DPT – это. Что такое DPT?

Статор

В зависимости от конструкции, DCT размещается на статоре:

• постоянные магниты
• электромагниты с обмотками возбуждения – катушки индукции потока

В простейшем случае он имеет два полюса, т.е. один магнит с одной парой полюсов.

Ротор

Он состоит из полюсно-реверсивных электромагнитов и датчика положения ротора и переключателя (коллектора). В простейшем случае ротор состоит из одной катушки с двумя полюсами, т.е. имеет одну пару полюсов, поэтому имеются две мертвые зоны, от которых двигатель не может запуститься.

Трехполюсный (полутораполюсный) ротор имеет наименьшее число полюсов ротора, при котором возможен автоматический запуск из любого положения ротора. На самом деле, один полюс все время делится на два, т.е. ротор имеет скрытую пару из двух полюсов. Ротор каждого двигателя состоит из множества катушек, некоторые из которых находятся под напряжением в зависимости от угла поворота ротора относительно статора. Использование большого количества (несколько десятков) катушек необходимо для уменьшения неравномерности крутящего момента, уменьшения коммутируемого (переключаемого) тока, обеспечения оптимального взаимодействия магнитных полей ротора и статора (т.е. для создания максимального крутящего момента на роторе).

Для расчета момента инерции ротора, ротор может быть сначала аппроксимирован как твердый однородный цилиндр с моментом инерции, равным где где – масса цилиндра (ротора), и – радиус цилиндра (ротора).

Коллектор (коллекторный агрегат, щеточный агрегат, щеточно-коллекторный агрегат, щеточно-коллекторный агрегат)

Коммутатор (блок щетка/коммутатор) действует как датчик угла поворота ротора и как токовый выключатель со скользящими контактами.

Коллекционные узоры имеют множество вариаций.

Выходы всех катушек объединяются в коллекторном блоке. Коллекторный узел обычно представляет собой кольцо изолированных контактных пластин (ребер), расположенных вдоль оси (продольной оси) ротора. Существуют и другие конструкции коллекторных узлов.

Щеточный узел необходим для питания катушек на вращающемся роторе и для коммутации тока в обмотках ротора. Щетка представляет собой твердый контакт (обычно графитовый или медно-графитовый).

Щетки часто размыкают и замыкают контактные пластины на коллекторе ротора, что вызывает переходные процессы в обмотках ротора во время работы двигателя. Эти процессы приводят к образованию дуги на коллекторе, что значительно сокращает срок службы двигателя. Искрение уменьшается путем выбора положения щеток относительно статора (уменьшение тока коммутации), а также путем подключения внешних реактивных элементов (конденсаторов).

При больших токах в роторе двигателя постоянного тока возникают сильные переходные процессы, которые могут вызвать искрение, постоянно охватывающее все коллекторные пластины, независимо от положения щеток. Это явление называется кольцевой дугой коллектора или “круговой дугой”. Круговое искрение опасно тем, что все пластины коллектора сгорают одновременно, и срок службы коллектора значительно сокращается. Вы можете увидеть кольцевое искрение в виде светящегося кольца вокруг коллектора. Эффект коллекторного кольца недопустим, и приводы разрабатываются таким образом, чтобы соответствующим образом ограничить максимальный крутящий момент (и, следовательно, токи ротора) двигателя.

Сам сердечник якоря имеет пазы, в которые укладываются обмотки. Обмотки фиксируются на месте клиньями или витками проволоки или стекловолоконной ленты.

Дизайн

В двигателях постоянного тока малой мощности используются постоянные магниты, в машинах большой мощности вместо них используются обмотки возбуждения. Приложенный к нему ток называется током возбуждения, а поле – соответственно полем возбуждения.

Статор двигателя постоянного тока состоит из основания (рис. 5-6) и главных полюсов (рис. 5-4 и 5). Рама должна обладать достаточной механической прочностью и магнитной проницаемостью, поскольку она является частью магнитной цепи, поэтому она изготавливается из стали.

Подшипниковые пластины также закреплены на раме, а на нижней части рамы имеются ножки для установки двигателя. По периметру рамы расположены отверстия (рис. 5-4) для крепления основных стоек.

Главные полюса создают возбуждение магнитного поля в машине и состоят из сердечников (Рисунок 5-4) и катушек (Рисунок 5-5). Сердечники формируются из листовой электротехнической стали, например, типа 3411 или технической стали толщиной 1-2 миллиметра. Пластины изолируются друг от друга лаком или слоем окалины, это делается для уменьшения вихревых токов и, следовательно, потерь в машине. На полюсной стороне сердечника, которая “смотрит” в сторону якоря, находится полюсная клемма. Это необходимо для правильного распределения магнитной индукции в зазоре машины.

В машинах постоянного тока мощностью свыше 1 киловатта катушка наматывается на пластиковый каркас и помещается на полюсный сердечник. В маломощных машинах он наматывается непосредственно на сердечник с изоляционным матом.

Обмотка машины постоянного тока состоит из вала (Рисунок 5-10), на котором закреплены сердечник (Рисунок 5-3) и коллектор (Рисунок 5-1). Как и в случае с полюсами, для уменьшения вихревых токов и потерь сердечник якоря собирается из штампованных листов электротехнической стали, которые покрываются изоляционным лаком, обвязываются и обжигаются. После выпечки сердечник прижимается к валу.

Сам сердечник якоря имеет пазы, в которые помещается обмотка. После установки проводов щели закрываются клиньями или вокруг них наматывается проволочный или стекловолоконный бандаж для фиксации.

Распределитель (рис. 5-1) является одной из самых важных и сложных деталей. Его основными компонентами являются медные пластины трапециевидного сечения, которые устанавливаются в коллектор таким образом, что снаружи образуется цилиндрическая поверхность. Коллекторные пластины (рейки) закрепляются в специальной стальной или пластиковой шайбе типа “ласточкин хвост” (см. рисунок 7a-6) и зажимаются шайбами (рисунки 7a-1 и 3), которые в свою очередь изолируются миканитовыми шайбами (рисунок 7a-4). Сами конические шайбы затягиваются винтами (Рисунок 7a-2).

Во время работы поверхность ребер зачищается щетками так, чтобы миканитовые подушечки не выступали (в этом случае щетки будут вибрировать и искрить), между ребрами фрезеруются канавки глубиной до 1,5 мм. Часть ребер, обозначенная 5 на рисунке 7-a, называется “петушок”, где укладываются и припаиваются провода обмотки якоря.

В маломощных двигателях постоянного тока используется несколько иная конструкция коллектора, более простая в изготовлении. Это так называемые “коллекторы на пластике” (Рисунок 8). В этом случае пластик (рис. 8-2) образует корпус коллектора и удерживает ребра (рис. 8-1) и миканитовые пластины, занимающие пространство между стальной гильзой (рис. 8-4) и ребрами.

Щетки находятся в щеткодержателях. Он является стационарным и часто оснащен пружинами для прижатия щеток к коллектору. Щетка подключается к электрической цепи машины (и к источнику питания) с помощью медного кабеля в оплетке, который очень гибкий и не препятствует движению щетки в сепараторе. Конструкция этого устройства показана на рисунке 9.

Держатель щетки позволяет регулировать давление щетки. Это важно для стабильной работы машины. Слишком большое давление приведет к ускоренному износу щеток и нагреву коллектора. И если щетки не прижаты должным образом, они начнут искрить.

Возвращаясь к рисунку 5, мы пронумеруем его немного по-другому и продублируем для удобства. В двигателе есть и другие важные компоненты – два подшипниковых диска (рис. 5-7 и 12) со сменными подшипниками, которые обеспечивают свободное вращение вала и вентилятора (рис. 5-8). Вентилятор, как и во многих других типах электродвигателей, установлен на валу двигателя и дует на статор для охлаждения во время работы.

Для удобства обслуживания на крышке переднего подшипника имеется окно, позволяющее проверить коллектор и щетки без полной разборки машины. Это важно, поскольку электрики на заводе довольно часто меняют щетки, в зависимости от нагрузки машины интервал между заменами может достигать 1-2 недель, поэтому важно постоянно проверять их состояние.

Во-первых, обратите внимание, что клеммная коробка содержит 6 клемм – по одной паре для каждой из трех обмоток. Во-вторых, он позволяет использовать один из двух методов соединения (“звезда” и “дельта”)

Конструкция двигателя

Основные компоненты, из которых состоит типичный трехфазный двигатель, следующие:

• Корпус, имеющий ножки, с помощью которых он крепится к фундаменту;
• Статор, по своей структуре напоминающий простой трансформатор. Он имеет сердечник и обмотку, в которой при подаче тока создается вращающееся электромагнитное поле.
• Ротор. Основная вращающаяся часть.
• Вал, на котором жестко закреплен ротор. Передняя часть выдвигается наружу и имеет шпоночный паз для шестеренок или шкивов. Задняя часть, выходящая за пределы корпуса, оснащена крыльчаткой для охлаждения и обдува.
• Подшипники, расположенные в углублениях передней и задней крышек.
• Герметичная клеммная коробка.

Если он построен, то будет выглядеть примерно так, как показано ниже:

106 мыслей на тему “Двигатель постоянного тока. Характеристики и корректировки”.

Я очень ждал статей о двигателях. Специалист по электроприводам научил нас работать с AVR, но он ничего не написал о двигателях. Будут ли еще статьи на эту тему?

Меня разрывала обратная зависимость между магнитным потоком возбуждения и скоростью. Из формулы я вижу, что это так, но я не могу этого понять. Особенно удивительным был дрейф с выворачиванием поля. Если нет магнитного потока статора, от чего “отталкивается” ротор? Как вообще двигатель может работать в таком режиме?

Она отталкивается от других возбуждений. Намагниченность полюсов. Но обратите внимание, что крутящий момент там тоже падает до нуля. Так что либо отталкивайтесь с сумасшедшим током, либо уменьшайте вращающий момент до нуля.

Да, я заметил этот крутящий момент. Понятно, что разгон будет происходить только без нагрузки, и только если источник питания может обеспечить достаточный ток.

Возможно, есть и другие статьи, я не буду говорить. Я действительно многое забыл об этой теме за последние 7 лет из-за отсутствия использования. Особенно это касается всевозможных усовершенствованных регулировок и динамики движения. Так что я не такой уж большой эксперт по дискам

На первых порах можно обойтись без расширенных настроек. Меня интересуют очень простые вещи. Как, какие методы контроля и, соответственно, какие водители их применяют, чем они отличаются, их преимущества, недостатки и подводные камни. Для коллекторных и бескоммутаторных двигателей постоянного тока. На что обратить внимание при создании схем с электродвигателями, чтобы не спалить все к чертям. В общем, такая статья в разделе “для начинающих”. Но я бы с удовольствием читал и более емкие статьи.

Основные вещи уже описаны А затем выяснить это самостоятельно. Вы можете управлять напряжением с помощью ШИМ. Вы можете сделать обратную связь по току и моменту. Действуйте с ними так же, как и с любой индуктивностью, о чем я уже писал. Единственное, что не описано – это самодельные Н-образные мосты. Но вот в чем дело, всем не угодишь, все слишком разные.

Он используется практически везде, где нужен небольшой двигатель.

Все модели самолетов, квадрокоптеров и прочих летающих вещей – на безкоммутаторных двигателях, за исключением абсолютно позорных $100 China.

Я ДОЧИТАЮ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я ДОЧИТАЮ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я ДОЧИТАЮ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я ПРОЧИТАЮ ВСЕ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я ПРОЧИТАЮ ВСЕ, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ.

Модели – это не игрушки. Совершенно разные требования и разные цены.
А в дешевых игрушках, – обычно это дешевые коллекторные моторы с проволочными щетками. А в самых дешевых моделях вертолетов с соосными винтами (так что по сути это те же игрушки) это еще и коллекторные моторы.

В устройстве используется двигатель постоянного тока мощностью 60 Вт с питанием 48 В. Как его можно преобразовать в 12 В без потери мощности?

Почему это происходит? Это контр-ЭД, который находится в разработке. Когда двигатель находится в состоянии покоя, ток, который может протекать через него, зависит только от двух параметров – напряжения питания и сопротивления обмотки якоря. Таким образом, предел тока, который может развивать двигатель и на который должна быть рассчитана схема, легко найти. Просто измерьте сопротивление обмотки двигателя и разделите напряжение питания на это значение. Просто в соответствии с законом Ома. Это максимальный ток, пусковой ток.

Контроль

Нетрудно заметить, что изменение полярности напряжения питания также изменит направление вращения якоря. Это позволяет легко управлять двигателем, манипулируя полярностью щеток.

Механические характеристики

Рассмотрите график зависимости между частотой и крутящим моментом на валу. Мы видим прямую линию с отрицательным наклоном. Эта строка выражает механические характеристики двигателя постоянного тока. Его конструкция заключается в выборе определенного постоянного напряжения для питания обмоток ротора.

Примеры механических характеристик двигателей постоянного тока с независимым возбуждением

Кривая управления

Такая же прямая линия, но с положительным наклоном, представляет собой график зависимости скорости вращения якоря от напряжения питания. Это кривая характеристики управления синхронным двигателем.

Это характеристическая кривая синхронного двигателя.

Пример характеристик синхронного двигателя с регулированием якоря

Линейность характеристик упрощает управление двигателями постоянного тока. Поскольку сила F пропорциональна току, можно регулировать параметры двигателя, изменяя это значение, например, с помощью переменного резистора.

Регулировка скорости вращения ротора может быть легко достигнута путем изменения напряжения. В коммутаторных двигателях используются пусковые реостаты для плавного увеличения скорости, что особенно важно для тяговых двигателей. Это также один из самых эффективных методов торможения. Кроме того, в режиме торможения синхронный двигатель вырабатывает электрическую энергию, которая может быть возвращена в электросеть.

Схема цепи для параллельного возбуждения в основном аналогична описанной выше. Особенностью этой схемы является то, что она имеет электрическое соединение с основной схемой (рис. 2).

БЕСКОММУТАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Двигатель без коммутатора – это двигатель, в котором ток в обмотках статора коммутируется специальными электронными устройствами (“контроллерами” или “инверторами”). Этот коммутатор состоит из набора полупроводниковых элементов, которые создают вращающееся поле, подавая ток на соответствующую обмотку.

Скорость вращения вала у этого типа устройств значительно выше, чем у коллекторов с постоянными магнитами. Это увеличивает удельную мощность двигателя и повышает его эффективность.

Конструкция и принцип работы.

• статор с обмотками;
• вращающийся ротор с постоянными магнитами;
• контроллер, обеспечивающий генерацию вращающегося ЭДС поля в статоре.

Статор двигателя без коммутатора имеет 3 обмотки, которые называются фазными обмотками, как и в двигателях переменного тока.

Обоснование этого названия объясняется ниже. Хотя эти устройства работают от источника постоянного напряжения (батареи), контроллер, управляющий коммутацией обмоток, включает переменный ток.

Это заставляет их создавать переменную составляющую в виде прямоугольных импульсов. Это создает впечатление трехфазного вращающегося электрического/магнитного поля, что характерно для коллекторных двигателей синхронного или асинхронного типа.

Особенности конструкции.

В зависимости от того, соединены ли обмотки статора звездой или треугольником, система содержит четыре или три рабочие шины соответственно. Катушки наматываются в пазах между зубцами сердечника статора, равномерно распределяясь по всем фазам.

Датчики Холла, которые регистрируют текущее положение ротора, часто встроены в статор.

С их помощью информация может быть отправлена в контроллер, который “знает”, где находится ротор в любой момент времени, и подает импульс мощности на соответствующую обмотку. Эта особенность повышает эффективность работы двигателя при максимально возможной мощности (производительности).

© 2014-2021 Все права защищены.
Материал на этой странице представлен исключительно в информационных целях и не должен рассматриваться как руководство или нормативные документы.

• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• ГОСТ 21888-82 (IEC 276-68, IEC 560-77) Щетки, щеткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин. Термины и определения (с изменениями N 1) от 30 марта 1982 года.
• Проектирование коллекторной машины постоянного тока; Студопедия.
• Ремонт коллекторных двигателей.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Что такое якорь в электродвигателе – Станция техобслуживания ЭкоПаркинг.
• Векторное и скалярное управление преобразователями частоты – принцип работы, система управления.