Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лекция №9 микродвигатели с расщепленными экранированными полюсами

Лекция №9 микродвигатели с расщепленными экранированными полюсами.

Наиболее простыми однофазными двигателями переменного тока являются микродвигатели с расщепленными экранированными по­люсами (рис. 2.19, а) в асинхронном и синхронном исполнении. Статор 1 такого двигателя явнополюсный и состоит из двух паке­тов электротехнической стали. На статоре имеется однофазная об­мотка возбуждения 2. На каждом из полюсов 3 находится про­дольный паз, в котором размещается одна из сторон короткозамк­нутых витков 4, охватывающих и экранирующих часть (от 1 /5 до 1 /2 полюсной дуги) полюса. В расточке полюсов помещается ротор 5 двигателя.

Конструкция ротора зависит от типа микродвигателя. В двигателях асинхронного исполнения ротор типа «беличья клет­ка», полый немагнитный или ферромагнитный. При синхронном варианте ротор может быть с постоянным магнитным (активный), из магнитотвердого материала (гистерезисный) или с перемен­ным вдоль окружности магнитным сопротивлением (реактивный). При подаче однофазного переменного напряжения на зажимы обмотки возбуждения в магнитопроводе статора создается пульси­рующий магнитный поток Ф. Проходя по полюсам статора, этот поток расщепляется продольным пазом на два потока Φ’ и Ф», сдвинутых в пространстве на угол γ. Поток Ф’, замыкаясь по экра­нированной части полюсов, наводит в короткозамкнутых витках трансформаторную э.д.с. По виткам проходит ток, отстающий от э.д.с. вследствие индуктивного характера сопротивления витков. Под действием м.д.с. витков создается поток Фк, замыкающийся по экранированной части полюсов. В сумме с потоком Ф’ он обра­зует результирующий магнитный поток Фэ экранированной частя полюсов, сдвинутый во времени относительно потока неэкранированной части полюсов Ф:

. (2.23)

Векторная диаграмма микродвигателя изображена на рис. 2.19, б.

Магнитные потоки Ф» и Фэ, сдвинутые относительно друг друга в пространстве и во времени, создают результирующее вращаю­щееся магнитное поле. Так как углы сдвига магнитных потоков Ф» и Фэ во времени и пространстве обычно меньше 90°, а значения по­токов не равны, магнитное поле будет не круговым, а эллиптиче­ским. Вращающееся магнитное поле взаимодействует с ротором двигателя и создает вращающий момент, природа которого зави­сит от типа ротора.

Существенным преимуществом однофазных микродвигателей с расщепленными полюсами кроме простоты конструкции и неболь­шой стоимости является их надежная работа при частых пусках и остановах под напряжением. Это объясняется тем, что основными потерями в двигателе являются электрические потери в коротко­замкнутых витках. Следовательно, полные потери в двигателе практически не меняются от режима холостого хода до короткого замыкания (остановки ротора при напряжении на зажимах обмот­ки возбуждения) и не происходит недопустимого перегрева обмот­ки возбуждения.

Один из основных недостатков описываемых микродвигателей состоит в том, что вследствие существенной эллиптичности магнит­ного поля они развивают незначительный пусковой момент. Пояс­ним это на примере асинхронного микродвигателя. В двигателе имеет место самый общий случай несимметрии магнитных потоков Фэ и Ф», образующих вращающееся поле:

; sin β 10 / 21 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая > >>

Физика обмотки славянка — разбившиеся мечты

я уже отмечал несколько раз (здесь и здесь) что для того кто немного понимает в электротехнике соверщенно очевидно, что это мотор-колесо — тупой развод. эпоха электротехнических решений типа фазного ротора ушла с появлением твердотельных силовых модулей большой мощности.

дело в том, что асинхронный двигатель имеет очень узкий интервал скорости вращения ротора. связано это с физикой двигателя — поле изменяется как по амплитуде так и меняет свое положение в пространстве — вращается. скорость вращения поля однозначно определяется количеством полюсов машины и частотой типающего тока. поле пронизавает ротор и наводит там ЭДС т.к. ротор короткозамкнутый появляется ток. вращающеся поле и наведенный ток ротора начинают взаимодействовать и ротор начинает вращаться. если к ротору приложить очень большой тормозной момент, то ротор будет сильно отстовать от вращения магнитного поля, что повлечет за собой уменьшение момента двигателя и увеличению потребляемого тока т.е. двигатель начинает работать в очень неэкономичном режиме, в добавок падает момент, что крайне плохо на транспорте — например машину надо сорвать с места. этот режим называется режимом скольжения. понятно в первый момент запуска асинхронной машины (т.е. ротор в первый момент времени неподвижен) скольжение максимально и момент в это время мал. но если мы говорим о транспорте нам нужно все наоборот — момент максимальным должен быть вначале — т.е. гиперболическое распределение момента. т.к. разница скорости вращения ротора и поля увеличивается увеличивается и частота пересечения полем ротора т.е. частота токов скольжения тем больше чем больше само скольжение.

все эти пространные рассужедения можно свести в фразу — частота и амплитуда токов скольжения максимальны и тем больше чем больше скольжение.

отсюда два самых очевидных пути принципиального решения проблемы расширения интервала оборотов (большие скольжения): смена количества пар полюсов и изменение частоты питающего тока.

  • первое довольно сложное решение, да и скорость меняется скачком.
  • второе невозможно эффективно реализовать без силовой электроники.

т.е. сейчас применение асинхронного двигателя на транспорте мало чем ограничено, если не считать общих ограничений для электротранспорта. изменение частоты питающего тока очень эфективное решение проблемы больших скольжений. изменение частоты при этом небольшое: если изменять часту скажет с 20 Hz до 100Hz мы имеим изменение скорости вращение вала аж в 5 раз, а частота поменялась на 80Hz. 80Hz — это очень мало на пример щаг частот радиостанций не мене единиц Khz. т.е. двигатели обычно могут эфективно работать без переделок. конечно лучше проектировать двигатель с учетом применения частотного управления.

тут надо вот еще что заметить — обычно в электромобиле фиксированная передача — зачем? ведь электродвигатель имеет хороший момент на широком интервале оборотов. так то оно так, но все же достаточно широкий интервал оборотов с хорошим моментом и КПД лежит далеко от скоростей вращения колеса — это еще удар по самой идее асинхроннного мотор колеса — впихнуть в эти пропорции и интервал оборотов асинхроник задача практически невозможная, поэтому неодим в китайских колесах не от хорошей жизни.

ладно, так что там славянка.

тут все просто — идея подхватить сильные поля токов скольжения и вернуть в линию.

т.е. y нас появилось поле давайте мы его схватим «правильно» включенной обмоткой и вернем в линию, чем уменьшим обший потребляемый ток. а луше вообще все — ну что там — поле ведь это поле — включили правильно катушечку — делов то — сколько подали столько и вернули, а ротор крутится сам по сибе.

это невозможно впринципе. ну ладно — закон сохранения энергии вам не указ — подумайте сами — такая обмотка соединена с основной — значит тоже что-то потребляет да и вдобавок включена «наобород» т.е. ее поле направлено против поля основной обмотки. такая вот засада — не получилось «вечняка».

Читать еще:  Starline a92 как посмотреть температуру двигателя

ладно предположим, что он не собирался изобретать вечняк , а обмотки там обычные и включнены как обычно, но и здесь тоже ничего — мало того, что это уже было, таки эфективность сомнительная. хотя эта конструкция работает примерно также как фазный ротор с включеннными в него дросселями. но как я уже отмечал кого в век силовой электроники интересует это малоэфективное электротехническое решение.

RCSearch

Бесколлекторный мотор

Бесколлекторные моторы (электродвигатели) (анг. brushless motor) пришли в моделизм сравнительно недавно.

Отличия бесколлекторных моторов от коллекторных моторов:

  • питаются трёхфазным переменным током, поэтому для их работы необходим специальный контроллер (регулятор скорости), преобразующий постоянный ток от аккумуляторных батарей в переменный.
  • ротор с магнитами вращается вокруг неподвижного статора с электромагнитной катушкой.

Содержание

  • 1 Преимущества
  • 2 Недостатки
  • 3 Обозначения бесколлекторных моторов
  • 4 Конструкция
  • 5 FAQ
    • 5.1 Мотор крутится не в ту сторону
    • 5.2 Могут ли моторы CW/CCW вращаться в другую сторону
    • 5.3 Бесколлекторный мотор плохо стартует
    • 5.4 Чем и как смазывать подшипники
    • 5.5 Моторы загрязнились
    • 5.6 Как измерять температуру мотора
    • 5.7 Где найти стопорные шайбы (кольца) для валов
    • 5.8 Многожильный или одножильный провод намотки
  • 6 Полезно знать
  • 7 Моторы по производителям
  • 8 См. также
  • 9 Ссылки

Преимущества [ править ]

(перед коллекторными моторами)

  • Бесколлекторные двигатели эффективно работают в более широком диапазоне оборотов и имеют более высокий КПД. Конструкция двигателя при этом проще, в ней нет щеточного узла (который работает постоянно в режиме трения, создает искры и в итоге потерю энергии)
  • Бесколлекторные моторы практически не изнашиваются, поэтому отсутствует необходимость в техническом обслуживании (кроме случаев выхода из строя подшипников).
  • Большинство бесколлекторных моторов не боятся влаги (могут работать полностью погружёнными под воду) при условии изоляции фазовых проводов, катушки электромагнита намотаны изолированным проводом по умолчанию. Но следует иметь в виду, что при длительной работе в воде неизбежно вымывается смазка из подшипников и они могут закиснуть, заржаветь.
  • Возможность использования в воспламеняемой, взрывоопасной и агрессивной среде (из-за отсутствия искр).
  • Большая перегрузочная способность по моменту.
  • Высокие энергетические показатели (КПД более 90 %)
  • Генерация более низкого уровня акустического и электрического шума по сравнению с универсальными коллекторными двигателями постоянного тока.
  • Хорошее соотношение массогабаритных характеристик и мощности

Недостатки [ править ]

  • Относительно сложная система управления двигателем.
  • Относительно высокая стоимость двигателя, обусловленная использованием дорогостоящих материалов в конструкции ротора (магниты, подшипники).
  • Из-за открытого дизайна, двигатели очень чувствительны к магнитящейся пыли. Даже небольшого количества достаточно, чтобы облепить магниты ротора, засорить магнитный промежуток и заклинить мотор.

Обозначения бесколлекторных моторов [ править ]

Часто обозначение бесколлекторного мотора тесно связано с его геометрическими и электрическими параметрами.

Рассмотрим обозначение на примере мотора: Tower Pro 2408-21T

  • первые две цифры (24) — обозначают диаметр статора (иногда ротора) в мм
  • вторые две цифры (08) — обозначают длину каждого магнита в моторе в мм
  • далее может следовать одна или две цифры (21) — это количество витков на каждом зубе статора
  • еще бывает в конце буква T (или символ Δ) — обозначающий намотку типа «дельта» («треугольник») ИЛИ буква Y (или символ *) — говорящий о намотке типа «звезда».

При большем диаметре ротора (статора) получается больший крутящий момент, при прочих равных условиях. Длина магнитов, также как и диаметр ротора, влияет на крутящий момент мотора.

С витками работает соотношение: «меньше витки — больше обороты». Если необходимо поставить небольшой винт и получить высокие обороты, то необходимо выбирать мотор с небольшим количеством витков. Если задача крутить большой винт на небольших оборотах (Slow Flyer) — следует выбирать мотор с большим количеством витков.

Конструкция [ править ]

По конструкции бесколлекторные моторы делятся на две группы: inrunner и outrunner.

  • inrunner — имеют расположенные по внутренней поверхности корпуса обмотки, и вращающийся внутри обмоток магнитный ротор.
  • outrunner — имеют неподвижные обмотки, внутри двигателя, вокруг которых вращается корпус с помещенными на его внутреннюю стенку постоянными магнитами.

Количество полюсов магнитов, используемых в бесколлекторных двигателях, может быть разным. По количеству полюсов можно судить о крутящем моменте и оборотах и двигателя.

  • Моторы с двухполюсными роторами имеют наибольшую скорость вращения при наименьшем крутящем моменте. Эти моторы по конструкции могут быть только «инраннерами». Такие двигатели часто продаются уже с закреплёнными на них планетарными редукторами, так как их обороты слишком велики для прямого вращения пропеллера. Иногда такие моторы используют и без редуктора — например, ставят на гоночные авиамодели.
  • Моторы с большим количеством полюсов имеют меньшую скорость вращения, но зато больший крутящий момент. Такие моторы позволяют использовать пропеллеры большого диаметра, без необходимости применять редукторы.

Вообще, пропеллеры большого диаметра и небольшого шага, при относительно низкой частоте вращения обеспечивают большую тягу, но сообщают модели небольшую скорость, в то время как маленькие по диаметру пропеллеры с большим шагом на высоких оборотах обеспечивают высокую скорость, при сравнительно небольшой тяге. Таким образом, многополюсные моторы идеально подходят для моделей, которым нужна высокая тяговооруженность, а двухполюсные без редуктора — для скоростных моделей. Для более точного подбора двигателя и пропеллера к определенной модели, можно воспользоваться специальными инструментами для расчётов.

Также бесколлекторные моторы, и соответственно регуляторы хода для них, можно разделить на 2 типа: с датчиками положения ротора и без них. Моторы без датчиков проще в изготовлении, поэтому большинство моторов и контроллеров в настоящее время именно такие (кроме специальных автомодельных).

Производителей бесколлекторных моторов и регуляторов к ним очень много. Конструктивно и по размерам бесколлекторные двигатели тоже сильно различаются. Более того, самостоятельное изготовление бесколлекторных двигателей на основе деталей от CD-приводов и других промышленных бесколлекторных моторов стало весьма распространенным явлением в последнее время. Возможно, именно по этой причине у бесколлекторных двигателей сегодня нет даже такой приблизительной общей классификации как у коллекторных собратьев.

FAQ [ править ]

Мотор крутится не в ту сторону [ править ]

Чтобы поменять направление вращения бесколлекторного мотора, достаточно поменять местами подключение любых двух из трёх проводов (которые идут к мотору).

Могут ли моторы CW/CCW вращаться в другую сторону [ править ]

На моторах для мультикоптеров часто есть обозначение направления вращения CW/CCW. Они могут вполне вращаться и в обратную, не предназначенную для них сторону, если поменять местами 2 провода подключения (если в моторе нет встроенного регулятора). Мотор не сломается и его ресурс не уменьшится.

Следует иметь в виду, что обозначения CW/CCW ставятся в соответствии с крепежом пропеллера: направлением резьбы для затяжки пропеллера. То есть если мотор будет крутиться в обратном для него направлении, то возможно самооткручивание гайки и отстрел пропеллера. В таком случае следует применять самозатягивающиеся (нейлоновые) крепления.

Читать еще:  В чем отличие дизеля от двигателя внутреннего сгорания

Бесколлекторный мотор плохо стартует [ править ]

Мотор плохо стартует, то есть начинает вращаться, а потом останавливается.

  • Большинство причин кроется в больших скачках тока и, как следствие, провалах питающего напряжения. В первую очередь проверьте провода до аккумулятора. Пробную проверку лучше производить на той длине проводов, которые даны изготовителем, или короче.
  • Попробуйте снять нагрузку с мотора и проверить его на холостом ходу. Если так всё в порядке, а при установке пропеллера возникают проблемы, только дергается в одном направлении, попробуйте поставить мягкий старт или увеличить время акселерации. Также здесь поможет установка плавного выключения мотора.
  • Контроллеры, у которых есть ограничение тока, всегда имеют индикацию этого режима — это поможет установить, произошло срабатывание токовой защиты или нет.

Чем и как смазывать подшипники [ править ]

  • Смазывать надо «быстроходными» маслами, т. е. жидкими. Нижний минимум по вязкости — трансмиссионное масло для мотоциклетных коробок. А лучше купить обычную «веретёнку». Купите один пузырёк, и закроете вопрос на несколько лет.
  • Если подшипник разбирать, то внутрь зубочисткой «шрус 4» и пару капель синтетической трансмиссионки. Аккуратно собрать, протереть и прокрутить — всё само перемешается.
  • Если подшипник не разбирать, то один из лучших методов смазки — это создать вакуум с помощью шприца. Внутрь шприца налить синтетику для трансмиссии, поместить туда подшипники, и поршень — на разряжение.
  • Как это делалось в недалёкую бытность, на большинстве автобаз, ремонтных мастерских и т.д. (способ наших дедов): маленькая ёмкость, смазка, подшипник, и на огонь. Когда сильно нагрелось, снимаем и остужаем. Воздух при нагреве выходит, а при остывании засасывает смазку пока она тёплая и не очень вязкая. Конечно, раньше не было силиконов и других крутых смазок, но наши предки таким образом даже густые смазки в подшипники загоняли.
  • При потенциальной опасности попадания воды на/в моторы (полёты вблизи или над водоёмами) полезно заменить все подшипники в моторах на нержавеющие. Иначе от малейшего контакта с (особенно — морской) водой (и даже без контакта) подшипники может заклинить. Ещё более радикальное средство – подшипники с шариками из двуокиси циркония, но стоят дорого.

Моторы загрязнились [ править ]

Для чистки моторов от грязи (например, после падения) понадобится разборка, маленькая кисточка с жёстким ворсом (зубочистка) и сжатый воздух. Необходимо избежать попадания жидкостей в подшипники, не только воды или спирта, но и органических растворителей типа WD-40 или бензина, иначе подшипникам быстро выйдут из строя: кроме ржавчины и вымывания смазки могут быть микрогидроудары и кавитация при вращении шариков по влажной обойме.

Как измерять температуру мотора [ править ]

Считается, что температура мотора не должна превышать 80°С. Температуру следует измерять в процессе работы мотора, т.к. он обдувается проходящими массами воздуха от пропеллера, если он полностью не закрыт. Примерно 30° температуры мотор обычно сразу добирает в течении 10 секунд после остановки при работе на максимальной мощности. Проверено инфракрасным датчиком температуры.

Где найти стопорные шайбы (кольца) для валов [ править ]

  • В местных магазинах с названиями «крепёж», «метизы», в том числе на строительных рынках. Ключевые слова для продавцов:
  • Искать в интернет-магазинах можно по ключевым словам «стопорные шайбы», «стопорные кольца», «упорные шайбы», «упорные кольца», «ГОСТ 11648», «ГОСТ 13942», «DIN 6799»
  • Искать в зарубежных интернет-магазинах можно по ключевым словам E-Clips, DIN 6799
  • Сделать самому из обычной шайбы подходящего размера, сделав в ней разрез.
  • В старой технике (например, советском кассетнике).

Многожильный или одножильный провод намотки [ править ]

При прочих равных многожильный провод обеспечивает лучшее заполнение окна, в то время как одножильный гораздо лучше держит перегрузки за счёт лучшего охлаждения.

  • Если говорить о снятии каких-либо рекордных ТТХ, то лучше многожильный провод намотки, например, как у T-Motor.
  • Если просто летать каждый день, то лучше одножильный, так как он живучее к перегреву и крашам.

Тяговый электродвигатель: назначение и применение

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрический ток и наоборот. Подавляющее большинство электрических устройств работают по простой схеме: под действием механической энергии вырабатывается электричество, которое в свою очередь вызывает движение станков, машин, механизмов, подвижного состава. В транспортной отрасли хорошо известен тяговый электродвигатель, приводящий в действие колесные пары вагонов. Использование их в режиме генератора дает возможность затормозить состав. Процесс торможения происходит за счет нагрузки, образующейся в процессе превращения механической энергии состава, находящегося в движении, в электрический ток.

  1. Появление и развитие тяговых устройств
  2. Коллекторный агрегат на постоянном токе
  3. Назначение и устройство станины
  4. Главные полюса
  5. Назначение и устройство добавочных полюсов
  6. Якорь и коллектор
  7. Тяговые электродвигатель асинхронного типа

Появление и развитие тяговых устройств

В самом начале, когда электрический транспорт только начал использоваться, на всех видах подвижного состава устанавливались коллекторные тяговые электродвигатели. При этом передача энергии осуществлялась по самой простой схеме, поэтому агрегатами можно было легко управлять в любом рабочем режиме. Технические и механические характеристики полностью отвечали всем требованиям транспортной специфики.

Тем не менее, в процессе эксплуатации тяговый электродвигатель постоянного тока обнаружил ряд недостатков. В первую очередь, это сам коллектор, оборудованный подвижными контактами – щетками, требующий регулярного технического обслуживания. Принимаемые меры по снижению искрения, повышению надежности коммутации, во многом усложнили устройство двигателя. В результате, его размеры заметно увеличились, а максимальная скорость вращения осталась на прежнем уровне.

Постепенно развивалось направление силовой техники на основе быстродействующих полупроводников. Это позволило заменить реостатную систему, применяемую в коллекторных агрегатах, импульсной, отличающейся повышенной надежностью и экономичностью. В дальнейшем, в вагонных парах стал устанавливаться асинхронный тяговый двигатель в качестве приводного механизма.

Основными проблемами, с которыми пришлось столкнуться при эксплуатации асинхронных двигателей, считаются сложные регулировки. Определенные трудности возникают при использовании электрического торможения, когда для этих целей служат моторы на основе короткозамкнутого ротора. В данный период идет разработка более современных тяговых приводов на основе синхронных агрегатов, в которых установлен ротор на постоянных магнитах.

Поскольку на железнодорожном транспорте до сих пор широко используются именно коллекторные агрегаты, следует более подробно рассмотреть их общее устройство и порядок работы.

Коллекторный агрегат на постоянном токе

Любой коллекторный агрегат является своеобразной электрической машиной, которая в зависимости от своего предназначения выполняет функции генератора или электродвигателя. Отличительной чертой этих устройств считается соединение якорной обмотки с коллектором.

Основным источником питания коллекторных движков служит постоянный ток. Сейчас уже выпускаются модификации многофункциональных агрегатов с невысокой мощностью, способных работать не только от постоянного, но и от переменного тока.

Читать еще:  Шкода октавия какой самый удачный двигатель

Стандартный тяговый электродвигатель состоит из коллектора (1), щеток (2), сердечника ротора или якоря (3), сердечника главного полюса (4), обмотки возбуждения (5), станины (6). Кроме того, сюда же включены подшипниковый щит (7), вентилятор (8), якорная обмотка (9).

Все детали соединяются в несколько конструктивных элементов. Прежде всего, это магнитная система, под влиянием которой появляется магнитное поле, а также якорь с обмоткой, вращающийся с помощью подшипников. Коллектор и другие детали разъединяются между собой воздушной прослойкой.

В агрегатах постоянного тока возникновение магнитного поля происходит с участием обмоток возбуждения. Они располагаются на полюсных сердечниках и подключены к постоянному току. Количество полюсов может быть разным, в зависимости от мощности двигателя и его использования в транспортной единице. Их число чаще всего находится в рамках от 2 до 12. Стандартная магнитная система представляет собой монолитную металлическую станину, в которой присутствуют съемные шихтованные сердечники. Чтобы понять, как взаимодействуют узлы и детали между собой, необходимо более подробно рассмотреть устройство каждого компонента.

Назначение и устройство станины

Каждый тяговый электродвигатель оборудуется станиной, используемой прежде всего в качестве магнитопровода, по которому осуществляется прохождение магнитных потоков основных и дополнительных полюсов. Еще она служит местом расположения и крепления полюсов и подшипниковой защиты.

При наличии больших нагрузок станина обычно бывает отлита из стали или сварена из толстых электротехнических стальных листов. Благодаря такой конструкции создается требуемая механическая устойчивость и высокая магнитная проницаемость. Стенки обычно имеют толщину, обеспечивающую установленный уровень магнитной индукции, а ее размеры ориентированы на поперечное сечение главных полюсов и составляют не ниже 50% этого размера.

На представленном рисунке отмечено расположение станины (1), относительно других деталей и компонентов – сердечника полюса (2), катушки обмотки возбуждения (3) и полюсного башмака (4). Между всеми элементами и якорем существует воздушная прослойка (5). Размеры диаметра изнутри станины рассчитываются так, чтобы в этом пространстве мог разместиться якорь, полюса главные и дополнительные и их обмотки.

Тяговый электродвигатель локомотива может иметь стальную литую станину с уменьшенной массой и пониженным поперечным сечением, ориентированным на оси главных полюсов. Это дает возможность равномерно распределить магнитный поток, поступающий к станине от главного полюса.

Частично станина, не выполняющая функции магнитопровода, образует коллекторное пространство с незначительной толщиной стенок, достаточной для обеспечения необходимой механической прочности. В некоторых конструкциях это место закрывается отдельными ребрами жесткости, прикрытыми тонким защитным кожухом.

Главные полюса

Тяговый электродвигатель, работающий на постоянном токе, включает в свою конструкцию обмотку возбуждения, где и появляется магнитодвижущая сила, создающая, в свою очередь, магнитное поле. В состав обмотки входят катушки, надеваемые на сердечники основных полюсов. На стороне сердечника, направленной к якорю, устанавливается полюсный наконечник, он же башмак. С его помощью осуществляется равномерное распределение магнитного потока по всей поверхности якоря. Перечисленные детали отмечены на предыдущем рисунке вместе со станиной.

На практике довольно редко используется схема, включающая в себя полюсный сердечник и полюсный башмак. Как правило, они объединяются в единое целое и образуют главный полюс. За счет этого в сердечнике полюса наступает снижение вихревых потоков, вызываемых действием пульсаций магнитной индукции в наконечниках из-за зубчатой поверхности якоря.

Для сборки полюса используются стальные лакированные листы, которые затем попадают под пресс высокого давления. Сквозь сердечник пропускаются болты или специальные заклепки, чтобы стянуть всю конструкцию. Их равномерное распределение позволяет успешно выдерживать упругость сжатых полос. Крепление полюсов к станине осуществляется с помощью болтов или шпилек.

Назначение и устройство добавочных полюсов

Каждый тяговый электродвигатель мощностью более 1 кВт оборудуется дополнительными полюсами, для того чтобы снизить количество искр, появляющихся на щетках. Их устройство очень простое, включающее в себя сердечник (1) и катушку (2), где использован медный проводник в изоляции. Его сечение рассчитывается по рабочему току двигателя, поскольку эта катушка и обмотка якоря последовательно подключаются друг к другу.

Стальной сердечник изготавливается в виде монолитной конструкции, по причине отсутствия в нем вихревых токов, так как магнитная индукция имеет очень малую величину. Местом монтажа дополнительных полюсов определен промежуток между главными полюсами, а крепление к станине выполняется специальными болтами. Величина воздушной прослойки под ними существенно превышает зазор под главными полюсами. Его регулировка выполняется при помощи специальных пластин из материалов магнитного или немагнитного типа, а окончательная величина определяется, когда тяговый двигатель постоянного тока настраивается на коммутацию при достижении минимального количества искр.

Якорь и коллектор

В состав якоря входит вал, сердечник, обмотки и коллектор. Конфигурация сердечника выполнена в форме цилиндра, а сам он изготовлен из тонких штампованных листов электротехнической стали. Для изоляции листов используется лак или бумага. В сжатом виде после сборки сердечник фиксируется нажимными шайбами. Благодаря устройству сердечника, удается компенсировать влияние вихревых токов и снизить в нем утечку электроэнергии. Охлаждение ТЭД выполняется за счет специальных каналов вентиляции, устроенных в сердечнике.

Для якорных обмоток используется медный проводник круглого или прямоугольного сечения. Он закладывается в выемки сердечника и качественно изолируется от него. Вся обмотка делится на секции, концы каждой из них соединяются с коллектором путем пайки.

В конструкцию каждого коллектора входит активная составляющая и система крепления. Изоляция медных коллекторных пластинок (7) выполняется с помощью специальных прокладок. Провода якорной обмотки припаиваются к выступу в конце элемента (5). Край пластин, расположенный снизу (6) после сборки зажимается с помощью двух нажимных колец (3). Эти кольца также изолируются, а сама изоляция утапливается на 1,5 мм внутрь скользящей поверхности коллектора.

Тяговые электродвигатель асинхронного типа

На железнодорожном транспорте асинхронный тяговый двигатель долгое время не мог использоваться из-за отсутствия в электроснабжении подвижного состава переменного трехфазного тока. Постепенно развивающееся электротехническое производство позволило создать и усовершенствовать электронику полупроводникового типа.

Таким образом, были созданы преобразователи тока и напряжения, обладающие мощностью, достаточной, чтобы обеспечить энергией асинхронный тяговый двигатель. Ведущую роль в этом деле сыграли мощные транзисторы.

Данные устройства оказались просты и надежны в эксплуатации. У них заметно снизились габаритные размеры и вес в сравнении с двигателями постоянного тока. Асинхронный тяговый двигатель не требует особого технического обслуживания, способен переходить в генераторный режим без специального переключения, а лишь под действием повышенной частоты вращения ротора. Подобная схема существенно упрощает использование системы электрического торможения.

Генератор постоянного тока: устройство и принцип действия

Принцип работы электродвигателя

Устройство генератора: принцип работы

Виды электродвигателей: устройство, принцип работы

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector