Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струму

Мотори, що працюють на постійному струмі рідко зустрічаються в домашньому господарстві. Але вони завжди стоять у всіх дитячих іграшках, що працюють від батарейок, які ходять, бігають, їздять, літають і т. п. Двигуни постійного струму (ДПТ) встановлюються в автомобілях: у вентиляторах і різних приводах. Вони майже завжди використовуються на електротранспорті і рідше у виробництві.

Переваги ДПТ порівняно з асинхронними моторами:

  • Добре піддаються регулюванню.
  • Відмінні пускові властивості.
  • Частоти обертання можуть бути більш 3000 об/хв.

Недоліки ДПТ:

  • Низька надійність.
  • Складність виготовлення.
  • Висока вартість.
  • Великі витрати на обслуговування і ремонт.
  • Далі Я постараюся коротко і доступно в одній статті викласти схеми, принципи роботи, регулювання і реверсу двигунів постійного струму.

    Принцип дії електродвигуна постійного струму

    Пристрій двигуна аналогічно синхронних двигунів змінного струму. Повторюватися не буду, якщо не знаєте, тоді дивіться в цій нашій статті.

    Будь-який сучасний електромотор працює на основі закону магнітної індукції Фарадея і «Правила лівої руки». Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струму Якщо до нижньої частини обмотки якоря підключити електричний струм в одному напрямку, а до верхньої – в зворотному – він почне обертатися. Згідно з правилом лівої руки, провідники, укладені в пазах якоря, будуть виштовхуватися магнітним полем обмоток корпусу ДПТ або статора.

    Нижня частина буде виштовхуватися вправо, а верхня – вліво, тому якір почне обертатися до моменту поки частини якоря не поміняються місцями. Для створення безперервного обертання необхідно постійно міняти місцями полярність обмотки якоря. Чим і займається колектор, який при обертанні комутує обмотки якоря. Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струму Напруга від джерела струму подається на колектор за допомогою пари притискних графітових щіток.

    Принципові схеми електродвигуна постійного струму

    Якщо двигуни змінного струму досить просто підключаються, то з ДПТ все складніше. Вам необхідно знати марку мотора, і потім в інтернеті дізнавайтеся про його схему включення.

    Найчастіше у середніх і потужних двигунів постійного струму є в клемній коробці окремі висновки від якоря і від обмотки збудження (ІВ). Як правило, на якір подається повна напруга електроживлення, а на обмотку збудження-регульований струм реостатом або змінним напругою. Від величини струму ІВ і будуть залежати обороти ДПТ. Чим він вище, тим швидше швидкість обертання.

    В залежності від того, як підключення якір і ОВ, електродвигуни бувають з незалежним збудженням від окремого джерела струму і з самозбудженням, яке може бути паралельним, послідовним і змішаним.

    На виробництві застосовуються двигуни з незалежним збудженням ІВ, яка підключається до окремого від якоря джерела живлення. Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струму Між обмотками збудження і якоря немає електричного зв’язку.

    Схема підключення з паралельним збудженням по своїй суті аналогічна схемі з незалежним збудженням ІВ. З тією лише різницею, що відпадає необхідність у використанні окремого джерела живлення. Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струму Двигуни при включенні по обом цим схема володіють однаковими жорсткими характеристиками, тому застосовуються у верстатах, вентиляторах і т. п.

    Двигуни з послідовним збудженням застосовуються, коли необхідний великий пусковий струм, м’яка характеристика. Вони застосовуються а трамваях, тролейбусах і електровозах. По цій схемі обмотки збудження і якоря підключаються між собою послідовно. Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струму При подачі напруги струми в обох обмотках будуть однакові. Головний недолік полягає в тому, що при зменшенні навантаження на вал менше 25% від номіналу, відбувається різке збільшення частоти обертання, досягає небезпечних для ДПТ значень. Тому для безвідмовної роботи необхідна постійна навантаження на вал.

    Іноді застосовуються ДПТ зі змішаним збудженням, при якому одна обмотка ІВ з’єднується послідовно якірного ланцюга, а інша паралельно. Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струму В житті рідко зустрічається.

    Реверсування двигунів постійного струму

    Що б змінити напрямок обертання ДПТ з послідовним збудженням необхідно поміняти напрямку струму в ІВ або обмотці якоря. Практично, це робиться зміною полярності: міняємо плюс з мінусом місцями. Якщо ж одночасно поміняти полярність в колах збудження і якоря, тоді напрямок обертання не зміниться. Аналогічно робиться реверс і для моторів, що працюють на змінному струмі.

    Реверсування ДПТ з паралельним або змішаним збудженням краще проводити зміною напряму електричного струму в обмотці якоря. При розриві обмотки збудження, ЕРС досягає небезпечних величин і можливий пробій ізоляції проводів.

    Регулювання обертів двигунів постійного струму

    ДПТ з послідовним збудженням найпростіше регулювати змінним опором у ланцюзі якоря. Регулювати можна тільки на зменшення числа оборотів у співвідношенні 2:1 або 3:1. При цьому відбуваються великі втрати в регулювальному реостате (R реєстр). Даний метод використовується в кранах і електричних візках, у яких бувають часті перерви в роботі. Схема і принцип роботи електродвигуна постійного струмуВ інших випадках використовується регулювання обертів вгору від номіналу за допомогою реостата в колі обмотки збудження, як показано на правому малюнку.

    ДПТ з паралельним збудженням так само можна регулювати частоту оборотів вниз за допомогою опору в ланцюзі якоря, але не більше 50 відсотків від номіналу. Знову ж буде нагрівання опору з-за втрат електричної енергії в ньому.

    Збільшити ж обороти максимум в 4 рази дозволяє реостат у колі ІВ. Найпростіший і найпоширеніший метод регулювання частоти обертання.

    На практиці в сучасних електромоторах дані методи регулювання через своїх недоліків і обмеженості діапазону регулювання рідко застосовуються. Використовуються різні електронні схеми управління.

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками