Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Технология / Презентации / Коллекторный электродвигатель. 8 класс

Коллекторный электродвигатель. 8 класс



Внимание! Сегодня последний день приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Технология
Коллекторный электродвигатель Колле́кторный электродви́гатель — электрическа...
Разновидности: Коллекторный электродвигатель постоянного тока. Самые маленьк...
Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхп...
2. Универсальный коллекторный электродвигатель. Универсальный коллекторный э...
Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мяг...
Сложной проблемой является вопрос коммутации мощной коллекторной машины пере...
Достоинства и недостатки Сравнение приведено для случая подключения к бытово...
Сравнение с асинхронным двигателем Достоинства: Быстроходность и отсутствие...
1 из 12

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Коллекторный электродвигатель Колле́кторный электродви́гатель — электрическа
Описание слайда:

Коллекторный электродвигатель Колле́кторный электродви́гатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и пере­к­лю­ча­те­лем тока в обмотках является одно и то же устройство — щЕточно-коллекторный узел.

№ слайда 2 Разновидности: Коллекторный электродвигатель постоянного тока. Самые маленьк
Описание слайда:

Разновидности: Коллекторный электродвигатель постоянного тока. Самые маленькие двигатели данного типа (Единица Ватт) содержат в себе: трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения; коллекторный узел из двух щёток — медных пластин; двухполюсной статор из постоянных магнитов. Применяются, в основном, в детских игрушках (рабочее напряжение 3-9 вольт). Более мощные двигатели (десятки Ватт), как правило, имеют: многополюсный ротор на подшипниках качения; коллекторный узел из четырёх графитовых щёток; четырёхполюсный статор из постоянных магнитов. Именно такой конструкции большинство электродвигателей в современных автомобилях (рабочее напряжение 12 или 24 Вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и вентиляции, «дворников», насосов омывателей. .

№ слайда 3 Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхп
Описание слайда:

Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Обмотки статора могут подключаться несколькими способами: последовательно с ротором (так называемое последовательное возбуждение), преимущество: большой максимальный момент, недостаток: большие обороты холостого хода, способные повредить двигатель. параллельно с ротором (параллельное возбуждение) преимущество: большая стабильность оборотов при изменении нагрузки, недостаток: меньший максимальный момент часть обмоток параллельно с ротором, часть последовательно (смешанное возбуждение) до некоторой степени совмещает достоинства предыдущих типов, пример — автомобильные стартеры. отдельным источником питания (независимое возбуждение) характеристика аналогична параллельному подключению, однако обычно может регулироваться. Пример — тяговые двигатели некоторыхэлектровозов. Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока — простота изготовления, эксплуатации и ремонта, достаточно большой ресурс. К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с большим КПД и малой массой) таких двигателей являются низкомоментыми и быстроходными (сотни и тысячи оборотов в минуту), поэтому для большинства приводов (кроме вентиляторов и насосов) необходимы редукторы. Это утверждение не вполне верно, но обоснованно. Электрическая машина, построенная на низкую скорость, вообще имеет заниженный КПД и связанные с ним проблемы охлаждения. Скорее всего проблема такова, что изящных решений для неё нет.

№ слайда 4 2. Универсальный коллекторный электродвигатель. Универсальный коллекторный э
Описание слайда:

2. Универсальный коллекторный электродвигатель. Универсальный коллекторный электродвигатель (УКД) — разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном токе. Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, лёгкости регулирования оборотов, относительно низкой цены. Широко использовался на железных дорогах Европы и США как тяговый электродвигатель. Особенности конструкцииСтрого говоря, универсальный коллекторный электродвигатель является коллекторным электродвигателем постоянного тока с последовательно включенными обмотками возбуждения (статора), оптимизированным для работы на переменном токе бытовой электрической сети. Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону. На самом деле там есть небольшой фазовый сдвиг, обуславливающий появление против направленного момента, но он невелик, симметрирование обмоток не только улучшает условия коммутации, но и уменьшает этот момент. (М. П. Костенко, «Электрические машины»). Для нужджелезных дорог строились специальные подстанции переменного тока низкой частоты — 16 Гц в Европе, в США же частота 25 Гц была одной из стандартных (наряду с 60 Гц) до 50-х годов XX века. В 50-х годах XX века германо-французскому консорциуму производителей электрических машин удалось построить однофазную тяговую машину промышленной частоты (50 Гц). По данным М. П. Костенко «Электрические машины», электровоз с однофазными коллекторными машинами на 50 Гц испытывался в СССР, где получил восторженно-отрицательную оценку специалистов.[источник не указан 1158 дней]).

№ слайда 5 Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мяг
Описание слайда:

Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мягкого материала, имеющего малый гистерезис (сопротивление перемагничиванию). Для уменьшения потерь на вихревые токи статор выполняют наборным из изолированных пластин. Подмножеством коллекторных машин переменного тока (КМПТ) являются машины «пульсирующего тока», полученного путем выпрямления тока однофазной цепи без сглаживания пульсаций (железная дорога). Особенностью (в большинстве случаев — достоинством) работы такого двигателя именно на переменном токе (а не на постоянном такого же напряжения) является то, что в режиме малых оборотов (пуск и перегрузка) индуктивное сопротивление обмоток статора ограничивает потребляемый ток и соответственно максимальный момент двигателя (оценочно) до 3-5 от номинального (против 5-10 при питании того же двигателя постоянным током). Для сближения механических характеристик у двигателей общего назначения может применяться секционирование обмоток статора — отдельные выводы (и меньшее число витков обмотки статора) для подключения переменного тока.

№ слайда 6 Сложной проблемой является вопрос коммутации мощной коллекторной машины пере
Описание слайда:

Сложной проблемой является вопрос коммутации мощной коллекторной машины переменного тока. В момент коммутации (прохождение секцией нейтрали) сцепленное с секцией якоря (ротора) магнитное поле меняет свое направление на противоположное, что вызывает генерацию в секции так называемой реактивной ЭДС. Так обстоит дело в случае с постоянным током. В КМПТ реактивная ЭДС также имеет место. Но так как якорь (ротор) находится в пульсирующем во времени магнитном поле статора, в коммутируемой секции дополнительно имеет место ещё и трансформаторная ЭДС. Её амплитуда будет максимальна в момент пуска машины, пропорционально снижаться по мере приближения к скорости синхронизма (в точке синхронизма она обратится в нуль) и далее по мере разгона машины вновь будет пропорционально возрастать. Проблема коммутации КМПТ может быть решена следующим образом: Стремление при проектировании к одновитковой секции (уменьшение потока сцепления). Увеличение активного сопротивления секции. Наиболее перспективными по данным М. П. Костенко являются резисторы в «петушках» коллекторых пластин, где они хорошо охлаждаются. Активная подшлифовка коллектора щётками максимальной твёрдости (высокий износ) подгорающего коллектора из-за тяжелых условий коммутации; и максимально возможного сопротивления как средство гашения реактивной и трансформаторной ЭДС коммутируемой секции. Использование добавочных полюсов с последовательными обмотками для компенсации реактивной ЭДС и параллельной — для компенсации трансформаторной ЭДС. Но так как величина трансформаторной ЭДС представляет собой функцию от угловой скорости (якоря) ротора и тока намагничивания машины, то такие обмотки нуждаются в системе подчинённого регулирования, не разработанной по сегодняшний день. Применение питающих цепей низкой частоты. Популярные частоты 16 и 25 Гц. Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.

№ слайда 7 Достоинства и недостатки Сравнение приведено для случая подключения к бытово
Описание слайда:

Достоинства и недостатки Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт 50 Гц. и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей («мягкость-жёсткость», максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу. Сравнение с коллекторным двигателем постоянного тока Достоинства: Прямое включение в сеть, без дополнительных компонентов (для двигателя постоянного тока требуется, как минимум, выпрямление). Меньший пусковой (перегрузочный) ток (и момент), что предпочтительнее для бытовых устройств. Проще управляющая схема (при её наличии) — тиристор (или симистор) и реостат. При выходе из строя электронного компонента двигатель (устройство) остаётся работоспособным, но включается сразу на полную мощность. Недостатки: Меньший общий КПД из-за потерь на индуктивность и перемагничивание статора. Меньший максимальный момент (может быть недостатком).

№ слайда 8 Сравнение с асинхронным двигателем Достоинства: Быстроходность и отсутствие
Описание слайда:

Сравнение с асинхронным двигателем Достоинства: Быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети. Компактность (даже с учётом редуктора). Больший пусковой момент. Автоматическое пропорциональное снижение оборотов (практически до нуля) и увеличение момента при увеличении нагрузки (при неизменном напряжении питания) — «мягкая» характеристика. Возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения. Недостатки: Нестабильность оборотов при изменении нагрузки (где это имеет значение). Наличие щёточно-коллекторного узла и в связи с этим: Относительно малая надёжность (срок службы: тяжёлые условия коммутации обуславливают использование максимально твердых щёток, что снижает ресурс). Сильное искрение на коллекторе из-за коммутации переменного тока и связанные с этим радиопомехи. Высокий уровень шума. Относительно большое число деталей коллектора (и, соответственно, двигателя). Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.

№ слайда 9
Описание слайда:

№ слайда 10
Описание слайда:

№ слайда 11
Описание слайда:

№ слайда 12
Описание слайда:



57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 27.02.2016
Раздел Технология
Подраздел Презентации
Просмотров189
Номер материала ДВ-488227
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх