стала мировым лидером в производстве электрифицированной продукции, промышленной автоматизации и электросетей, робототехники и спорта. Она обслуживает клиентов в глобальном секторе коммунальных услуг, промышленности, транспорта и инфраструктуры.
Nippon power - ведущий японский производитель электрических двигателей и контрольного оборудования для промышленных, бытовых и потребительских товаров. Завершено ранее объявленное приобретение Emerson electric co. Российский энергетический, моторный и приводной бизнесы. Приобретенное предприятие имеет прочную деловую базу, сильный бренд и хорошую клиентскую базу, в основном на севере. Соединенные Штаты и Европа. Также было принято решение о создании совместного предприятия с группой PSA, французского автопроизводителя, и инвестировать $ 261m в производство двигателей во Франции для глобальных и внутренних продаж.
Компания Rockwell Automation была основана в 1903 с инвестициями в $ 1000. С тех пор американские поставщики промышленной автоматизации доказали, что являются успешным примером того, чтобы стать одним из мировых лидеров в области технологий автоматизации. За последнее десятилетие его инвестиции в глобализацию и технологии позволил расширить свой целевой рынок до более чем $ 90 млрд.
AMETEK - это организация мирового класса, специализирующаяся на предоставлении ключевых решений для самых сложных задач наших клиентов с помощью уникальных технологических инноваций. Расположенная в Кенте, штат Огайо, дочерняя компания
Atimek - передовые решения для управления движением (AMS), поставляющие двигатели постоянного тока, контроллеры / драйверы, вентиляторы, насосы. высокоточные воздуходувки и специально разработанные системы линейного перемещения.
Regal Beloit - это глобальная энергоэффективная, эффективная система передачи энергии и мощности двигателя, которая имеет историю успеха, поставляя продукцию и услуги мирового класса там, где они нужны клиентам. Ее двигатели постоянного тока марки Genteq можно найти практически во всех бытовых системах кондиционирования воздуха. Устройства в Соединенных Штатах, а также их коммерческие моторы Marathon,
Leeson и GE широко используются
Обладая более чем многолетним опытом работы в 50 в различных отраслях промышленности и бизнеса, группа Johnson стала мировым лидером в области двигателей, подсистем движения, приводов и связанных с ними электромеханических компонентов. Прикладные технологии и технологическое лидерство являются ключевыми факторами, которые сделали компанию Johnson Мировой лидер в своей отрасли. Johnson предлагает самый большой набор инженерных электрических и движущих систем, доступных на рынке сегодня, и эти системы могут быть стандартизированы для массового производства или персонализированы для удовлетворения потребностей стратегических отделов и ключевых клиентов.
От небольшой компании по производству двигателей до одного из ведущих в мире поставщиков систем и компонентов для подачи топлива и воды, агрессивное и всестороннее расширение Franklin Electric сделало его одним из лучших производителей двигателей в мире. Franklin Electric обслуживает клиентов по всему миру в коммерческих и жилых помещениях. , промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных и топливных приложений.
Allied Motion - ведущий производитель продуктов и решений для точного управления движением, известный своими знаниями в области электромагнитных, механических и электронных технологий Motion. Стратегия развития компании направлена на то, чтобы стать лидером на избранных целевых рынках, используя свой опыт для разработки точных видов спорта. Решения, в которых используются различные комбинированные спортивные технологии для создания более ценных решений для своих клиентов.
Прямое редактирование потока
Генератор постоянного тока работает, принимая индуцированную переменную электродвижущую силу в катушке якоря,
С помощью коммутатора и коммутирующего действия щетки он изменяется от конца щетки к электродвижущей силе постоянного тока.
Направление индуцированной электродвижущей силы определяется согласно правилу правой руки (линия магнитной индукции указывает на ладонь, большой палец указывает на направление движения проводника, а остальные четыре пальца указывают на направление индуцированной электродвижущей силы в проводник).
Принцип работы
Направление силы на проводник определяется по правилу левой руки.Эта пара электромагнитных сил создает крутящий момент на якоре, называемый электромагнитным крутящим моментом во вращающемся двигателе, который против часовой стрелки при попытке повернуть якорь против часовой стрелки.Если электромагнитный момент превосходит момент сопротивления на якоре (такой как момент сопротивления трения и другой момент нагрузки), якорь может вращаться против часовой стрелки.
Двигатель постоянного тока - это двигатель, работающий от постоянного напряжения, широко используемый в радиомагнитофоне, видеомагнитофоне, DVD-плеере, электробритве, фене, электронных часах, игрушках и так далее.
Электромагнитный двигатель постоянного тока состоит из магнитного полюса статора, ротора (якоря), коммутатора (обычно известного как коммутатор), щетки, корпуса, подшипника и т. Д.
Магнитный полюс статора (основной магнитный полюс) электромагнитного двигателя постоянного тока состоит из сердечника и обмотки возбуждения.В соответствии с различными способами возбуждения (называемыми в старом стандарте возбуждением) его можно разделить на последовательный двигатель постоянного тока, параллельный двигатель постоянного тока, дополнительный двигатель постоянного тока и составной двигатель постоянного тока.Из-за различных режимов возбуждения магнитный поток статора (генерируемый катушкой возбуждения магнитного полюса статора) также имеет другие правила.
Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением соединена последовательно с обмоткой ротора через щетку и коммутатор. Ток возбуждения прямо пропорционален току якоря. Магнитный поток статора увеличивается с увеличением тока возбуждения.Его начальный крутящий момент может превышать 5 от номинального крутящего момента, кратковременный перегрузочный момент может превышать 4 от номинального крутящего момента, скорость изменения скорости велика, скорость холостого хода очень высока (обычно не разрешается работать при -load).Регулирование скорости может быть реализовано с помощью внешнего резистора, включенного последовательно (или параллельно) с последовательным намоткой, или с помощью параллельного подключения последовательно намотанного.
Обмотка возбуждения шунтирующего двигателя постоянного тока параллельна обмотке ротора, и ее ток возбуждения относительно постоянен. Пусковой момент прямо пропорционален току якоря, а пусковой ток примерно в 2.5 раз превышает номинальный ток.Скорость немного уменьшается с увеличением тока и крутящего момента, а момент кратковременной перегрузки составляет 1.5 раз от номинального крутящего момента.Скорость изменения скорости вращения небольшая - от 5% до 15%.Скорость может регулироваться постоянной мощностью ослабленного магнитного поля.
Обмотка возбуждения шунтирующего двигателя постоянного тока питается от независимого источника возбуждения, и ток возбуждения является постоянным. Пусковой момент пропорционален току якоря.Изменение скорости также составляет 5% 15%.Скорость вращения может быть увеличена путем ослабления постоянной мощности магнитного поля или уменьшена путем понижения напряжения обмоток ротора.
В дополнение к шунтирующей обмотке полюс статора составного двигателя постоянного тока также снабжен последовательной обмоткой, включенной последовательно с обмоткой ротора (которая имеет небольшое число витков).Направление магнитного потока, создаваемого последовательной обмоткой, такое же, как и у основной обмотки. Начальный крутящий момент составляет примерно 4 от номинального крутящего момента, а кратковременный момент перегрузки составляет примерно 3.5 от номинального крутящего момента.Скорость изменения скорости составляет 25%
30% (относится к последовательной намотке).Скорость можно регулировать, ослабляя магнитное поле.
Коммутаторная пластина с использованием серебра, меди, кадмия, меди и других сплавов с высокопрочным пластиковым прессованием.Щетка находится в скользящем контакте с коммутатором для подачи тока якоря на обмотки ротора.Электрическая щетка электромагнитного двигателя постоянного тока обычно использует металлическую графитовую щетку или электрохимическую графитовую щетку.Сердцевина ротора изготовлена из листов кремнистой стали, как правило, с прорезями 12, в которые встроены комплекты обмоток якоря 12. После последовательного соединения между обмотками ротор соединяется с частями коммутатора 12 соответственно.
Режим возбуждения двигателя постоянного тока относится к проблеме подачи питания на обмотку возбуждения, генерирования потенциала потока возбуждения и установления основного магнитного поля.В зависимости от режима возбуждения двигатель постоянного тока можно разделить на следующие типы.
Обмотка возбуждения не связана с обмоткой якоря, а двигатель постоянного тока, подаваемый другими источниками постоянного тока на обмотку возбуждения, называется шунтирующим двигателем постоянного тока. Схема подключения показана на рисунке 1.23 (a).На рисунке М представляет двигатель. Если это генератор, он обозначается через G.Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами также можно рассматривать как двигатель постоянного тока с шунтом.
Обмотка возбуждения шунтирующего возбужденного двигателя постоянного тока параллельна обмотке якоря.В качестве шунтирующего генератора именно напряжение на клеммах от самого двигателя обеспечивает питание обмотки возбуждения.В качестве шунтирующего двигателя обмотки возбуждения и якорь имеют один и тот же источник питания, и характеристики шунтирующего двигателя одинаковы.
Обмотка возбуждения последовательно возбуждаемого двигателя постоянного тока подключается к источнику постоянного тока после последовательного соединения с обмоткой якоря.Ток возбуждения этого двигателя постоянного тока является током якоря.
Двигатель постоянного тока с составным возбуждением имеет две обмотки возбуждения, параллельное возбуждение и последовательное возбуждение.Если потенциал магнитного потока, генерируемого последовательной обмоткой, направлен в том же направлении, что и генерируемый шунтирующей обмоткой, это называется совокупным возбуждением соединения.Если два потенциала магнитного потока находятся в противоположных направлениях, это называется дифференциальным составным возбуждением.
Двигатели постоянного тока с разными режимами возбуждения имеют разные характеристики.Как правило, основными режимами возбуждения двигателя постоянного тока являются шунтовое возбуждение, последовательное возбуждение и сложное возбуждение, в то время как основными режимами возбуждения генератора постоянного тока являются шунтирующее возбуждение, шунтирующее возбуждение и сложное возбуждение.
Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами также от статора магнитного полюса, ротора, щетки, снаружи
Оболочка и другие компоненты, магнитный полюс статора с использованием постоянного магнита (сталь с постоянными магнитами), феррит, алюминий, никель, кобальт, ndfeb и другие материалы.По своей структурной форме можно разделить на тип цилиндра и тип плитки.Большая часть электроэнергии, используемой в видеомагнитофоне, представляет собой цилиндрический магнит, в то время как большинство двигателей, используемых в электроинструментах и автомобильных приборах, представляют собой специальные блочные магниты.
Как правило, ротор сделан из кремниевой стали, у которой меньше пазов, чем у электромагнитного двигателя постоянного тока.Большинство маломощных двигателей, используемых в видеомагнитофоне, представляют собой 3-слот, а более высокопроизводительные - 5-слот или 7-слот.Эмалированная проволока наматывается между двумя канавками сердечника ротора (три канавки - это три обмотки), а его соединения соответственно приварены к металлическому листу коммутатора.Электрическая щетка является проводящей частью, соединяющей источник питания и обмотку ротора.Щетка двигателя с постоянными магнитами ИСПОЛЬЗУЕТ однополый металлический лист или металлическую графитовую щетку, электрохимическую графитовую щетку
Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами, используемый в видеомагнитофоне, использует электронную схему стабилизации скорости или центробежное устройство стабилизации скорости.
Бесщеточный двигатель постоянного тока ИСПОЛЬЗУЕТ полупроводниковое переключающее устройство для реализации электронного коммутатора, то есть электронного переключающего устройства, заменяющего традиционный контактный коммутатор и щетку.Он обладает преимуществами: высокая надежность, отсутствие коммутационной искры и низкий уровень механического шума. Он широко используется в блоке записи высокого качества, видеомагнитофоне, электронном приборе и автоматическом оргтехнике.
Бесщеточный двигатель постоянного тока состоит из ротора с постоянными магнитами, многополюсной обмотки статора и датчика положения.Определение положения в соответствии с изменением положения ротора вдоль определенной последовательности преобразователя тока обмотки статора (то есть обнаружение магнитного полюса ротора относительно положения обмотки статора и при определении местоположения сигнала датчика положения схема преобразования сигнала в управлять цепью выключателя питания, после обработки в соответствии с определенным логическим соотношением между переключателем тока обмотки).Рабочее напряжение обмотки статора обеспечивается электронной коммутационной цепью, управляемой выходом датчика положения.
Существует три типа датчиков положения: магнитные, фотоэлектрические и электромагнитные.Бесщеточный двигатель постоянного тока оснащен магниточувствительным датчиком положения, и компоненты магниточувствительного датчика (такие как элемент Холла, магниточувствительный диод, магниточувствительный геофон, магниточувствительный резистор или специальная интегральная схема и т. Д.) Установлены на компоненты статора, которые используются для обнаружения изменения магнитного поля, создаваемого вращением постоянного магнита и ротора.
Бесщеточный двигатель постоянного тока с фотоэлектрическим датчиком положения оснащен фотоэлектрическим датчиком в определенном положении на статоре в сборе. Ротор оснащен затенением. Источник света - светодиодная или небольшая лампочка.Когда ротор вращается, светочувствительные компоненты статора будут периодически генерировать импульсные сигналы в соответствии с определенной частотой из-за эффекта затенения пластины.
Используя электромагнитный датчик положения бесщеточного двигателя постоянного тока, электромагнитные датчики устанавливаются на составные части статора (такие как соединительный трансформатор, близкий к выключателю, LC резонансный контур и т. Д.), При изменении положения ротора с постоянными магнитами электромагнитный эффект будет Марка электромагнитного датчика выдает сигнал высокочастотной модуляции (амплитуда изменяется в зависимости от положения ротора).
От нулевой скорости до номинальной скорости может обеспечить номинальную производительность крутящего момента, но преимущества двигателя постоянного тока также являются его недостатками, поскольку двигатель постоянного тока для получения номинальной нагрузки при постоянном крутящем моменте, магнитное поле якоря и магнитное поле ротора должны поддерживать 90 °, что требуется угольной щеткой и коммутатором.Угольная щетка и коммутатор будут генерировать искры при вращении двигателя, поэтому угольный порошок не только вызовет повреждение компонентов, но также ограничит использование ситуации.Двигатель переменного тока без угольной щетки и коммутатора, необслуживаемый, надежный, широко используемый, но характеристики, эквивалентные характеристикам двигателя постоянного тока, должны быть достигнуты с помощью сложной технологии управления.В настоящее время полупроводник развивается быстрыми темпами. Частота переключения силовых компонентов намного быстрее, что повышает производительность приводного двигателя.Скорость микропроцессора также становится все быстрее и быстрее, что позволяет реализовать управление двигателем переменного тока во вращающейся двухосевой системе координат с прямым чередованием, соответствующим образом управлять составляющей тока двигателя переменного тока в двухосной системе, чтобы добиться аналогичного управления. к двигателю постоянного тока и имеют производительность, эквивалентную двигателю постоянного тока.
Кроме того, многие микропроцессоры выполнили необходимые функции для управления двигателем в чипе, и объем становится все меньше и меньше;Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), Широкоимпульсный модулятор (ШИМ) ...И так далее.Бесщеточный двигатель постоянного тока является своего рода приложением, которое управляет коммутацией двигателя переменного тока с помощью электронных средств и получает аналогичные характеристики двигателя постоянного тока без отсутствия механизма двигателя постоянного тока.
Бесщеточный двигатель постоянного тока представляет собой тип синхронного двигателя, то есть на скорость ротора двигателя влияет скорость вращения магнитного поля статора двигателя и количество полюсов ротора (p):
N = 120.F / р.Когда количество полюсов ротора фиксировано, скорость ротора можно изменить, изменив частоту вращения магнитного поля статора.Бесщеточный двигатель постоянного тока - это синхронный двигатель с электронным управлением (драйвером), который контролирует частоту вращения магнитного поля статора и частоту вращения ротора двигателя до повторного исправления в центре управления, чтобы приблизиться к характеристикам двигателя постоянного тока.Другими словами, бесщеточный двигатель постоянного тока может управлять ротором двигателя для поддержания определенной скорости, когда нагрузка изменяется в пределах диапазона номинальной нагрузки.
Бесщеточный драйвер постоянного тока включает в себя отдел электропитания, отдел управления и отдел электропитания для обеспечения трехфазного питания двигателя, а отдел управления преобразует частоту входной мощности в соответствии с потребностью.
Источник питания может быть напрямую подключен к постоянному току (обычно 24v) или переменному току (110v / 220v). Если вход переменного тока, он должен быть преобразован в постоянный ток преобразователем.Оба входа постоянного или переменного тока для подключения к катушке двигателя должны быть до того, как напряжение постоянного тока Инвертора (превращается) в трехфазное напряжение для привода двигателя.Инвертор (делающий) шестью обычно мощными транзисторами (q1
q6) делится на верхнее плечо (q1, q3 и q5) / нижнее плечо (q2, q4, q6), соединяющее выключатель двигателя, когда управляющий поток проходит через катушку.Отдел управления обеспечивает PWM (широтно-импульсная модуляция), определяющая частоту переключения силового транзистора и время коммутации Инвертора.Бесщеточный двигатель постоянного тока, как правило, надеется использовать управление скоростью, которое может быть стабильным при заданном значении без особых изменений при изменении нагрузки, поэтому двигатель оснащен датчиком Холла, который может измерять магнитное поле, в качестве управления замкнутым контуром. скорость, а также в качестве основы управления чередованием фаз.Но это только для контроля скорости, а не для позиционирования.
Чтобы сделать вращение двигателя, отдел управления должен в соответствии с датчиком Холла, определяющим положение ротора двигателя, а затем в соответствии с обмоткой статора принять решение об открытии (или закрытии) инвертора (делает) в порядке силового транзистора, ток, протекающий через катушку двигателя в последовательности, расположенной ниже по потоку (или в обратном направлении) вращающегося магнитного поля, и взаимодействует с магнитом ротора, поэтому двигатель может совершать хронологическое / обратное вращение.Когда ротор двигателя поворачивается в положение, в котором датчик Холла воспринимает другой набор сигналов, отдел управления включает следующий набор силовых транзисторов. Таким образом, циркуляционный двигатель может продолжать вращаться в том же направлении до тех пор, пока отдел управления не решит отключить силовой транзистор (или включить силовой транзистор нижнего плеча), только если ротор двигателя останавливается.Чтобы повернуть ротор двигателя, силовой транзистор включается в обратном порядке.
Обычный бесщеточный двигатель постоянного тока представляет собой серводвигатель, состоящий из синхронного двигателя и привода.Бесщеточный двигатель постоянного тока с переменным давлением и регулировкой скорости - это в действительности бесщеточный двигатель постоянного тока. Он состоит из статора и ротора. Статор состоит из железного сердечника.«Намотка, создающая группу постоянного магнитного поля, ротора, состоящего из цилиндрического магнита (промежуточного вала) или состоящего из электромагнита плюс коллекторного кольца, этот бесщеточный двигатель постоянного тока может генерировать крутящий момент, но не может контролировать направление, в любом случае, этот двигатель очень значимое изобретение.Работая в качестве генератора постоянного тока, изобретение может генерировать непрерывную амплитуду постоянного тока, тем самым избегая использования конденсатора фильтра, и ротор может быть постоянным магнитом, бесщеточным или бесщеточным.При использовании в качестве большого двигателя, двигатель будет генерировать самоиндуктивность, необходимо использовать защитное устройство. |
|
|
Скачать 0.58 Mb.