Характерным признаком коллекторных машин является наличие у них коллектора — механического преобразователя переменного тока в постоянный и наоборот. Необходимость в таком преобразователе объясняется тем, что в обмотке якоря коллекторной машины должен протекать переменный ток, так как только в этом случае в машине происходит непрерывный процесс электромеханического преобразования энергии.
К коллекторным машинам постоянного тока относятся двигатель постоянного тока ДПТ и генератор постоянного тока ГПТ которые имеют одинаковую конструкцию и могут заменять друг друга то есть ДПТ может работать как ГПТ и наоборот. Разберем устройство коллекторных машин на примере двигателя постоянного тока.
Коллекторная машина постоянного тока состоит из:
Статор конструктивно может быть выполнен двух видов:
Наиболее сложным и ненадежным местом коллекторной машины является щеточно коллекторный переход который состоит из щеток (которые крепятся в щеткодержатели) и коллектора который состоит из набора коллекторных пластин трапецеидального сечения, разделенных миканитовыми прокладками. Пластины из меди и миканита удерживаются в сжатом состоянии за нижнюю часть, имеющую форму «ласточкина хвоста», посредством стальных конусных колец 1 (рис. 13.2). Выступающая вверх часть коллекторных пластин 6, называемая «петушок», служит для присоединения секций обмотки якоря к пластинам коллектора. Коллекторные пластины изолируют от конусных колец миканитовыми манжетами 3, а от втулки 5 — миканитовым изолирующим цилиндром 4. 
Поверхность медных пластин каллектора в процессе работы машины постепенно истирается щетками. Что бы при этом миканитовые прокладки не выступали над рабочей поверхностью медных пластин, что могло бы привести к нарушению электрического контакта коллектора со щетками, приходится периодически выполнять «продораживаные» коллектора. Эта операция состоит в том, что между рабочими поверхностями коллекторных пластин фрезеруют пазы (дорожки) на глубину до 1,5 мм (рис. 13.4). 
Электрические машины постоянного тока используют как в качестве генераторов, так и двигателей. Наибольшее применение имеют двигатели постоянного тока, диапазон мощности которых достаточно широк: от долей ватта (для привода устройств автоматики) до нескольких тысяч киловатт (для привода прокатных станов, шахтных подъемников и других крупных механизмов).
Двигатели постоянного тока широко используют для привода подъемных устройств в качестве крановых двигателей и привода транспортных средств, а также в качестве тяговых двигателей.
Основные достоинства двигателей постоянного тока по сравнению с бесколлекторными двигателями переменного тока — хорошие пусковые и регулировочные свойства, возможность получения частоты вращения более 3000 об/мин, а недостатки — относительно высокая стоимость, некоторая сложность в изготовлении, пониженная надежность. Эти недостатки машин постоянного тока обусловлены наличием в них щеточно-коплекторного узла, который к тому же является источником радиопомех и пожароопасности. Но, несмотря на отмеченные недостатки, двигатели постоянного тока в некоторых случаях пока незаменимы, так как обладают большой перегрузочной способностью, хорошими пусковыми и регулировочными свойствами.
electrikam.com
8 класс
Тема урока: Устройство и работа коллекторного двигателя.
Цели: образовательная: познакомить учащихся с устройством и работой коллекторного двигателя.
воспитательная: воспитывать у учащихся навыки самостоятельной работы.
развивающая: способствовать развитию умения делать обобщения и выводы.
Тип урока: Комбинированный.
Методы обучения: рассказ, практическая работа, инструктаж.
1. Организационный момент.
Приветствие учащихся.
Проверка явки.
Назначение дежурных.
Объявление темы урока: Устройство и работа коллекторного двигателя, (ученикам записать дату и тему урока в тетрадь)
Объявление цели урока.
2. Повторение материала изученного на предыдущем занятии (по вопросам).
1. Расскажите общие правила электробезопасности.
3.Объяснение нового материала.
К электромашинным потребителям относятся устройства, имеющие электродвигатели. Это бытовые электроприборы (пылесосы, стиральные машины, холодильники, кухонные комбайны, швейные машины, кофемолки и др.) и промышленное оборудование, транспортные средства (станки, автомобили, электрокары, трамваи, троллейбусы и т. д.).
Существует несколько типов электродвигателей, которые отличаются некоторыми конструктивными особенностями, назначением. Но всех их объединяет одно — они превращают электрическую энергию в механическую посредством вращения вала электродвигателя после подачи электрического тока в его обмотку (катушку). Для того чтобы понять принцип действия электродвигателей, необходимо знать некоторые физические законы и явления. Прежде всего, это действие магнитного поля на проводник с током, а также явление электромагнитной индукции (с ними вы ознакомитесь подробнее на уроках физики).
Принцип действия коллекторного электродвигателя (рис. 26) основан на следующем: если проводник с током — рамку прямоугольной формы, имеющую ось вращения, — поместить между полюсами постоянного магнита (или электромагнита), то эта рамка начнет вращаться. Направление вращения будет зависеть от направления тока в рамке. Ток в рамку от источника постоянного тока может подаваться через контакты-полукольца, прикрепленные к концам рамки, и через упругие скользящие контакты — щетки (рис. 26, а). Отметим, что вращающаяся часть электродвигателя называется якорем, а неподвижная — статором.
Контакты-полукольца обеспечивают переключение тока в рамке через каждые пол-оборота, т. е. непрерывное вращение рамки в одном направлении. У реальных коллекторных двигателей таких рамок много, поэтому вся контактная окружность делится уже не на две, а на большее количество контактов.
Эти контакты образуют коллектор — отсюда и название этого электродвигателя. Контакты коллектора изготовляют из меди, а щетки — из графита. Простейший ремонт электродвигателя заключается в замене щеток, запасной комплект которых часто прилагается при продаже устройств с такими двигателями.
Коллекторные электродвигатели имеют широкое применение. Выпускают коллекторные микродвигатели для игрушек, моделей, например двигатель типа ДП-10. Он работает при напряжении 4,5 В, имеет скорость вращения вала 2000 об/мин. Используя этот микродвигатель, а также источник питания постоянного тока, например батарею гальванических элементов.
4. Проверка усвоения нового материала (по вопросам).
1.Что относят к электромашинным потребителям?
2.Что объединяет действия электродвигателя?
3. Принцип действия коллекторного двигателя?
5. Практическая работа по художественному выпиливанию.
1.Выполнение работ связанных с завершающим этапом изготовления поделок.
2. Напомнить правила техники безопасности при выпиливании из фанеры.
3. Самостоятельная работа учащихся.
6. Подведение итогов занятия.
1. Контроль выполненной работы.
2. Разбор допущенных учащимися ошибок.
3. Оценка выполненной работы.
4. Сдача дежурным инструмента.
infourok.ru
Ремонт коллекторного электродвигателя самостоятельноКак изменить направление вращения коллекторного электродвигателя. Практически все электрические двигатели для бытового использования, дома или на даче, синхронные — коллекторные. В редких случаях нам могут встретиться асинхронные двигатели, например, в бытовых электростанциях или вентиляторах.Коллекторный электродвигатель используется в стиральных машинах для прокрутки барабана, электродрелях, и подобных устройствах.
В этих двигателях обмотка закреплена и не двигается. Также в этом двигателе на якоре есть обмотка. На обе эти обмотки подается напряжение с коллектора.
Ремонтировать данный электродвигатель недорого, и он прост для реализации в бытовых условиях. Для этого необходимо минимальное знакомство с устройством двигателя и соблюдение техники безопасности. Прежде всего, если какое-либо устройство, использующее данный тип двигателя, перестало работать, проверьте исправность розеток наличие напряжения и исправность питающего блока устройства. Также в проверке нуждаются клавиши включения устройства и питающие провода. Все это вы можете проверить при помощи индикаторной отвертки или мультиметра.
Самая сложна задача, которая встанет перед вами это разбор. Оказывается коллекторный электродвигатель сложно разбирать. Приводить разбор демонтажа двигателя для всех видов устройств в рамках одной статьи будет излишним, так что лучше найти специальную инструкцию непосредственно под ваше устройство. Более того, это исключит вероятность дополнительных поломок при работе со специфическими конструкциями разных производителей. Не забудьте о технике безопасности, любое устройство при разборе должно быть отключено от источников питания. Используйте инструменты с изоляционным материалом. В рамках статьи будет рассмотрены случае, когда прибор неисправен полностью, работает с перебоями или некорректно.
Когда электродвигатель демонтирован, попробуйте подать на него напряжение. Если двигатель работает, но искрение на щеточных контактах повышенное (хвосты искр при вращении распределяются неравномерно, охватывают иногда боле 90°), скорее всего, пришло время их заменить или отрегулировать крепление механизма — при плохом контакте могут возникать неполадки. В крайнем случае, это может означать даже межвитковое замыкание внутри двигателя. Заменять щетки необходимо только на однотипные. Щетки чаще всего крепятся при помощи фиксатора или болтов. Иногда они закреплены на специальном держателе. Если щетки в порядке, но плохо закреплены, нужно отрегулировать прижимающие пружины.
Если контакты на коллекторы почернели, необходимо произвести чистку. Лучше всего для этого подходит наждачная бумага с мелкой крошкой. Если же это не помогло тогда в половине случаев причина неисправности — износ подшипников. Если в работе вы замечали шум, дополнительную вибрацию, то это верные признаки необходимости замены подшипников. Если аппарат совсем не запускается, проверьте визуально целостность обмоток, отсутствие почернения.
Обгоревшую изоляцию необходимо почистить, а в случае наличия графитовой пыли все тщательно прочистить. Пыль может вызывать замыкание. Всю электропроводку необходимо протестировать мультиметром. Если обмотка не показывает проводимости, то, к сожалению, ремонт двигателя в большинстве случаев обойдется дороже нового. Так ремонтируется и проверяется данный электродвигатель.
ampersite.ru
Чтобы ответить на вопрос о том, что такое коллекторный двигатель, необходимо понять, что называют двигателем вообще. А это электрическая машина, обратная генератору. Вместе генератор и двигатель называют машиной постоянного тока. Она предназначена для того, чтобы преобразовывать механическую энергию в электрическую (то есть работать как генератор) или же наоборот - электрическую в механическую (работать как двигатель). Если снабдить синхронную машину постоянного тока коллектором, то мы получим коллекторный двигатель. В генераторном режиме коллектор будет играть роль выпрямителя, в двигательном режиме – преобразователя частот. Именно благодаря ему по обмотке якоря протекает переменный ток, а во внешней цепи – постоянный.
Из всего вышеизложенного следует, что коллекторный двигатель – это электрическая синхронная машина, в которой датчик положения ротора и переключатель тока в обмотках - это щеточно-коллектроный узел. Естественно, как уже говорилось, он может просто стать генератором.
Самый маленький коллекторный двигатель (на несколько ватт) состоит из таких обязательных частей, как трехполюсный ротор, подшипники скольжения, коллекторный узел (он же состоит из двух медных пластин-щеток), двухполюсный статор на постоянных магнитах. Самые маленькие устройства такого типа применяют в некоторых детских игрушках.
Коллекторный двигатель большей мощности имеет, как правило, многополюсный ротор, подшипники качения, коллекторный узел на четырех графитовых щетках, четырехполюсный статор на постоянных магнитах. Именно моторы такой конструкции стоят в автомобилях, в приводах вентиляторов, в системах охлаждения и вентиляции, в насосах, дворниках и прочем. Основным достоинством такого устройства, как коллекторный двигатель, можно назвать простоту эксплуатации, ремонта и изготовления.
Мощные устройства (на несколько сотен ватт) содержат статоры на электромагнитах. Есть несколько основных способов подключения таких обмоток: последовательно к ротору (последовательное возбуждение, приличный максимальный момент, однако быстрые обороты холостого хода), параллельно к ротору (так называемое параллельное возбуждение, преимуществом которого можно назвать стабильность оборотов, однако к недостаткам нужно отнести малый максимальный момент). Есть также варианты со смешанным и с независимым возбуждением, однако они применяются достаточно редко.
Существует и такая машина, как коллекторный двигатель переменного тока. Однако рассматривать ее отдельно нельзя. Под такой машиной обычно понимают универсальный коллекторный двигатель. Это такая разновидность машины, которая работает и на постоянном токе, и на переменном. Такое устройство получило распространение в ручных электроинструментах и в некоторой бытовой технике, благодаря небольшим размерам, весу, низкой цене, легкости в эксплуатации. Такой универсальный коллекторный двигатель можно напрямую подключать к сети, у него небольшой пусковой ток, простая схема управления.
загрузка...
fjord12.ru
8 класс
Тема урока: Устройство и работа коллекторного двигателя.
Цели: образовательная: познакомить учащихся с устройством и работой коллекторного двигателя.
воспитательная: воспитывать у учащихся навыки самостоятельной работы.
развивающая: способствовать развитию умения делать обобщения и выводы.
Тип урока: Комбинированный.
Методы обучения: рассказ, практическая работа, инструктаж.
1. Организационный момент.
Приветствие учащихся.
Проверка явки.
Назначение дежурных.
Объявление темы урока: Устройство и работа коллекторного двигателя, (ученикам записать дату и тему урока в тетрадь)
Объявление цели урока.
2. Повторение материала изученного на предыдущем занятии (по вопросам).
1. Расскажите общие правила электробезопасности.
3.Объяснение нового материала.
К электромашинным потребителям относятся устройства, имеющие электродвигатели. Это бытовые электроприборы (пылесосы, стиральные машины, холодильники, кухонные комбайны, швейные машины, кофемолки и др.) и промышленное оборудование, транспортные средства (станки, автомобили, электрокары, трамваи, троллейбусы и т. д.).
Существует несколько типов электродвигателей, которые отличаются некоторыми конструктивными особенностями, назначением. Но всех их объединяет одно — они превращают электрическую энергию в механическую посредством вращения вала электродвигателя после подачи электрического тока в его обмотку (катушку). Для того чтобы понять принцип действия электродвигателей, необходимо знать некоторые физические законы и явления. Прежде всего, это действие магнитного поля на проводник с током, а также явление электромагнитной индукции (с ними вы ознакомитесь подробнее на уроках физики).
Принцип действия коллекторного электродвигателя (рис. 26) основан на следующем: если проводник с током — рамку прямоугольной формы, имеющую ось вращения, — поместить между полюсами постоянного магнита (или электромагнита), то эта рамка начнет вращаться. Направление вращения будет зависеть от направления тока в рамке. Ток в рамку от источника постоянного тока может подаваться через контакты-полукольца, прикрепленные к концам рамки, и через упругие скользящие контакты — щетки (рис. 26, а). Отметим, что вращающаяся часть электродвигателя называется якорем, а неподвижная — статором.
Контакты-полукольца обеспечивают переключение тока в рамке через каждые пол-оборота, т. е. непрерывное вращение рамки в одном направлении. У реальных коллекторных двигателей таких рамок много, поэтому вся контактная окружность делится уже не на две, а на большее количество контактов.
Эти контакты образуют коллектор — отсюда и название этого электродвигателя. Контакты коллектора изготовляют из меди, а щетки — из графита. Простейший ремонт электродвигателя заключается в замене щеток, запасной комплект которых часто прилагается при продаже устройств с такими двигателями.
Коллекторные электродвигатели имеют широкое применение. Выпускают коллекторные микродвигатели для игрушек, моделей, например двигатель типа ДП-10. Он работает при напряжении 4,5 В, имеет скорость вращения вала 2000 об/мин. Используя этот микродвигатель, а также источник питания постоянного тока, например батарею гальванических элементов.
4. Проверка усвоения нового материала (по вопросам).
1.Что относят к электромашинным потребителям?
2.Что объединяет действия электродвигателя?
3. Принцип действия коллекторного двигателя?
5. Практическая работа по художественному выпиливанию.
1.Выполнение работ связанных с завершающим этапом изготовления поделок.
2. Напомнить правила техники безопасности при выпиливании из фанеры.
3. Самостоятельная работа учащихся.
6. Подведение итогов занятия.
1. Контроль выполненной работы.
2. Разбор допущенных учащимися ошибок.
3. Оценка выполненной работы.
4. Сдача дежурным инструмента.
kopilkaurokov.ru
