Все статьи / Электродвигатель коллекторный

Электродвигатель коллекторный

электродвигатель коллекторный

Коллекторным электродвигателем называют специальное электрическое приспособление, которое применяется практически везде. Все люди ежедневно используют, например, стиральную машинку и даже не догадываются о том, что способствует процессу очищения белья. Отличительная черта коллекторных электродвигателей заключается в щеточно-коллекторном узле, который объединяет переключатель тока с датчиком ротора. Следует знать и о видах данного оборудования, основные из которых представлены ниже.

1. Коллекторный двигатель постоянного тока

Электродвигатель коллекторный постоянного тока представляет самый нижний уровень такого оборудования, потому что он способен выдержать напряжение только в 5-10 вольт. Конечно, таким двигателем нашли применения, начав устанавливать их в игрушки.

Но есть и более мощные электродвигатели, относящиеся к данному виду, они изготавливаются из многополюсных роторов, 4 графитовых щеток и четырёхполюсных статоров. Такие приспособления можно ставить даже в автомобили (для активации дворников и подобного оборудования), ведь они выдерживают до 25 вольт!

Достоинства коллекторных двигателей постоянного тока:

  1. Простой и быстрый ремонт.
  2. Легкость изготовления.
  3. Низкая цена.
  4. Простота эксплуатации.

Недостатки:

  1. Необходимость охлаждения.
  2. Низкий коэффициент полезного действия.
  3. Необходимость редуктора.
  4. Высокий темп работы.
  5. Низкомоментность.

2. Универсальные коллекторные электродвигатели (сокращенно - УКД)

Данный вариант является одним из самых распространённых, потому что он обладает огромным количество достоинств, которые будут перечислены немного позже. Чаще всего универсальные коллекторные электродвигатели можно встретить в бытовой технике и инструментах, присутствующих в каждом доме. Также УКД используются на железных дорогах, выполняя роль основного тягового устройства. Популярность обусловлена также тем, что они могут работать и на переменном, и на постоянном токе.

Особенности их конструкции

Конструкция УКД упорядочена, а все обмотки подключены последовательно, что позволяет работать от переменного тока. Все обмотки вращаются в одну сторону, а полюса сменяются синхронно. Данные особенности достигаются, потому что обмотки статора и ротора соединены последовательно.

Достоинства:

  1. Простота подключения к сети, ведь дополнительные компоненты не нужны. Необходимо только выпрямление при постоянном токе.
  2. Маленький пусковой ток.
  3. Простота схемы управления.
  4. Доступность.
  5. Простота использования.
  6. Ручная регулировка оборотов.

Недостатки:

  1. Низкий коэффициент полезного действия.
  2. Низкий общий момент.

3. Трехфазные электродвигатели

Трёхфазные электродвигатели используют значительно реже, потому что они подходят только для трёхфазных сетей. Такие приспособления состоят из статора и трёх обмоток (угол между ними - 120 градусов). Обмотки образуют специальное магнитное поле, скорость вращения которого равна скорости вращения ротора.

Способы соединения обмоток:

  1. Треугольником. Обмотки образовывают правильный треугольник, все соединения подключаются к фазам, а нулевой выход отсутствует.
  2. Звездой. Данный способ основан на соединении концов активных обмоток с 0. Начала всех обмоток подключаются к фазам.

Преимущества:

  1. Лёгкость обслуживания.
  2. Отсутствие необходимости преобразований (можно просто включить в сеть).

Недостатки:

  1. Пусковой ток велик.
  2. Низкий коэффициент мощности.

4. Трехфазные асинхронные электродвигатели

Трехфазный асинхронный электродвигатель изготавливается из статора и ротора с короткозамкнутой обмоткой, все элементы должны быть неподвижны.

Принцип действия

Общий момент трёхфазного асинхронного электродвигателя создаётся отдельными проводниками. Ротор (под действием созданных сил) вращается, но его скорость отличается от скорости вращения магнитного поля статора. Данный электродвигатель называется асинхронным именно по этой причине.

Преимущества:

  1. Низкий уровень шума.
  2. Простая конструкция.

Недостатки:

  1. Сложная электронная схема.

5. Бесколлекторные электродвигатели

Данные устройства состоят из статора с обмотками и ротора с постоянными магнитами.

Преимущества:

  1. Надёжность, износоустойчивость и огромный срок службы (до 15000-25000 часов).
  2. Отсутствие перегревов при соблюдении правил эксплуатации.
  3. Широкий диапазон частот.
  4. Наличие специальной оси, зафиксированной на подшипниках (она сильно уменьшает трение).

Недостатки:

  1. Необходимость приобретения специального блока управления (регулятора), который стоит относительно дорого. Только с его помощью можно осуществлять настройку электродвигателя.
  2. Сложная конструкция (это может помешать ремонтным работам).

6. Двухскоростные электродвигатели

С развитием промышленности стало появляться и более сложное оборудование с мощными двигателями, которым, к сожалению, требуется постоянно регулировать скорость, что и лежит в основе нарастающей популярности двухскоростных электродвигателей. Данное свойство достигается из-за того, что на один ротор приходится сразу две обмотки, поэтому электродвигатель получает способность работать на различных скоростях.

Несмотря на простую конструкцию и удобство применения, по мнению многих предпринимателей, двухскоростные электродвигатели скоро будут вытеснены с рынка моторами, имеющими частотные преобразователи. Этот современный вид электродвигателей не способен менять мощность в зависимости от скорости, поэтому двухскоростные электродвигатели всё ещё актуальны.

Применение

Двухскоростной электродвигатель используется в:

  1. Тягачах, подъёмных кранах и буровых установках.
  2. Лифтах.
  3. Различных станках (на металлургических и химических производствах).
  4. Вентиляционных системах.

Варианты подключения двухскоростного двигателя:

  1. С использованием обмотки Даландера или обыкновенной независимой обмотки.
  2. С использованием нескольких обмоток Даландера.
  3. С использованием 2 независимых обмоток, находящихся в электродвигателе (их магнитные полюса должны быть разными).