Kommutator mühərriki, sargıdakı cərəyan açarının və rotorun vəziyyəti sensorunun eyni cihaz - fırça-kollektor qurğusu şəklində edildiyi sinxron elektrik maşınıdır. Bu cihaz müxtəlif formalarda təqdim olunur.
çeşidlər
Bir DC kommutator mühərriki adətən aşağıdakı elementləri ehtiva edir:
- qol rulmanlarında üç qütblü rotor;
- iki qütblü daimi maqnit stator;
- kommutator qurğusunun fırçaları kimi mis lövhələr.
Bu dəst adətən yüksək güc tələb olunmayan uşaq oyuncaqlarında istifadə olunan ən aşağı güc həlləri üçün xarakterikdir. Daha güclü mühərriklərə daha bir neçə konstruktiv element daxildir:
- kollektor yığımı formasında dörd qrafit fırça;
- yuvarlanan podşipniklərdə çoxqütblü rotor;
- dörd qütblü daimi maqnit statoru.
Çox vaxt bu tip motor cihazıdırmüasir avtomobillərdə soyutma və havalandırma sisteminin fanını, yuyucu nasosları, silecekləri və digər elementləri idarə etmək üçün istifadə olunur. Daha mürəkkəb aqreqatlar da var.
Bir neçə yüz vatt elektrik mühərrikinin gücü elektromaqnitlərdən hazırlanmış dörd qütblü statorun istifadəsini nəzərdə tutur. Onun sarımlarını birləşdirmək üçün bir neçə üsuldan biri istifadə edilə bilər:
- Rotorla seriyalı. Bu halda, böyük bir maksimum fırlanma momenti əldə edilir, lakin yüksək boş sürətə görə mühərrikin zədələnməsi riski yüksəkdir.
- Rotorla paralel. Bu halda sürət dəyişən yük şəraitində sabit qalır, lakin maksimum fırlanma momenti nəzərəçarpacaq dərəcədə azdır.
- Qarışıq həyəcan, sarımın bir hissəsi ardıcıl, bir hissəsi isə paralel bağlandıqda. Bu halda, əvvəlki variantların üstünlükləri birləşdirilir. Bu növ avtomobil marşlar üçün istifadə olunur.
- Ayrı bir enerji təchizatı istifadə edən müstəqil həyəcanlandırma. Bu halda paralel əlaqəyə uyğun xüsusiyyətlər əldə edilir. Bu seçim nadir hallarda istifadə olunur.
Komutator mühərrikinin müəyyən üstünlükləri var: onların istehsalı, təmiri, istismarı asandır və istismar müddəti kifayət qədər böyükdür. Dezavantajlar olaraq, adətən aşağıdakılar vurğulanır: bu cür cihazların effektiv dizaynları adətən yüksək sürətli və aşağı torklu olur, buna görə də əksər sürücülər sürət qutularının quraşdırılmasını tələb edir. Bu iddia yaxşı əsaslandırılıbaşağı sürətlə yönümlü bir elektrik maşını, kifayət qədər qiymətləndirilməmiş səmərəlilik, həmçinin bununla əlaqəli soyutma problemləri ilə xarakterizə olunur. Sonuncular elədir ki, onlar üçün zərif həll tapmaq çətindir.
Universal kommutator mühərriki
Bu variant həm DC, həm də AC-də işləməyə qadir olan bir növ DC kommutator maşınıdır. Cihaz kiçik ölçüləri, kiçik çəkisi, ucuzluğu və sürətin idarə edilməsinin asanlığı səbəbindən bəzi növ məişət texnikası və əl alətlərində geniş yayılıb. Çox vaxt ABŞ və Avropanın dəmir yollarında dartma vasitəsi kimi tapılır. Siz elektrik mühərrikinin cihazını nəzərdən keçirə bilərsiniz.
Dizayn Xüsusiyyətləri
Bu məsələni daha yaxşı başa düşmək üçün təqdim olunan cihazın əsasını nəyin təşkil etdiyini daha ətraflı nəzərdən keçirməlisiniz. Universal kommutator mühərrik növü, məişət elektrik təchizatı şəbəkəsinin alternativ cərəyanında işləmək üçün optimallaşdırılmış, ardıcıl olaraq bağlanmış həyəcan sarğıları olan birbaşa cərəyan cihazıdır. Motor polaritesindən asılı olmayaraq bir istiqamətdə fırlanır. Bu onunla əlaqədardır ki, stator və rotor sarımlarının ardıcıl qoşulması onların maqnit qütblərinin eyni vaxtda dəyişməsinə səbəb olur və bununla əlaqədar olaraq yaranan fırlanma momenti bir istiqamətə yönəldilir.
Nədən hazırlanır?
AC kommutator mühərriki maqnitdən istifadəni nəzərdə tuturaşağı histerezli yumşaq material. Burulğan cərəyanı itkilərini az altmaq üçün bu element izolyasiya ilə yığılmış plitələrdən hazırlanır. AC kollektor maşınlarının bir hissəsi olaraq, dalğaların hamarlanmasından istifadə etmədən bir fazalı dövrənin cərəyanını düzəltmək yolu ilə əldə edilən pulsasiya edən cərəyan vahidlərini ayırmaq adətdir.
Bir AC kommutator mühərriki ən çox aşağıdakı xüsusiyyət ilə xarakterizə olunur: aşağı sürətli rejimdə stator sarımlarının induktiv müqaviməti cərəyanın müəyyən hədlərdən artıq istehlak edilməsinə imkan vermir, maksimum mühərrik fırlanma anı isə həmçinin nominalın 3-5 ilə məhdudlaşır. Mexanik xüsusiyyətlərin yaxınlaşması stator sarımlarının bölmələrinin istifadəsi ilə əldə edilir - alternativ cərəyanı birləşdirmək üçün ayrı çıxışlar istifadə olunur.
Olduqca çətin iş güclü alternativ cərəyan kollektor maşınının dəyişdirilməsini əhatə edir. Bölmə neytraldan keçdiyi anda, rotorla əlaqədə olan maqnit sahəsi öz istiqamətini əksinə dəyişir və bu, kəsikdə reaktiv EMF-nin yaranmasına səbəb olur. Bu, AC gücü ilə işləyərkən baş verir. Dəyişən cərəyan kollektor maşınlarında reaktiv EMF də baş verir. Transformatorun EMF-i də burada qeyd olunur, çünki rotor vaxtında pulsasiya edən stator maqnit sahəsindədir. Kollektor mühərrikinin hamar bir başlanğıcı mümkün deyil, çünki bu anda maşının amplitudası maksimum olacaq və sinxronizm sürətinə yaxınlaşdıqca, mütənasib olaraq azalacaq. Davamı kimisürətlənmə, yeni bir artım qeyd olunacaq. Bu halda keçid problemini həll etmək üçün bir neçə ardıcıl addım təklif olunur:
- Debriyaj axını az altmaq üçün dizaynda tək dönmə hissəsinə üstünlük verilməlidir.
- Bölmənin aktiv müqavimətini artırmaq lazımdır, bunun üçün ən perspektivli elementlər yaxşı soyutmanın müşahidə olunduğu kollektor plitələrindəki rezistorlardır.
- Kommutator ən böyük müqavimətə malik maksimum sərtliyə malik fırçalarla aktiv şəkildə torpaqlanmalıdır.
- Reaktiv EMF seriyalı sarımları olan əlavə dirəklərdən istifadə etməklə kompensasiya edilə bilər və paralel sarımlar transformator EMF kompensasiyası üçün tətbiq edilir. Sonuncu parametrin dəyəri rotorun bucaq sürətinin və maqnitləşmə cərəyanının bir funksiyası olduğundan, belə sarımlar hələ mövcud olmayan qul idarəetmə sistemlərinin istifadəsini tələb edir.
- Təchizat sxemlərinin tezliyi mümkün qədər aşağı olmalıdır. Ən populyar seçimlər 16 və 25 Hz-dir.
- UKD-nin tərsinə çevrilməsi stator və ya rotor sarımlarının polaritesinin dəyişdirilməsi ilə həyata keçirilir.
Müsbət və mənfi cəhətlər
Müqayisə üçün aşağıdakı şərtlərdən istifadə olunur: qurğular 220 volt gərginlikli və 50 Hz tezliyə malik məişət elektrik şəbəkəsinə qoşulur, eyni zamanda mühərrik gücü eynidir. Cihazların mexaniki xüsusiyyətlərindəki fərq bir çatışmazlıq və ya üstünlük ola bilərsürücünün tələblərindən asılı olaraq.
Beləliklə, AC kommutator mühərriki: DC qurğu ilə müqayisədə üstünlüklər:
- Şəbəkəyə qoşulma birbaşa həyata keçirilir və əlavə komponentlərdən istifadə etməyə ehtiyac yoxdur. DC qurğusunda düzəliş tələb olunur.
- Başlanğıc cərəyanı daha azdır, bu, gündəlik həyatda istifadə olunan cihazlar üçün çox vacibdir.
- İdarəetmə sxemi varsa, onun cihazı daha sadədir - reostat və tiristor. Elektron komponent uğursuz olarsa, qiyməti gücdən asılı olan və 1400 rubl və ya daha çox dəyişən kollektor mühərriki işlək qalacaq, lakin dərhal tam gücdə işə düşəcək.
Müəyyən çatışmazlıqlar da var:
- Statorun tərsinə çevrilməsi və endüktans nəticəsində itkilərə görə ümumi səmərəlilik nəzərəçarpacaq dərəcədə azalır.
- Maksimum fırlanma momenti də azaldılıb.
Birfazalı kollektorlu elektrik mühərrikləri asinxronlarla müqayisədə müəyyən üstünlüklərə malikdir:
- yığcamlıq;
- şəbəkə tezliyi və sürəti ilə əlaqənin olmaması;
- əhəmiyyətli başlanğıc anı;
- avtomatik rejimdə sürətin mütənasib azalması və artması, həmçinin artan yüklə fırlanma anının artması, təchizatı gərginliyi dəyişməz qalır;
- sürətə nəzarət təchizatı gərginliyini dəyişdirməklə kifayət qədər geniş diapazonda hamar ola bilər.
İnduksiya mühərriki ilə müqayisədə çatışmazlıqlar
- yük dəyişdikdə sürət qeyri-sabit olacaq;
- fırça-kollektor qurğusu cihazı çox etibarlı etmir (ən sərt fırçalardan istifadə ehtiyacı resursu əhəmiyyətli dərəcədə azaldır);
- AC keçidi kollektorda güclü qığılcım yaradır və radio müdaxiləsi əmələ gəlir;
- əməliyyat zamanı yüksək səs-küy səviyyəsi;
- manifold çox sayda hissə ilə xarakterizə olunur, bu da mühərriki kifayət qədər kütləvi edir.
Müasir kommutator mühərriki mexaniki dişlilərin və işçi orqanlarının imkanları ilə müqayisə edilə bilən resurs ilə xarakterizə olunur.
Digər müqayisələr
Eyni gücə malik kollektor və asinxron mühərrikləri müqayisə edərkən, sonuncunun nominal tezliyindən asılı olmayaraq, fərqli bir xüsusiyyət əldə edilir. Bu, aşağıda daha ətraflı təsvir ediləcəkdir. Universal kollektor elektrik mühərriki "yumşaq" xarakteristikasını həyata keçirir. Bu vəziyyətdə, an şaftdakı yüklə düz mütənasibdir, inqilablar isə ona tərs mütənasibdir. Nominal fırlanma anı adətən maksimumdan 3-5 dəfə az olur. Rölanti sürətinin məhdudlaşdırılması yalnız mühərrikdəki itkilərlə xarakterizə olunur, güclü bir qurğu yüksüz işə salındıqda, o, çökə bilər.
Asinxron mühərrikin xarakteristikası "fan"dır, yəni qurğu nominala yaxın sürəti saxlayır, sürətin bir qədər azalması ilə fırlanma anı mümkün qədər kəskin artırır. Bu göstəricidə əhəmiyyətli bir dəyişiklikdən danışırıqsa, o zaman mühərrik anı nəinki artmır, həm də azalır.tam dayanmağa gətirib çıxaran sıfıra. Boş sürət nominaldan bir qədər yüksəkdir, eyni zamanda sabit qalır. Bir fazalı asinxron mühərrikinin xarakterik bir xüsusiyyəti, normal şəraitdə başlanğıc momentini inkişaf etdirmədiyi üçün işə salma ilə əlaqəli əlavə problemlər dəstidir. Vaxt keçdikcə pulsasiya edən bir fazalı statorun maqnit sahəsi əks fazalı iki sahəyə parçalanır və bu, hər cür fəndlər olmadan işə başlamağı qeyri-mümkün edir:
- süni faza yaradan tutum;
- yarıq yiv;
- süni faza yaradan aktiv müqavimət.
Nəzəri olaraq, antifazalı fırlanan sahə, həddindən artıq doymuş maqnit sistemindəki itkilər və əks sahə cərəyanları ilə yüklənmiş sarımlar səbəbindən birfazalı asinxron qurğunun maksimum səmərəliliyini 50-60%-ə qədər azaldır. Məlum olub ki, eyni valda iki elektrik maşını var, biri mühərrik rejimində, ikincisi isə müxalifət rejimində işləyir. Belə çıxır ki, bir fazalı kollektor elektrik mühərrikləri müvafiq şəbəkələrdə rəqibləri tanımırlar. Bu, belə yüksək populyarlığa layiq idi.
Elektrik mühərrikinin mexaniki xüsusiyyətləri ona müəyyən istifadə sahəsini təmin edir. AC şəbəkəsinin tezliyi ilə məhdudlaşan aşağı sürətlər universal kollektorlarla müqayisədə oxşar gücün asinxron vahidlərini çəki və ölçüdə böyük edir. Bununla belə, yüksək tezlikli çeviricinin güc dövrəsinə daxil edildikdə, müqayisə edilə bilən ölçülərə və çəkiyə nail olmaq olar. Mexanik xarakteristikanın sərtliyi qalırcərəyana çevrilmə itkiləri, həmçinin tezlik artımı, maqnit və induktiv itkilər artır.
Manifold montajı olmayan analoqlar
AC kommutator mühərriki mexaniki xüsusiyyətlərinə görə ona ən yaxın olan analoqa malikdir - klapan, burada fırça-kollektor qurğusu rotor mövqeyi sensoru ilə təchiz edilmiş çevirici ilə əvəz edilmişdir. Bu qurğunun elektron analoqu kimi aşağıdakı sistem istifadə olunur: rektifikator, çevirici ilə birləşdirilmiş rotorun açısal mövqeyi sensoru olan sinxron mühərrik. Bununla belə, rotorda daimi maqnitlərin olması ölçüləri qoruyarkən maksimum fırlanma anı azaldır.
İş prinsipi
Kollektor elektrik mühərriki cihazı cihazın elektrik enerjisini mexaniki enerjiyə və əksinə necə çevirdiyini nümayiş etdirir. Bu, onun generator kimi istifadə etmək qabiliyyətini göstərir. Diaqramı öz imkanlarını nümayiş etdirəcək kollektor elektrik mühərrikini daha ətraflı nəzərdən keçirməyə dəyər.
Fizika qanunlarında açıq şəkildə göstərilir ki, maqnit sahəsindəki keçiricidən elektrik cərəyanı keçdikdə ona müəyyən qüvvə təsir edir. Bu vəziyyətdə, elektrik mühərrikinin gücünə birbaşa təsir edən sağ əl qaydası işləyir. Kommutator mühərriki məhz bu əsas prinsip üzərində işləyir.
Fizika bizə bunun əsasını öyrədirdüzgün şeyləri yaratmaq kiçik qaydalardır. Bu, bir kollektor elektrik mühərriki yaratmağa imkan verən bir maqnit sahəsində fırlanan bir çərçivə yaratmaq üçün əsas oldu. Diaqram göstərir ki, bir cüt keçirici cərəyan əks istiqamətə yönəldilmiş bir maqnit sahəsinə yerləşdirilir və buna görə də qüvvələr. Onların cəmi tələb olunan fırlanma anı verir. Elektrik mühərrikinin cihazı daha mürəkkəbdir, çünki ona lazımi elementlərin bütün kompleksi, xüsusən də dirəklər üzərində cərəyanın eyni istiqamətini təmin edən bir kollektor əlavə edilmişdir. Qeyri-bərabər hərəkət armaturun üzərinə daha çox rulon yerləşdirməklə aradan qaldırıldı, daimi maqnitlər isə birbaşa cərəyana ehtiyacı aradan qaldıran bobinlərlə əvəz olundu. Bu, fırlanma anı tək istiqamət verməyə imkan verdi.
Öz əlinizlə elektrik mühərriki təmiri
Hər hansı digər cihaz kimi, bu cihaz hər hansı səbəbdən sıradan çıxa bilər. Şəkilini nəzərdən keçirməyimizdə görə biləcəyiniz elektrik mühərriki lazımi sayda dövrə qazana bilmirsə və ya şaft işə salındıqda fırlanmırsa, onun qoruyucularının yandığını, nasazlıqların olub olmadığını yoxlamaq lazımdır. armaturun elektrik dövrəsi, əgər cihazın özü həddindən artıq yüklənirsə. Çox vaxt həddindən artıq yüklənmə anormal cərəyan istehlakına səbəb olur. Bu nasazlığı aradan qaldırmaq üçün mexaniki transmissiya və əyləci diqqətlə yoxlamaq, sonra isə həddindən artıq yüklənmənin səbəblərini aradan qaldırmaq lazımdır.
Elektrik mühərrikinin konstruksiyası elədir ki, işə düşəndə istehlak edirmüəyyən miqdarda cərəyan. Nominal dəyərdən böyükdürsə, paralel və ardıcıl sarımların bir-birinə, eləcə də reostata münasibətdə birləşməsinin uyğunluğunu yoxlamaq tələb olunur. Öz əlinizlə elektrik mühərriki təmiri aparılarkən, çox vaxt olduqca konkret səhvlərə yol verilir. Xüsusilə, şunt sarğı reostatın elektrik müqaviməti ilə sıra ilə birləşdirilə bilər və ya elektrik şəbəkəsinin bir qütbünə qoşula bilər.
İş qıcıqlandırıcı sarğının birləşməsinin ardıcıllığının yoxlanılması manevr sarğının uclarından birini anker ucu ilə, ikincisini isə reostat qövsündən gələn elektrik keçiricisi ilə birləşdirməklə həyata keçirilir. Adətən bu elektrik keçiricisinin kəsişməsi digərlərindən bir qədər kiçikdir, ona görə də onu megger olmadan aşkar etmək olar. Güc açarını işə saldıqdan və reostat sürgüsünü orta vəziyyətə keçirdikdən sonra boş uclara enerji verilir. Nəzarət lampası vasitəsilə bütün keçirici uçların ardıcıl yoxlanışı aparılır. Onlardan birinə toxunduqda, lampa yanmalıdır, digəri ilə deyil. Bütün motor belə sınaqdan keçirilir. Görülən işin qiyməti qurğunun nasazlıq növündən asılı olacaq.
Əgər cihazın işləməsi zamanı nominaldan az olan bir sıra inqilablar olarsa, bunun əsas səbəbləri adətən aşağıdakılardır: aşağı şəbəkə gərginliyi, cihazın həddindən artıq yüklənməsi, böyük həyəcanverici cərəyan. Əks xarakterli qeyri-operativlik qeyd olunarsa, həyəcan dövrəsini yoxlamaq, bütün müəyyən edilmiş qüsurları aradan qaldırmaq lazımdır, bundan sonrahəyəcan cərəyanının normal qiymətini təyin edə bilərsiniz. Bəzi hallarda mühərrikləri geri çevirmək lazım ola bilər.
Bölmənin işləməməsinin səbəbi paralel və ardıcıl sahə sarımlarının səhv cütləşməsi olduqda, düzgün qoşulma qaydasını bərpa etmək lazımdır. Belə bir problemi sadə bir şəkildə aradan qaldırmaq mümkün deyilsə, elektrik mühərriklərini geri çevirmək lazım ola bilər. Elektrik şəbəkəsindəki gərginliyin böyüklüyünü də yoxlamaq lazımdır, çünki onun nominal dəyərinin artması ilə cihazın inqilabları arta bilər.
