Коммутатордук кыймылдаткыч – синхрондуу электр машинасы, мында орамдагы ток өчүргүч жана ротордун абалынын датчиги бир эле түзүлүш – щетка-коллектордук агрегат түрүндө жасалган. Бул түзмөк ар кандай формада болот.
Сорттор
Туруктуу ток коммутатор мотору адатта төмөнкүлөрдү камтыйт:
- жең подшипниктериндеги үч уюлдуу ротор;
- эки уюлдуу туруктуу магниттик статор;
- жез плиталар коммутатордун щеткалары катары.
Бул топтом көбүнчө балдар оюнчуктарында колдонулган эң аз кубаттуулук чечимдери үчүн мүнөздүү, бул жерде жогорку күч талап кылынбайт. Күчтүү кыймылдаткычтар дагы бир нече структуралык элементтерди камтыйт:
- коллектордук топтом түрүндөгү төрт графит щетка;
- айланма подшипниктердеги көп уюлдуу ротор;
- төрт уюлдуу туруктуу магниттик статор.
Көбүнчө мотор түзүлүшүнүн бул түрүзаманбап унааларда муздатуу жана желдетүү системасынын желдеткичтерин, жуугуч насосторду, тазалагычтарды жана башка элементтерди айдоо үчүн колдонулат. Дагы татаал агрегаттар бар.
Бир нече жүз ватттык электр кыймылдаткычынын кубаттуулугу электромагниттерден жасалган төрт уюлдуу статорду колдонууну камтыйт. Анын орамдарын туташтыруу үчүн бир нече ыкмалардын бирин колдонсо болот:
- Ротор менен катар. Бул учурда чоң максималдуу момент алынат, бирок бош жүрүү ылдамдыгы жогору болгондуктан, кыймылдаткычтын бузулуу коркунучу жогору.
- Ротор менен параллелдүү. Бул учурда ылдамдык өзгөргөн жүктөө шарттарында туруктуу бойдон калат, бирок максималдуу момент байкаларлык азыраак болот.
- Аралаш дүүлүктүрүү, орамдын бир бөлүгү катарлаш жана бир бөлүгү параллелдүү туташтырылганда. Бул учурда, мурунку тандоолордун артыкчылыктары айкалыштырылган. Бул түрү унааны жаңыртуу үчүн колдонулат.
- Өзүнчө электр булагы колдонулган көз карандысыз дүүлүктүрүү. Мында параллелдүү кошулууга туура келген мүнөздөмөлөр алынат. Бул параметр сейрек колдонулат.
Коммутатордук кыймылдаткычтын белгилүү бир артыкчылыктары бар: аларды жасоо, оңдоо, иштетүү оңой жана алардын иштөө мөөнөтү бир топ чоң. Кемчиликтер катары, адатта, төмөнкүлөр баса белгиленет: мындай түзүлүштөрдүн эффективдүү конструкциялары, адатта, жогорку ылдамдыкта жана аз моментте, ошондуктан көпчүлүк дисктер редукторлорду орнотууну талап кылат. Бул ырастоо жакшы негизделгенанткени аз ылдамдыкта багытталган электр машинасы бааланбаган эффективдүүлүк менен мүнөздөлөт, ошондой эле ушуга байланыштуу муздатуу көйгөйлөрү. Акыркылары ушунчалык, алар үчүн жарашыктуу чечим табуу кыйын.
Универсалдуу коммутатордук кыймылдаткыч
Бул вариант DC жана AC да иштөөгө жөндөмдүү DC коммутатор машинасынын бир түрү. Аппарат өзүнүн кичинекей көлөмү, аз салмактуулугу, арзандыгы жана ылдамдыкты башкаруунун жеңилдиги менен турмуш-тиричилик техникасынын жана кол аспаптарынын айрым түрлөрүнө кеңири тараган. Көбүнчө Америка Кошмо Штаттарынын жана Европанын темир жолдорунда тартуучу унаа катары кездешет. Электр кыймылдаткычынын түзүлүшүн карап көрсөңүз болот.
Дизайн өзгөчөлүктөрү
Бул маселени жакшыраак түшүнүү үчүн, сунушталган аппараттын негизин эмне түзгөнүн кененирээк карап чыгышыңыз керек. Универсалдуу коммутатордук кыймылдаткыч тиби – тиричилик электр менен жабдуу тармагынын өзгөрмө тогу менен иштөө үчүн оптималдаштырылган, дүүлүктүрүү оромдору сериялык түрдө туташтырылган туруктуу ток түзүлүш. Мотор полярдуулугуна карабастан бир багытта айланат. Бул статор менен ротордун орамдарын катар туташтыруу алардын магниттик уюлдарынын бир убакта өзгөрүшүнө алып келет жана ушундан улам пайда болгон момент бир багытка багытталат.
Ал эмнеден жасалган?
AC коммутаторунун мотору магниттик колдонууну камтыйттөмөн гистерезиси менен жумшак материал. Куйулган токтун жоготууларын азайтуу үчүн бул элемент изоляциясы бар үйүлгөн плиталардан жасалган. Айнымалы токтун коллектордук машиналарынын бир бөлүгү катары, толкунду жылмалоону колдонбостон, бир фазалуу чынжырдын агымын оңдоодон алынган пульсирлөөчү ток бирдиктерин бөлүп көрсөтүү салтка айланган.
Айнымалы токтун коммутаторунун кыймылдаткычы көбүнчө төмөнкү өзгөчөлүк менен мүнөздөлөт: төмөнкү ылдамдык режиминде статор оромдорунун индуктивдүү каршылыгы токтун белгилүү чектерден ашык сарпталышына жол бербейт, ал эми мотордун максималдуу моменти ошондой эле номиналдык 3-5 менен чектелет. Механикалык мүнөздөмөлөрдү жакындатуу статордун орамдарын секциялоо аркылуу ишке ашат - өзгөрмө токту туташтыруу үчүн өзүнчө чыгуулар колдонулат.
Бир кыйла татаал тапшырма кубаттуу өзгөрмө ток чогултуучу машинаны алмаштырууну камтыйт. Секция нейтралдуу жерден өткөн учурда ротор менен байланышта болгон магнит талаасы өз багытын карама-каршы тарапка өзгөртөт жана бул бөлүмдө реактивдүү ЭЭМ пайда болушун шарттайт. Бул AC кубаты менен иштегенде болот. Өзгөрмө ток чогултуучу машиналарда реактивдүү ЭҮК да орун алат. Бул жерде трансформатордун EMF да белгиленет, анткени ротор статордун магнит талаасында, ал убакыттын өтүшү менен пульсацияланат. Коллектордук кыймылдаткычтын бир калыпта ишке кириши мүмкүн эмес, анткени бул учурда машинанын амплитудасы максималдуу болот, ал эми синхронизмдин ылдамдыгына жакындаган сайын ал пропорционалдуу түрдө азаят. Мындан арытездетүү, жаңы өсүш белгиленет. Бул учурда которуштуруу маселесин чечүү үчүн бир нече ырааттуу кадамдар сунушталат:
- Муфтанын агымын азайтуу үчүн дизайнда бир айлануу бөлүгүнө артыкчылык берүү керек.
- Бөлүмдүн активдүү каршылыгын жогорулатуу керек, алар үчүн эң келечектүү элементтер болуп жакшы муздатуу байкалган коллектордук плиталардагы резисторлор саналат.
- Коммутатор эң чоң каршылыкка ээ, максималдуу катуулуктагы щеткалар менен жигердүү жерге тартылышы керек.
- Реактивдүү EMF сериялуу орамдары бар кошумча уюлдарды колдонуу менен компенсацияланышы мүмкүн, ал эми параллелдүү орамдар трансформатордун EMF компенсациясына тиешелүү. Акыркы параметрдин мааниси ротордун бурчтук ылдамдыгына жана магниттештирүүчү токко жараша болгондуктан, мындай орамдар азырынча жок кул башкаруу системаларын колдонууну талап кылат.
- Берүү схемаларынын жыштыгы мүмкүн болушунча төмөн болушу керек. Эң популярдуу опциялар 16 жана 25 Гц.
- УКДны тескери өзгөртүү статордун же ротордун орамдарынын полярдуулугун алмаштыруу аркылуу ишке ашырылат.
Плюс жана минус
Салыштыруу үчүн төмөнкү шарттар колдонулат: приборлор чыңалуусу 220 вольт жана 50 Гц жыштыгы менен тиричилик электр тармагына туташтырылган, ал эми кыймылдаткычтын кубаттуулугу бирдей. Түзмөктөрдүн механикалык мүнөздөмөлөрүндөгү айырмачылык кемчилик же артыкчылык болушу мүмкүндисктин талаптарына жараша.
Ошентип, AC коммутатор мотору: DC бирдигине салыштырмалуу артыкчылыктары:
- Тармакка туташуу түз жүргүзүлөт жана кошумча компоненттерди колдонуунун кереги жок. DC бирдигинде оңдоо талап кылынат.
- Башталгыч ток алда канча азыраак, бул күнүмдүк жашоодо колдонулган түзмөктөр үчүн абдан маанилүү.
- Эгерде башкаруу схемасы бар болсо, анын түзүлүшү алда канча жөнөкөй - реостат жана тиристор. Эгерде электрондук тетик иштен чыкса, анда баасы кубаттуулуктан көз каранды болгон жана 1400 рублга чейин же андан жогору болгон коллектордук мотор иштей берет, бирок ошол замат толук кубаттуулукта күйөт.
Бир катар кемчиликтер да бар:
- Статордун өзгөрүшүнөн жана индуктивдүүлүктөн улам жоготуулардан улам жалпы эффективдүүлүк байкаларлык түрдө төмөндөйт.
- Максималдуу момент да кыскартылды.
Бир фазалуу коллектордук электр кыймылдаткычтары асинхрондуктарга салыштырмалуу белгилүү бир артыкчылыктарга ээ:
- компакттуулук;
- тармак жыштыгы жана ылдамдыгы менен байланыштын жоктугу;
- олуттуу баштоо моменти;
- автоматтык режимде ылдамдыктын пропорционалдуу төмөндөшү жана көбөйүшү, ошондой эле жүктүн өсүшү менен моменттин көбөйүшү, мында камсыздоо чыңалуусу өзгөрүүсүз калат;
- ылдамдыкты көзөмөлдөө менен камсыздоо чыңалуусун өзгөртүү менен бир топ кеңири диапазондо жылмакай болот.
Асинхрондук кыймылдаткычка салыштырмалуу кемчиликтер
- жүк өзгөргөндө ылдамдык туруксуз болот;
- щетка-коллектордун жыйындысы аппаратты анча ишеничтүү кылбайт (эң катуу щеткаларды колдонуу зарылчылыгы ресурсту кыйла азайтат);
- AC которуштуруу коллектордо күчтүү учкунга алып келет жана радио тоскоолдуктар пайда болот;
- иш учурунда ызы-чуунун жогорку деңгээли;
- коллектор тетиктердин көптүгү менен мүнөздөлөт, бул кыймылдаткычты кыйла массивдүү кылат.
Заманбап коммутатор мотору механикалык тиштүү механизмдердин жана жумушчу органдардын мүмкүнчүлүктөрүнө окшош ресурс менен мүнөздөлөт.
Башка салыштыруулар
Бир эле кубаттуулуктагы коллектордук жана асинхрондук кыймылдаткычтарды салыштырганда, акыркысынын номиналдык жыштыгына карабастан, башка мүнөздөмө алынат. Бул төмөндө кененирээк сүрөттөлөт. Универсалдуу коллектордук электр кыймылдаткычы «жумшак» мүнөздөмөнү ишке ашырат. Бул учурда момент валдагы жүккө түз пропорционалдуу, ал эми айлануулар ага тескери пропорционалдуу. Номиналдуу момент адатта максимумдан 3-5 эсе аз болот. Бош жүрүү ылдамдыгын чектөө кыймылдаткычтагы жоготуулар менен гана мүнөздөлөт, ал эми күчтүү блокту жүксүз күйгүзгөндө, ал кулап калышы мүмкүн.
Асинхрондук кыймылдаткычтын мүнөздөмөсү "вентилятор" болуп саналат, башкача айтканда, агрегат ылдамдыктын бир аз төмөндөшү менен моментти мүмкүн болушунча кескин жогорулатып, номиналга жакын ылдамдыкты кармап турат. Эгерде биз бул көрсөткүчтүн олуттуу өзгөрүшү жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда кыймылдаткыч моменти гана жогорулабастан, азаят.нөлгө чейин, бул толук токтотууга алып келет. Бош жүрүү ылдамдыгы номиналдуудан бир аз жогору, ал эми туруктуу бойдон калууда. Бир фазалуу асинхрондук кыймылдаткычтын мүнөздөмөсү - бул ишке киргизүүгө байланышкан көйгөйлөрдүн кошумча жыйындысы, анткени ал кадимки шарттарда баштоо моментин өнүктүрбөйт. Убакыттын өтүшү менен пульсирленген бир фазалуу статордун магнит талаасы карама-каршы фазалуу эки талаага бөлүнөт, бул ар кандай айла-амалсыз баштоого мүмкүн эмес:
- жасалма фазаны түзгөн сыйымдуулук;
- бөлүнгөн оюк;
- жасалма фазаны түзгөн активдүү каршылык.
Теориялык жактан алганда, антифазалык айлануучу талаа бир фазалуу асинхрондук блоктун максималдуу эффективдүүлүгүн 50-60% га чейин төмөндөтөт, анткени ашыкча каныккан магниттик системадагы жана каршы талаа агымдары жүктөлгөн орамдардагы жоготуулар. Көрсө, бир валда эки электр машинасы турат, бири мотор режиминде, экинчиси оппозициялык режимде иштейт. Көрсө, бир фазалуу коллектордук электр кыймылдаткычтары тиешелүү тармактардагы атаандаштарын билишпейт. Мына ушундай жогорку популярдуулукка татыктуу болгон.
Электр кыймылдаткычынын механикалык мүнөздөмөлөрү аны белгилүү бир колдонуу чөйрөсүн камсыз кылат. AC тармагынын жыштыгы менен чектелген төмөнкү ылдамдыктар универсалдуу коллекторлорго салыштырмалуу салмагы жана өлчөмү боюнча окшош кубаттуулуктагы асинхрондук бирдиктерди түзөт. Бирок, жогорку жыштык менен инвертордун электр чынжырына киргизилгенде, салыштыруу өлчөмдөрү жана салмагы жетишүүгө болот. Механикалык мүнөздөмөнүн катуулугу сакталаткыймылдаткыч, ага токтун конверсиясынын жоготуулары, ошондой эле жыштыктын көбөйүшү, магниттик жана индуктивдүү жоготуулар көбөйөт.
Коллектордук жыйындысы жок аналогдор
Айнымалы ток коммутаторунун мотору механикалык мүнөздөмөлөрү боюнча ага эң жакын аналогуна ээ - клапан, мында щетка-коллектордун жыйындысы ротордун абалынын сенсору менен жабдылган инвертор менен алмаштырылган. Бул блоктун электрондук аналогу катары төмөнкү система колдонулат: түзөткүч, инвертор менен бириктирилген ротордун бурчтук абалынын сенсору бар синхрондук кыймылдаткыч. Бирок, ротордо туруктуу магниттердин болушу өлчөмдөрдү сактоо менен максималдуу моментти азайтат.
Иштөө принциби
Коллектордук электр кыймылдаткычы түзүлүш электр энергиясын механикалык энергияга жана тескерисинче кантип айландырарын көрсөтөт. Бул генератор катары колдонууга жөндөмдүүлүгүн көрсөтүп турат. Коллектордук электр кыймылдаткычын кененирээк карап чыгуу зарыл, анын схемасы анын мүмкүнчүлүктөрүн көрсөтөт.
Магнит талаасындагы өткөргүчтөн электр тогу өткөндө ага белгилүү бир күч таасир этээри физиканын мыйзамдарында ачык көрсөтүлгөн. Бул учурда оң кол эрежеси иштейт, бул электр кыймылдаткычынын кубаттуулугуна түздөн-түз таасирин тийгизет. Коммутатордук кыймылдаткыч дал ушул негизги принцип боюнча иштейт.
Физика бизге ошонун негизин үйрөтөттуура нерселерди түзүү кичинекей эрежелер. Бул магнит талаасында айлануучу кадрды түзүү үчүн негиз болуп кызмат кылган, бул коллектордук электр кыймылдаткычын түзүүгө мүмкүндүк берген. Диаграммада бир жуп өткөргүчтөр магнит талаасына жайгаштырылып, анын агымы карама-каршы багыттар боюнча, демек, күчтөр да көрсөтүлгөн. Алардын суммасы керектүү моментти берет. Электр кыймылдаткычынын түзүлүшү алда канча татаал, анткени ага керектүү элементтердин бүтүндөй комплекси, атап айтканда, уюлдардын үстүндөгү токтун бирдей багытын камсыз кылуучу коллектор кошулган. Арматурага көбүрөөк катушкаларды коюу менен бирдей эмес жүрүү жоюлган, ал эми туруктуу магниттер катушкалар менен алмаштырылган, бул туруктуу токтун зарылдыгын жокко чыгарган. Бул моментин бир багытты берүүгө мүмкүндүк берди.
Электр моторун өз алдынча оңдоо
Башка түзмөктөр сыяктуу эле, бул бирдик кандайдыр бир себептерден улам иштебей калышы мүмкүн. Эгерде сиз фотосүрөтү биздин кароодо көрө турган электр кыймылдаткычы керектүү сандагы айланууларды ала албаса же вал иштетилгенде айланбаса, анда анын сактагычтары күйүп кеткендигин, бузулуулар болгон-болбогонун текшерүү керек. арматура электр чынжыр, эгерде аппарат өзү ашыкча жүктөлгөн болсо. Көп учурда ашыкча жүктөө анормалдуу ток керектөөгө алып келет. Бул бузулууну жоюу үчүн механикалык өткөргүчтү жана тормозду кылдат текшерип, андан кийин ашыкча жүктүн себептерин жоюу керек.
Электр кыймылдаткычынын конструкциясы ал ишке киргенде керектөөчүдөй.токтун белгилүү бир көлөмү. Эгерде ал номиналдык мааниден чоң болсо, анда параллелдүү жана сериялуу орамдардын бири-бирине карата, ошондой эле реостатка карата кошулушунун шайкештигин текшерүү талап кылынат. Электр кыймылдаткычын өз алдынча оңдоодо, көбүнчө каталар кетирилет. Атап айтканда, шунттук орамды реостаттын электр каршылыгы менен катар туташтырууга же электр тармагынын бир уюлуна туташтырууга болот.
Жумушчу дүүлүктүрүүчү орамдын туташтырылышынын консистенциясын текшерүү шунттук орамдын учтарынын бирин анкердик учу менен, экинчисин - реостат догасынан келген электр өткөргүч менен туташтыруу жолу менен жүргүзүлөт. Адатта бул электр өткөргүчтүн кесилиши башкаларга караганда бир аз кичине, ошондуктан аны меггерсиз эле аныктоого болот. Кубат өчүргүчтү күйгүзгөндөн жана реостаттын сыдырмасын ортоңку абалга жылдыргандан кийин, бош учтарга кубат берилет. Башкаруу лампасынын жардамы менен бардык өткөргүч учтарын ырааттуу текшерүү жүргүзүлөт. Алардын бирине тийгенде, лампа күйүшү керек, бирок экинчиси менен эмес. Мына ушундайча бүт мотор сыналат. Аткарылган иштин баасы бирдиктин бузулуу түрүнө жараша болот.
Эгерде аппараттын иштеши учурунда номиналдуудан азыраак болгон бир катар революциялар болсо, анда мунун негизги себептери адатта төмөнкүлөр болуп саналат: электр тармагынын төмөнкү чыңалышы, аппараттын ашыкча жүктөлүшү, чоң толкундандыруучу ток. Эгерде карама-каршы мүнөздөгү иштебестик байкалса, дүүлүктүрүү чынжырын текшерүү, бардык аныкталган кемчиликтерди жоюу, андан кийиндүүлүктүрүүчү токтун нормалдуу маанисин орното аласыз. Кээ бир учурларда моторлорду артка айлантуу керек болот.
Агрегаттын иштебей калышынын себеби параллелдүү жана катар талаа орамдарынын туура эмес жупталышы болгон учурда, туура туташтыруу тартибин калыбына келтирүү зарыл. Мындай көйгөйдү жөнөкөй жол менен жоюу мүмкүн болбосо, анда электр кыймылдаткычтарын артка айлантуу керек болот. Ошондой эле электр тармагындагы чыңалуунун чоңдугун текшерүү керек, анткени анын номиналдык маанисинин жогорулашы менен аппараттын айлануусу көбөйүшү мүмкүн.
