✔ Электродвигатели — типы, устройство, принцип работы, параметры

Электрическим двигателем называют машину, благодаря работе которой электроэнергия преобразуется в механическую, используемую, чтобы приводить в движение механизмы. Электрический двигатель – главный элемент электропривода, который управляет процессом преобразования энергии. Особенности его работы изучает электромеханика, одним из основоположников которой стал Майкл Фарадей, создавший первую модель электродвигателя.

Электропривод может работать в нескольких режимах. В некоторых из них происходит процесс обратного преобразования, электропривод в этом случае выполняет функции генератора. Двигатель может создавать движения нескольких видов – например, вращающиеся, линейные другие. Чаще всего, когда говорят об электродвигателе, имеют в виду вращающее устройство, поскольку оно получило наибольшее распространение.

Конструкция двигателя и принцип работы

Основные элементы конструкции устройства – это ротор (элемент, который вращается) и статор (неподвижная часть). Ротор, как правило, находится внутри статора, однако встречает и иная конструкция. Такие электродвигатели, у которых ротор находится снаружи конструкции, называют обращенными.

Устройства работают по следующему алгоритму:

1. В соответствии с законом Ампера, сила действует на проводник с электрическим током в магнитном поле.
2. В согнутом состоянии, когда проводник принимает форму рамки и находится в магнитном поле, обе его стороны принимают прямой угол по отношению к этому полю и испытывают силы, направленные противоположно.
3. Эти силы образуют крутящий момент, который вращает рамку.
4. На якоре, где образуется электродвижущая сила, есть несколько витков, необходимых для обеспечения большего постоянного момента.
5. Магнитное поле создается не только магнитами, но и электромагнитами – намотанными на сердечник проводами. Ток, который протекает в рамки, усиливает движение тока в эти провода, благодаря чему и создается магнитное поле.

Типы электродвигателей

Классификация электродвигателей довольно разнообразна, две основные группы – коллекторные и бесколлекторные устройства.

Коллекторные двигатели (с механической коммутацией)

Конструкция устройства предполагает, что есть как минимум одна обмотка, которая подсоединена к коллектору. Этот элемент используется для переключения обмоток, а также выполняет функции датчика, который определяет положение ротора, являющегося якорем. Коллекторные двигатели могут быть:

• Универсальные – они работают как на переменном токе, так и на постоянном. Особенно часто подобные устройства используются в бытовых приборах, а также в инструменте, предназначенном для ручного использования. Модели отличаются легкостью, простотой в управлении, компактными размерами, поэтому получили широкое распространение.
• Устройства постоянного тока, работа которых основана на преобразовании его электрической энергию в механическую. Они отличаются быстродействием, простотой управления, высоким пусковым моментом, возможностью плавной регулировки частоты вращения. Однако коллектор достаточно быстро изнашивается, поэтому агрегаты отличаются ограниченным сроком службы. Кроме того, его коллекторно-щеточные элементы нуждаются в регулярном обслуживании.

В целом коллекторные двигатели отличаются довольно простым устройством и невысокой стоимостью, поэтому они широко используются как в промышленных агрегатах, так и в бытовых. Их скорость можно регулировать в широких пределах, а для крутящего момента характерны хорошие показатели даже на малых оборотах.

Бесколлекторные модели

Обмотки бесколлекторных двигателей располагаются на статоре. Типы таких устройств:

• Асинхронные модели очень распространены в промышленности. Они отличаются надежностью, долгим сроком службы, простотой обслуживания и низкой себестоимостью. Недостаток конструкций – сложная процедура регулирования частоты вращения.
• Синхронные модели используются там, где требуется точно управлять скоростью вращения, а также в случаях, когда важным становятся максимальные КПД и мощность.

Поскольку из конструкции двигателя исключен коллектор, она отличается большей простотой, по сравнению с коллекторными моделями. Другие достоинства – высокий КПД, хорошее охлаждение, а также возможность работы в воде, при условии использования специальных водоотталкивающих смазок.

Специальные модели

Серводвигателем называют устройство, которое позволяет фиксировать рабочий орган в требуемых положениях и перемещать его в соответствии с заданными параметрами. Серводвигатели не выделяют в отдельную группу, поскольку в этом качестве используются устройства как постоянного, так и переменного тока, в которых установлен датчик положения ротора. Чтобы привести устройство в действие и управлять им, необходима особая система управления, которая обычно создается специально для сервопривода.

Дополнительные категории

В каждой из перечисленных категорий выделяют дополнительные подкатегории.

• Коллекторные модели могут быть универсальными либо репульсионными. Этот термин означает двигатель переменного тока, между ротором и статором которого есть трансформаторная связь. Частоту вращений такого электродвигателя можно регулировать в широких пределах.
• Двигатели постоянного тока могут различаться типом включения обмотки. Он может быть независимым, параллельным, комбинированным.
• Асинхронные двигатели бывают одно-, двух- или трехфазными.

Каждая из перечисленных моделей используется для выполнения конкретных задач и для разных типов устройств. Информация о возможностях двигателя, его типе указана в маркировке каждого агрегата.

Параметры работы электродвигателя

Надежность электродвигателя и экономичность его работы зависят от правильного подбора его параметров. При оценке устройства определяющими становятся следующие критерии:

• вращающий момент;
• мощность;
• частота вращения;
• КПД;
• напряжение;
• момент инерции ротора.

Дадим подробную характеристику каждому из этих критериев.

Вращающий момент

Термином называют физическую величину, измеряемую в Ньютонах на метр, которая является произведением силы на плечо силы. Для ее расчета радиус вектор, направленный от точки приложения силы к оси вращения, умножается на вектор силы. Формула выглядит следующим образом: M = Fr.

Мощность

Мощность демонстрирует, какую работу двигатель совершает за определенную единицу времени. С точки зрения электротехники мощность рассматривается как полезная механическая мощность на электровалу.

КПД

Характеристика демонстрирует, насколько эффективна система преобразования электроэнергии в механическую. Коэффициент (η) рассчитывается как соотношение между полезной энергией (P2) и потраченной (P1): η = P2 ÷ P1.

Эффективность работы электродвигателя может снижаться по следующим причинам:

• Проводники с током нагреваются, происходит потеря тепла – в этом случае говорят об электрических потерях.
• Излишнее намагничивание сердечника вызывает появление гистерезиса (ответной реакции системы) и вихревых токов.
• Дополнительные потери, обусловленные зубчатой формулой статора и ротора, в результате чего появляются гармоники магнитного поля.

КПД определяется типом устройства, а диапазон его вариаций – от 10% до 99%. Этот показатель является одним из определяющих для расчета мощности двигателя.

Частота вращения

Параметр определяется как число оборотов, которое совершает двигатель за минуту. Частота вращения используется для расчета мощности двигателя насоса, однако показатель меняется, в зависимости от того, происходят измерения под нагрузкой либо на холостом ходу. Параметр рассчитывается по формуле: n = 30 × ω ÷ pi.

Момент инерции

Критерий демонстрирует степень инертности при движении вокруг своей оси. Основная характеристика представляет собой сумму произведений квадрата расстояния от материальных точек до оси на их массы. Момент инерции рассчитывается формулой J = ∑ r2 × dm, в которой m обозначает массу объекта.

Момент инерции взаимосвязан с моментом силы. Это соотношение выражается следующей формулой: M — J × ε, в которой epsilon – это угловое ускорение, рассчитываемое по формуле dω ÷ dt.

Расчетное (номинальное) напряжение

Термином называют базовое напряжение, под которое спроектирована электрическая сеть. Под номинальным напряжением понимается расчетные величины, спроектированные разработчиком и рассчитанные на работу оборудования в нормальном режиме. Перечень возможных вариантов перечислен в ГОСТ, характеристика всегда указывается в описании механизмов.

Электрическая константа времени

Время, необходимое после подачи на двигатель напряжения, за которое ток может достигнуть 63% от своего максимального финального значения. Значения рассчитываются по формуле te = L ÷ R.

Сравнение параметров внешне коммутируемых двигателей

Рассматривая использование электродвигателей как тяговых компонентов транспортных средств, можно сделать вывод, что в автомобилестроении наиболее целесообразно применение синхронного реактивного электрического двигателя, оснащенного постоянными магнитами. Его применение позволяет достичь высокой мощности и КПД в широком диапазоне. Сравнение проводилось по следующим параметрам:

• Способность сохранять постоянную мощность во всем скоростном диапазоне.
• Момент к току статора.
• КПД во всем диапазоне.
• Вес.

Применение электродвигателей

Электрические двигатели считаются крупнейшими потребителями энергии. Около 45% энергии, потребляемой во всем мире, приходится именно на них. Устройства используются во всех отраслях промышленности, а также нашли широкое применение в быту. Чаще всего двигатели применяются в следующих сферах:

• В промышленности на их основе работают вентиляторы и насосы разной мощности. Без электрических двигателей невозможна работа компрессоров, конвейеров. Кроме того, они используются в качестве движущей силы для других промышленных устройств и оборудования.
• Строительство. Электродвигатели обеспечивают нормальную работу системы отопления, бесперебойную и безопасную работу лифтов. Устройства применяются для оборудования вентиляционных систем, насосов и конвейеров, систем кондиционирования.
• Потребительские товары. С работой электрических двигателей сталкивается каждый потребитель, поскольку они обеспечивают доступность многих благ цивилизации. Например, работа электродвигателя лежит в основе функций, которые выполняют холодильники и бытовые кондиционеры, миксеры, стиральные машины. Без этих агрегатов невозможна работа ноутбуков, поскольку благодаря им обеспечивается система охлаждения.

В таблице приведены основные технологии и устройства, работа которых невозможна без применения электрических двигателей.

Производители

Перечислим некоторые ведущие российские и зарубежные предприятия, которые занимаются производством разных типов электродвигателей. Ведущие российские производители:

• Армавирский электротехнический завод – одно из старейших предприятий, которое занимается выпуском электродвигателей с середины 20 века, постоянно усовершенствуя конструкции.
• Владимирский электромоторный завод, являющийся частью крупного холдинга «Русэлпром», который объединяет несколько крупных российских предприятий, работающих над производством электротехнической продукции. В состав концерна входят также предприятия Санкт-Петербурга, Смоленской области.

Кроме того, на рынке широко востребована продукция зарубежных производителей, таких как General Electric, Emerson Electric и других.

Продукция от ведущих производителей, выпускающих конструкции всех типов, представлена в интернет-магазине «Мир привода». Мы предлагаем только качественные современные агрегаты, отличающиеся простотой и удобством использования, высокой эффективностью. В нашем каталоге можно подобрать устройства для решения любых задач, связанных с бесперебойной работой электрических двигателей.

Библиографический список

• ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
• И.В.Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика.-М.:Наука, 1970.
• ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения.
• ГОСТ 16264.0-85 Электродвигатели малой мощности
• А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2007.
• Paul Waide, Conrad U. Brunner. Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems. International Energy Agency Working Paper, Energy Efficiency Series.: Paris, 2011.
• Dr. J. Merwerth. The hybrid-synchronous machine of the new BMW i3 & i8 challenges with electric traction drives for vehicles. BMW Group, Workshop University Lund: Lund, 2014.

Коллекторный двигатель: конструкция, история развития, характеристики

Сегодня коллекторные тяговые двигатели можно встретить в локомотивах и пылесосах, дрелях и стиральных машинах. С 1844 года генераторы переменного тока Woolrich используются в сочетании с выпрямительными коммутаторами. Это была попытка снизить цену на производимую энергию. Ранее были проведены эксперименты с постоянным током, генерируемым медными и цинковыми колесами, а коллекторные двигатели были разработаны для указанных условий.

Коллектор считается основной частью. На фотографии видно, что деталь трудно спутать. Коллектор хорошо виден через все щели. Это барабан медного цвета, состоящий из множества рифленых, разделенных пластин. Структура коллектора сложная, и для увеличения мощности каждую катушку приходится поворачивать в двух направлениях. Это было сделано Якоби не единожды, и результат оказался посредственным.

Обмотка якоря (подвижная часть двигателя) состоит из нескольких катушек, образующих полюса. Конструкция симметрична для минимизации люфта, биения и вибрации. Это увеличивает срок службы изделия.

Коллектор, установленный на валу, становится электрическим распределителем, механическим коммутатором. Сегодня альтернативой этому варианту являются вентильные двигатели с электронной коммутацией. Благодаря уникальной конструкции коммутатора создаются сильные искры: при разрушении поверхности щеток и ребер дуга быстро гаснет. Это приводит к возникновению шума. Коллекторные двигатели во много раз более шумные, чем другое оборудование.

Щетки постепенно изнашиваются. Они состоят из резьбовой контактной шайбы, толстой, характерной на вид медной нити и графитового корпуса. Коллекторный двигатель можно определить по этим признакам, если задняя часть двигателя закрыта крышкой, как показано на фото. Не нужно искать графитовый корпус, просто посмотрите, где проходит кабель. Дизайн ручек может быть разным, но щетку можно легко снять и заменить на новую. Для обеспечения надежного контакта используется пружина сжатия. Он присутствует во всех конструкциях, а графитовый корпус изнашивается при использовании.

Это несложно проиллюстрировать на болторезе (угловой шлифовальной машине). Существуют специальные крышки доступа, позволяющие менять щетку без открытия корпуса. Это обеспечивает высокий уровень эффективности. На шпателе часто приходится выполнять много работы по резке и шлифовке, поэтому снятие корпуса в разгар работы – не лучший вариант. Если крышки, показанные на фотографии, присутствуют, просто снимите их и замените деталь. Резьбовое соединение отсутствует, щетка прижимается к коллектору непосредственно через крышку.

С помощью шлицевой отвертки выкрутите пробку и удалите старую щетку. Контактный колпачок легко вытягивается наружу, толкаемый вверх пружиной. Если невозможно получить идентичную кисть, графитовый корпус можно переточить. Форма контакта не имеет значения, при необходимости можно припаять шайбу правильной формы, шайбу и т.д.

Из этого следует, что двигатель коллектора в значительной степени ремонтопригоден. Отношение к конструкциям постоянного тока – это неправильная политика. Эффективность переменного тока (крутящий момент, КПД) ниже. Причина в том, что частота вращения вала не всегда совпадает с частотой сети. Трудно предсказать результат векторного сложения полей всех полюсов.

Электронные схемы, использующие симистор, основаны на двойном полупериодическом управлении фазовым сдвигом. На диаграмме (рис. 9) Он показывает, как напряжение, подаваемое на двигатель, изменяется в зависимости от импульса микроконтроллера, подаваемого на управляющий электрод симистора.
Таким образом, видно, что скорость вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения, приложенного к обмоткам двигателя.

Содержание

Коллекторный двигатель

Коллекторные двигатели широко используются не только в электроинструментах (дрели, шуруповерты, шлифовальные машины и т. д.), мелкой бытовой технике (миксеры, блендеры, соковыжималки и т.д.), но и в стиральных машинах в качестве двигателя привода барабана. Коллекторные двигатели установлены в большинстве (около 85%) всех бытовых стиральных машин. Эти двигатели используются во многих стиральных машинах с середины 1990-х годов и со временем полностью заменили однофазные асинхронные двигатели с конденсатором.

Коллекторные двигатели компактнее, мощнее и проще в эксплуатации. Этим объясняется их широкое распространение. Коллекторные двигатели производства INDESCO, WELLING, C.E.S.E.T., SELNI, SOLE, FHP и ACC используются в стиральных машинах. Они немного отличаются по внешнему виду, могут иметь разную мощность и тип крепления, но принцип работы абсолютно одинаков.

2 Конструкция коллекторного двигателя для стиральных машин

1. статор
2. роторный коллектор
Кисть (всегда используются две кисти,
Второй не виден на фотографии) 4.
Ротор магнитного тахогенератора 5.
Катушка тахогенератора (обмотка) 6.
6. крышка крепления тахогенератора
7. клеммная колодка двигателя
8. шкив
Алюминиевый корпус

Рис.2 Конструкция коллекторного двигателя стиральной машины

Двигатель коммутатора – это однофазный двигатель с последовательными обмотками возбуждения, предназначенный для работы на переменном или постоянном токе. По этой причине его также называют универсальным коллекторным двигателем.

Большинство коллекторных двигателей, используемых в стиральных машинах, имеют конструкцию и внешний вид, показанные на (рис. 2)
Этот двигатель состоит из нескольких основных частей, таких как статор (с обмоткой возбуждения), ротор, щетка (скользящий контакт, всегда используются две щетки), тахогенератор (магнитный ротор, который крепится к концу вала ротора, а катушка тахогенератора крепится с помощью колпачка или кольца). Все компоненты соединены вместе двумя алюминиевыми крышками, которые образуют корпус двигателя. На клеммной колодке находятся контакты обмотки статора, щеток и тахогенератора, необходимые для электрического подключения. На валу ротора скользит шкив, через который барабан стиральной машины приводится в движение с помощью ременной передачи.

Чтобы лучше понять принцип работы двигателя с коммутатором, давайте рассмотрим устройство каждой из его основных частей.

Ротор (якорь)

Ротор (якорь) – это вращающаяся (подвижная) часть двигателя. Стальной вал оснащен сердечником, который изготовлен из набора пластин из электротехнической стали для уменьшения вихревых токов. Такие же ветви обмотки размещаются в пазах сердечника, выводы которого крепятся к медным контактным пластинам (ребрам), образующим коллектор ротора. Коллектор ротора может иметь в среднем 36 ребер, расположенных на изоляторе и разделенных щелью.
Вал ротора оснащен запрессованными подшипниками, которые поддерживаются крышками корпуса двигателя для обеспечения плавной работы. Вал ротора также имеет шкив с канавками для зубчатого ремня и резьбовое отверстие на противоположной стороне вала, в которое может быть установлен магнитный ротор.

4 Статор

статор – это неподвижная часть двигателя. Для уменьшения вихревых токов сердечник статора выполнен из стопки пластин из электротехнической стали, образующих каркас, на котором последовательно расположены две равные секции обмотки. Статор почти всегда имеет только два вывода обеих секций обмотки. Однако в некоторых двигателях так называемые секционирование обмотки статора и, кроме того, между секциями имеется третья точка соединения. Обычно это происходит потому, что когда двигатель работает в режиме постоянного тока, индуктивное сопротивление обмотки имеет меньшее постоянное сопротивление и ток обмотки выше, поэтому включаются обе секции обмотки, в то время как в режиме переменного тока включается только одна секция, поскольку индуктивное сопротивление обмотки имеет большее постоянное сопротивление и ток обмотки ниже. Тот же принцип используется в универсальных коллекторных двигателях для стиральных машин, за исключением того, что для увеличения скорости вращения ротора двигателя требуется секция обмотки статора. При достижении определенной скорости вращения ротора цепь двигателя переключается таким образом, что включается одна секция обмотки статора. В результате индуктивное сопротивление снижается, и двигатель достигает еще более высокой скорости. Это необходимо на этапе отжима (центрифугирования) в стиральной машине. Центральный вывод секции обмотки статора используется не во всех коллекторных двигателях.
Для защиты двигателя от перегрева и перегрузки по току последовательно с обмоткой статора должны быть подключены следующие устройства тепловая защита с самосбрасывающимися биметаллическими контактами последовательно с обмоткой статора (не показаны). Иногда контакты тепловой защиты устанавливаются на клеммной колодке двигателя.

5. щетка

Кисть – скользящий контакт, обеспечивающий электрическое соединение между цепью ротора и цепью статора. Щетка крепится к корпусу двигателя и под определенным углом к ребрам коллектора. Всегда используйте как минимум одну пару щеток, которые образуют так называемый “щеточный коллекторный узел”. Всегда используется щеточный коллекторный узел.
Рабочая часть щетки представляет собой графитовую полосу с низким удельным сопротивлением и низким коэффициентом трения. Графитовая щеточная пластина имеет гибкий медный или стальной стержень с припаянным зажимом. Для прижатия планки к коллектору используется пружина. Вся конструкция заключена в изолятор и прикреплена к корпусу двигателя. Щетки изнашиваются за счет трения о коллектор и поэтому считаются расходными материалами.

6. тахогенератор

Тахогенератор (от греч. Тахогенератор – это измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенной частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Тахогенератор предназначен для управления скоростью вращения ротора коллекторного двигателя. Ротор тахогенератора соединен непосредственно с ротором двигателя, и во время его вращения в обмотке катушки тахогенератора индуцируется пропорциональная электродвижущая сила (ЭДС) в соответствии с законом взаимной индукции. Напряжение переменного тока считывается с клемм катушки и обрабатывается электронной схемой, которая в конечном итоге устанавливает и контролирует необходимую постоянную скорость вращения ротора двигателя.
Тахогенераторы, используемые в однофазных и трехфазных асинхронных двигателях для стиральных машин, имеют одинаковый принцип действия и конструкцию.

В некоторых моделях стиральных машин Bosch и Siemens вместо тахогенератора в двигателях с коммутатором используется тахогенератор. датчик Холла. Это очень компактное и недорогое полупроводниковое устройство, которое устанавливается на неподвижной части двигателя и взаимодействует с магнитным полем кругового магнита, установленного на валу ротора непосредственно рядом с коллектором. Датчик Холла имеет три выхода, сигналы с которых также считываются и обрабатываются электронной схемой (в этой статье мы не будем подробно анализировать работу датчика Холла).

7 Схема подключения коллекторного двигателя

Как и в любом электродвигателе, принцип работы коллекторного двигателя основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора, через которые протекает электрический ток. Коллекторный двигатель стиральной машины имеет последовательное соединение обмоток. В этом можно легко убедиться, изучив подробную схему. (Рис.7).

Коллекторные двигатели стиральных машин могут иметь от 6 до 10 контактов на клеммной колодке. На рисунке показаны все максимальные 10 контактов и различные возможные соединения компонентов двигателя.

Зная устройство, принцип работы и стандартную схему подключения коллекторного двигателя, можно легко запустить любой двигатель непосредственно от сети без использования электронной системы управления, и для этого не нужно запоминать особенности расположения выводов обмотки на клеммной колодке каждой марки двигателя. Для этого достаточно определить клеммы статора и щеточной обмотки и соединить их, как показано на схеме ниже.

Порядок расположения клемм на клеммной колодке коллектора двигателя стиральной машины произвольный.

На схеме оранжевые стрелки указывают направление тока, протекающего через провода и обмотки двигателя. От фазы (L) ток проходит через одну из щеток к коллектору, через обмотки роторной обмотки и выходит через другую щетку и через перемычку, ток последовательно проходит через обмотки обеих секций статора, пока не достигнет нейтральной точки (N).

Двигатели этого типа, независимо от полярности приложенного напряжения, вращаются в одном направлении, поскольку при последовательном соединении обмоток статора и ротора полюса магнитных полей меняются одновременно, и результирующий крутящий момент остается в одном направлении.

Чтобы заставить двигатель начать вращаться в другом направлении, просто измените порядок расположения обмоток.
Пунктирными линиями обозначены компоненты и выходы, которые используются не во всех двигателях. Например, датчик Холла, выходы тепловой защиты и выход половины обмотки статора. При непосредственном запуске коллекторного двигателя подключаются только обмотки статора и ротора (через щетки).

Внимание! Схема, показанная для прямого подключения двигателя к коллектору, не имеет защиты от короткого замыкания или ограничителей тока. При таком подключении от бытовой сети двигатель развивает полную мощность, поэтому его не следует подключать напрямую на длительное время.

8 Управление коллекторным двигателем в стиральной машине

Двигатель с коммутатором в стиральной машине управляется электроникой, а регулирующий напряжение элемент является симистор (рис. который подает на двигатель напряжение, необходимое для его работы. Симистор можно представить в виде быстродействующего переключателя (ключа), электроды которого питают электроды A1 и А2и на контроле ворота G Управляющие импульсы подаются для открытия ворот в нужный момент. В электрической схеме симистор подключен последовательно с коллекторным двигателем.

Принцип работы электронных схем, использующих симистор, основан на биполярном фазовом управлении. На диаграмме (рис. 9) показывает, как изменяется напряжение на двигателе в зависимости от импульсов от микроконтроллера, подаваемых на управляющий электрод симистора.
Таким образом, мы видим, что скорость вращения ротора двигателя напрямую зависит от напряжения, приложенного к обмоткам двигателя.

Ниже приведены фрагменты условной схемы подключения коллекторного двигателя с тахогенератором к электронной системе блок управления (EC).
Общий принцип работы блока управления коллекторным двигателем заключается в следующем. Управляющий сигнал от электронной схемы подается на затвор из симистор (TY)и в обмотках двигателя начинает протекать ток, который вызывает вращение ротор (M) двигатель. В то же время, тахогенератор (P) передает мгновенное значение скорости вращения ротора в пропорциональный электрический сигнал. Сигналы тахогенератора обеспечивают обратную связь с управляющими импульсными сигналами, подаваемыми на затвор симистора. Это обеспечивает вращение ротора двигателя при каждом состоянии загрузки, благодаря чему барабан в стиральных машинах вращается равномерно. Для осуществления реверсивного вращения двигателя используются специальные реле Реле R1 и R2 которые коммутируют обмотки двигателя.

Изменение направления вращения двигателя

Т-тахогенератор
М-ротор (коллекторно-щеточный узел)
S-stator
P-тепловая защита
TY-симистор
R1 и R2– переключающие реле

В некоторых стиральных машинах коллекторный двигатель работает на постоянном токе. Для этого в цепи управления после симистора устанавливается выпрямитель переменного тока, построенный на диодах (“диодный мост”). Работа коллекторного двигателя на постоянном токе повышает его КПД и максимальный крутящий момент.

9 Преимущества и недостатки универсальных коллекторных двигателей

Преимуществами универсальных коллекторных двигателей являются их малые габариты, высокий пусковой момент, высокая скорость вращения и отсутствие зависимости от частоты сети, возможность бесступенчатого регулирования скорости (момента) в очень широком диапазоне, от нуля до номинального значения путем изменения напряжения питания, возможность использования работы как с постоянным, так и с переменным током.
Недостатки – наличие стыка коллектор-щетки и, следовательно: относительно низкая надежность (срок службы), искрение между щетками и коллектором из-за коммутации, высокий уровень шума, большое количество деталей коллектора.

10 Неисправности коллекторного двигателя

Наиболее уязвимой частью двигателя является узел коллектор-щетка. Даже при эффективном двигателе между щетками и коллектором возникает электрическая дуга, которая довольно сильно нагревает ламели. Если щетки изношены до предела и если они не прижаты плотно к коллектору, искрение иногда достигает кульминации в виде дуги. Если лопасти коллектора перегреваются и иногда отслаиваются от изолятора, создавая неровную поверхность, двигатель может продолжать плохо искрить даже после замены изношенных щеток, двигатель перестанет работать и в конечном итоге выйдет из строя.

Иногда может произойти короткое замыкание обмотки ротора или обмотки статора (гораздо реже), что также может вызвать дугу на щеточном коллекторе (из-за перегрузки по току) или ослабить магнитное поле двигателя, так что ротор двигателя не развивает полный крутящий момент.
Как мы уже говорили, щетки в щеточных коллекторных двигателях со временем изнашиваются, поскольку трутся о коллектор. Поэтому большинство ремонтов двигателя сводится к замене щеток.

Следует отметить, что надежность двигателя с коммутатором в значительной степени зависит от качества и компетентности производителя в отношении процесса изготовления и сборки.

Прохождение электрического тока через обмотки создает магнитное поле. Обмотка якоря имеет магнитное поле противоположной полярности по отношению к обмотке статора. Эти магнитные поля разной полярности заставляют якорь двигателя вращаться.

Конструкция коллекторного двигателя

Чтобы понять принцип работы коллекторного двигателя, необходимо знать его конструкцию. Независимо от типа системы привода используются следующие основные компоненты:

• Якорь. Он состоит из металлического вала, на котором закреплены обмотки. Вал установлен на подшипниках скольжения или роликовых подшипниках в корпусе двигателя. Якорь – это подвижная часть двигателя, передающая крутящий момент на необходимые устройства;
• Коммутатор (коллектор). Необходим для определения положения якоря. Находится на роторе. В виде трапециевидных медных контактов;

• Кисти. Изготовлен из графита. Щетки используются для подачи напряжения на обмотку ротора;
• Держатели щеток. Держатели щеток изготавливаются из металла или пластика. Щеткодержатели установлены на корпусе двигателя с непроводящими уплотнениями. Это предотвращает передачу напряжения на корпус двигателя;

ВАЖНО: Щетки или щеткодержатели оснащены пружинами. Они необходимы для удержания щетки на коллекторе во время работы генераторной установки.

• Подшипники. В небольших двигателях используются пластиковые или металлические втулки. Двигатель оснащен двумя подшипниками. Они необходимы для нормального вращения вала якоря;
• Сердечник статора. Сердечник статора состоит из большого количества металлических пластин;
• Обмотки. Требуется для создания магнитного поля.

Катушки медного обмоточного провода помещаются в пазы магнитопровода. Выводы обмоток подаются на коллекторный блок, где происходит их коммутация.

Принцип работы

Ознакомившись с устройством ротора, мы можем теперь обсудить, как работает коллекторный двигатель. В принципе, принцип работы не отличается от принципа работы других двигателей – ротор начинает вращаться в магнитном поле под воздействием индукционных токов. Но как и почему индуцируются эти токи? Чтобы понять это, мы должны вспомнить, как электродвижущая сила создается в постоянном магнитном поле. Если внести прямоугольную рамку в поле постоянного магнита, она начнет вращаться под действием индуктированного в ней тока. Направление вращения определяется по принципу бура. В отношении поля постоянного тока говорится, что если поместить правую руку в поле так, чтобы магнитные линии вошли в ладонь, то вытянутые пальцы укажут направление движения.

Иллюстрация, объясняющая принцип работы коллекторного двигателя постоянного тока

Если мы посмотрим на структуру ротора, то увидим, что каждая обмотка представляет собой такой каркас. Только состоит он не из одного провода, а из нескольких, но сути это не меняет. В случае с коллектором в какой-то момент обмотка подключается к источнику питания, по ней течет ток, и вокруг проводника создается магнитное поле. Это взаимодействует с полем статора. В зависимости от типа, в обмотках также протекают либо постоянные магниты, либо постоянный ток, создающий собственное магнитное поле на полюсах. Поля ротора и статора сконструированы таким образом, что при взаимодействии они “толкают” ротор в нужном направлении. Далее работа коллекторного двигателя постоянного тока будет описана кратко и без особых подробностей.

Обмотки на роторе соединены с пластинами коллектора. Когда щетки соприкасаются с пластинами, образуется замкнутая цепь, по которой течет ток.

Если подумать об этом немного более тщательно, то можно понять, почему коллекторный двигатель способствует плавному регулированию скорости. Чем выше напряжение, приложенное к обмоткам ротора, тем сильнее поле, создаваемое статором, тем сильнее взаимодействие между ними и тем быстрее вращается ротор, поскольку он толкается с большей силой. Если напряжение уменьшается, взаимодействие становится меньше, а значит, уменьшается и скорость. Поэтому вам нужно только отрегулировать напряжение, и это можно сделать даже с помощью простого потенциометра (переменного сопротивления).

Конструктивное отличие от универсального устройства заключается в использовании магнитов вместо катушек возбуждения. Это устройство более популярно и распространено, чем другие типы распределительных систем. Положительным аспектом является стоимость и простота строительства. Кроме того, прибор прост в эксплуатации. Препятствием являются используемые магниты, которые напрямую связаны с мощностными характеристиками устройства. На установку воздействует поле, создаваемое магнитами.

Принцип работы коллекторного двигателя

Чтобы понять принцип работы коллекторного двигателя, необходимо вспомнить об электромагнитной индукции. Поместим проводник с циркулирующим в нем током между магнитами, северным и южным полюсами на оси вращения. Проводник вращается в соответствии с направлением тока, таков принцип работы коллекторного двигателя. Энергия проходит через щетки к концу проводника. Половина оборота – и ток переключается, способствуя непрерывному вращению в заданном направлении. Коллекторный двигатель оснащен несколькими проводниками, так что коллекторная цепь, разделена на контакты.

Из статора ток поступает в обмотку ротора через последовательное соединение, щетки и коллектор. Коллекторные двигатели используются в изделиях, где важна скорость. Эти двигатели не тяжелые и имеют относительно небольшие габаритные размеры.

Принцип работы коллекторного двигателя.

Важно! Коллекторный двигатель, способен работать в обратном направлении, преобразуя механическую энергию в электрическую. В этом случае роль станции выполняет генератор.

Такое определение дают учебники и энциклопедии:

Конструкция щеточного аппарата

Щеточный аппарат, состоящий из щеток, щеткодержателей, щеточных пальцев, щеточной траверсы и направляющих токоприемника, используется для отвода тока от вращающегося коллектора и его питания.

Одна из типичных конструкций щеткодержателей показана на рисунке 5. Щеткодержатели крепятся к пальцам щетки. На каждом щеточном пальце имеется несколько или целый ряд щеткодержателей, которые работают параллельно. Щеточные пальцы крепятся к щеточной траверсе, обычно в количестве, соответствующем числу основных стоек (Фото 7).

и электрически изолирован от него. Траверса крепится к неподвижной части станка: в станках малой и средней мощности – к втулке подшипникового щита, а в крупных станках – к раме. Обычно можно повернуть траверсу, чтобы привести щетки в правильное положение. Полярности щеточных пальцев чередуются, и все пальцы с одинаковой полярностью соединены между собой шинами. Шины соединяются с выходными клеммами или другими обмотками машины с помощью ответвлений.

Коллектор и щеточный узел – очень важные детали машины, от конструкции и исполнения которых во многом зависит бесперебойная работа машины и надежность электрического контакта между коллектором и щетками.

Читайте далее:

• 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.
• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Ремонт коллекторных двигателей.
• Проектирование коллекторной машины постоянного тока; Студопедия.
• Что такое якорь в электродвигателе – Станция техобслуживания ЭкоПаркинг.
• Машина постоянного тока – принцип работы.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.

Все электродвигатели в вашем доме и способы их обслуживания

Современный американский дом — это механическое чудо. Он не только питается от электричества, но также способен подавать чистую воду и отводить грязную воду. Он может нагревать определенные части дома, такие как сушилка или пол, а также охлаждать другие места, такие как морозильные камеры или кондиционеры. В среднем американском доме есть множество машин, предназначенных для измельчения, охлаждения, приготовления пищи, стирки, сушки, отпаривания, полоскания, дрели, пылесоса, глажки и многого другого.

Когда Томас Эдисон основал компанию Edison Electric Illuminating Company в Нью-Йорке в 1882 году, он предвидел быстрый переход к электрическим домам. Но на самом деле прогресс был относительно медленным. Большинство американцев продолжали питать свои дома газом и свечами еще полвека. В 1925 году только половина всех американских домов использовала электроэнергию.

Сегодня средний домовладелец обнаружит, что его дома не только используют электричество, но и многие из наиболее полезных частей их дома имеют двигатели, которые необходимо обслуживать.

Мотор — это просто устройство, которое преобразует энергию в движение. Звучит достаточно просто, но потребовалась изобретательность миллионов людей, чтобы создать и усовершенствовать эти двигатели таким образом, чтобы американцы могли наполнить свои дома эффективными и относительно недорогими двигателями.

Однако, как поясняет наше определение, двигатель имеет движущиеся части. И, как скажет вам любой домашний ремонтник или решительный мастер-сделай сам, движущиеся части рано или поздно перестают двигаться. И хотя может возникнуть соблазн просто заменить весь блок, когда двигатель перестает работать, домовладельцы могут сэкономить тысячи или даже десятки тысяч долларов, ремонтируя двигатели вместо замены приборов.

Где все двигатели в вашем доме?

Да, наши дома буквально забиты моторами. Некоторые из них легко обнаружить, в то время как другие могут быть более скрытыми. Чтобы вы начали, мы создали список наиболее распространенных типов двигателей, которые сегодня можно найти в домах.

Большинство кухонь содержат внушительную коллекцию моторов, в том числе:
• Двигатель вытяжного вентилятора
• Мотор для вертушки в микроволновке
• Утилизация в раковине или вывоз мусора
• Блендеры
• Ручные и настольные миксеры и кухонные комбайны
• Консервные ножи
• Холодильники могут использовать три двигателя; один для компрессора, один для вентилятора внутри холодильника и один для льдогенератора.
• Конвекционные печи

В других частях дома моторы обеспечивают движение наших самых удобных инструментов и приборов. В стиральных и сушильных машинах используются двигатели. В пылесосах также используются двигатели. Любой вентилятор или функция вентилятора в вашем доме использует двигатель, включая вентиляторы для ванных комнат, вентиляторы HVAC, потолочные вентиляторы и электрические вентиляторы, предназначенные для охлаждения помещений.

В ваших электрических зубных щетках, фенах и электробритвах также есть маленькие мощные двигатели. Даже электроника, такая как кабельные приставки, игровые приставки и компьютеры, оснащена вентиляторами охлаждения с, как вы уже догадались, двигателями.

Список идет один. В системе автоматического открывания гаражных ворот используется двигатель. В вашем дверном звонке используется двигатель. Подвижные игрушки оснащены крошечными моторчиками. Часы с движущимися стрелками имеют моторы. Бурлящая ванна для ног, струи в ванне или гидромассажной ванне и любой фонтан в вашем доме также работают от двигателя.

Моторы буквально повсюду в наших домах. И с таким количеством движущихся частей имеет смысл немного узнать о том, где находятся двигатели в вашем доме и как за ними ухаживать.

Когда бытовая техника выходит из строя, вместо ремонта или замены двигателя многие люди просто заменяют старую машину новой. В конце концов, найти хорошую мастерскую или специалиста по ремонту бытовой техники сложнее, чем когда-либо. Тем не менее, даже некоторые из ваших самых недорогих приборов часто можно починить, заменив или отремонтировав несколько простых деталей.

Такие места, как McCombs Supply, специализируются на предоставлении запасных частей, инструментов и расходных материалов для ремонта, с которым сталкиваются многие домовладельцы. Мы прилагаем все усилия, чтобы облегчить ремонт или замену деталей. Понимание того, как сделать простой ремонт и как обслуживать двигатели в вашем доме, — это навык, который может сэкономить вам время и деньги.

Не уверены, хотите ли вы отремонтировать или заменить свой прибор? Вот несколько вопросов, которые помогут вам оценить ваши возможности:
• Сколько лет прибору? Если ваш прибор достиг или превысил ожидаемый срок службы, замена может быть разумным вариантом. Ведь ни один прибор не вечен. По истечении срока службы устройства замена становится разумным вариантом.
• Будут ли связанные с заменой скрытые расходы? В дополнение к стоимости нового предмета, некоторые замены сопряжены со скрытыми расходами, такими как плата за доставку, расходы на удаление старого прибора, сборы вашей компании по вывозу мусора за сбор крупногабаритного предмета, инвестиции в реконструкцию для внесения изменений в шкафы или освободить место для размещения новой бытовой техники и так далее.
• Достигнете ли вы долгосрочной экономии средств, купив новый прибор? Старые приборы могут потреблять много энергии, в то время как новые приборы более энергоэффективны, чем когда-либо прежде. В зависимости от вашей ситуации, вы можете окупить затраты на новый прибор за несколько лет только за счет экономии энергии.
• Насколько дорог или сложен необходимый ремонт? Иногда починка устройства стоит всего несколько долларов. В других случаях ремонт может стоить сотни долларов. Точно так же некоторые виды ремонта достаточно просты (замена ручки), в то время как другие сложны (замена двигателей или электрических компонентов). Перед принятием решения обязательно оцените свои возможности по ремонту и связанные с этим затраты.
• Покрывается ли этот ремонт вашей домашней гарантией? Иногда стоимость ремонта или замены прибора покрывается гарантией на дом. Однако, даже если у вас есть гарантия, ваше покрытие может покрывать только часть или все расходы на ремонт или полностью покрывать расходы на замену нового устройства.

Большинство экспертов следуют правилу «периода полураспада». Если ваш прибор находится на полпути к ожидаемому сроку службы или если вам нужно будет заплатить более половины стоимости нового прибора, чтобы починить существующий элемент, возможно, имеет смысл заменить его.

Однако, если ваш предмет недорог в ремонте или если он относительно новый, ремонт может оказаться более экономичным.

Общие правила обслуживания любого из ваших электроприводных устройств

Независимо от того, какой тип бытового прибора или двигателя вы оцениваете, помните, что любой бытовой предмет или прибор прослужат намного дольше, если вы будете следовать рекомендациям производителя по текущему обслуживанию. Составьте график или календарь обслуживания всех машин и систем вашего дома. Держите все свои приборы в чистоте. Замените фильтры, когда это необходимо. Не перегружайте какое-либо устройство, пытаясь заставить его работать интенсивнее, чем предполагалось.

Существует несколько правил, которым необходимо следовать при эксплуатации электроприводных устройств.

Следуйте инструкциям в руководстве

Каждый бытовой прибор поставляется с руководством, которое включает рекомендации по обслуживанию. Полностью прочитайте руководство и следуйте указаниям. Это может показаться простым, но не относитесь к тем людям, которые отбрасывают руководство, даже не взглянув на него.

Используйте достаточное питание и подходящие вилки

Убедитесь, что устройство подключено к соответствующему источнику питания. Например, прибор на 220-240 вольт должен быть подключен к розетке на 220-240 вольт. Крупные бытовые приборы также должны быть заземлены или использовать вилку адаптера с заземлением. Включение прибора в неправильную розетку может привести к его повреждению.

Большинство стиральных машин и холодильников не требуют специального электрического подключения. Вы можете использовать стандартную розетку на 120 вольт с тремя контактами. Вилки на этих приборах имеют два обычных штыря и третий закругленный штырь для заземления приборов и защиты их от перегрузки в случае короткого замыкания.

Для домашней сушилки требуется электрическая розетка с напряжением 240 вольт. Они состоят из двух проводов, нейтрального и заземляющего. Если вы подключите сушилку к стандартной розетке на 120 вольт, она не будет работать должным образом, и в конечном итоге вы повредите сушилку.

Хотя большинство домашних посудомоечных машин могут работать от стандартной розетки на 120 вольт, это должна быть розетка с прерывателем замыкания на землю или GFI. Эти розетки GFI предназначены для быстрого отключения или отключения питания, чтобы предотвратить поражение электрическим током, что является критически важной функцией безопасности для любого устройства, использующего воду или которое может намокнуть.

Для плит и духовок обычно требуется розетка на 200 или 240 вольт. На самом деле, строительные нормы и правила обычно требуют, чтобы на кухне была установлена ​​розетка на 240 вольт для этого энергоемкого прибора. Эти розетки обычно круглые, поэтому их легко отличить от других типов розеток. А поскольку ваша духовка потребляет очень много энергии, убедитесь, что розетка правильно заземлена.

Если вы не знаете, как оценить электрическую мощность, или у вас есть вопросы о ваших розетках, напряжении или заземлении, нажмите здесь, чтобы узнать больше.

Не допускайте электрической перегрузки устройства

Когда ваше устройство выключается, оно может испытывать электрическую перегрузку. Перегрузка не только препятствует эффективной работе, но также может привести к перегреву двигателя и ускорению износа.

Как понять, что электроприбор перегружен? В дополнение к приборам, которые просто останавливаются, распространенными предупредительными признаками перегрузок являются искры или слабые удары, перевернутые цепи, мерцание или приглушение света, теплые или обесцвеченные настенные панели на розетках, необычно громкие звуки, исходящие от двигателей во время работы, или запахи гари.

Во избежание электрических перегрузок убедитесь, что любые крупные или мелкие бытовые приборы подключены непосредственно к розетке. Не используйте удлинитель или переходник с несколькими разъемами. Включайте в одну розетку только один нагревательный прибор. Если ваш дом не позволяет этого, наймите лицензированного электрика, чтобы добавить розетки в ваш дом.

Избегайте воды и сырости

Кухонные и прачечные приборы потребляют электричество и воду в непосредственной близости, поэтому разумно принять дополнительные меры предосторожности. Если они не предназначены для взаимодействия с жидкостями, например, блендер или ручной миксер, не используйте небольшие приборы, если они мокрые или стоят в воде. Никогда не работайте с электроприборами мокрыми руками. Держите крупную бытовую технику, такую ​​как стиральная или сушильная машина, сухой и чистой. Если большой прибор намокнет из-за повреждения водой или затопления, перед повторным использованием прибора обратитесь к специалисту для осмотра двигателя.

Как продлить срок службы всех электродвигателей в вашем доме

Хотя соблюдение приведенных выше основных правил поможет продлить срок службы любого электродвигателя в вашем доме, каждый тип электроприборов требует индивидуального обслуживания. При небольшом планировании и заботе ваша бытовая техника будет работать лучше и прослужит дольше.

Продлите срок службы двигателя вашего холодильника

Содержите его в чистоте. Помимо защиты вашего здоровья путем очистки внутренней части холодильника, используйте пылесос для уборки позади холодильника. Пылесосить змеевики не реже двух раз в год. Поскольку чистые змеевики охлаждают наиболее эффективно, грязные или запыленные змеевики заставляют компрессор работать тяжелее, сокращая срок его службы. Содержите дверные уплотнители в чистоте, регулярно протирая их теплой мыльной водой или специально разработанным чистящим средством. Чистые уплотнения работают лучше, сохраняя содержимое более прохладным с меньшими усилиями компрессора.

Держите ваш холодильник и морозильную камеру максимально наполненными. Циркуляция воздуха — это один из способов охлаждения вашего холодильника. Слишком много еды препятствует потоку воздуха, заставляя компрессор работать тяжелее. Слишком мало еды также усложняет работу вашего отряда. Если вы собираетесь в отпуск и не хотите возвращаться домой с испорченной едой, держите свой холодильник и морозильную камеру достаточно полными, перенося в холодильник неоткрытые бутылки и контейнеры, пока вас нет. Вы можете положить их обратно в кладовую, как только вернетесь.

Не кладите горячие продукты в холодильник и морозильник. Когда вы кладете горячие продукты в холодильник или морозильную камеру, компрессору приходится работать очень интенсивно в течение более длительных периодов времени, чтобы вернуть температуру продуктов и воздуха к оптимальным холодным температурам. Помните, меньшая нагрузка на компрессор означает более длительный срок службы.

Располагайте холодильник вдали от источников тепла. Чрезмерное тепло, например, когда вы находитесь рядом с плитой, посудомоечной машиной или духовкой, создает дополнительную нагрузку на компрессор. Если возможно, поместите холодильник подальше от других приборов, чтобы уменьшить стресс и облегчить работу холодильника.

Если ваш холодильник внезапно перестал охлаждать, вот распространенные проблемы и советы по их устранению.

Продлите срок службы двигателя поворотного стола вашей микроволновой печи

Помните, что ваша микроволновая печь оснащена небольшим двигателем, который обеспечивает вращение поворотного стола. Чтобы двигатель работал лучше и дольше, не ставьте на поворотный стол контейнеры или предметы, которые могут помешать его свободному вращению.

Размещение на проигрывателе предметов меньшего веса снижает нагрузку на двигатель. Размещение тяжелых предметов на проигрывателе увеличит нагрузку и в конечном итоге может привести к перегоранию двигателя.

Если ваша микроволновая печь установлена ​​над плитой, убедитесь, что вы всегда используете вытяжной вентилятор при приготовлении пищи на плите, чтобы предотвратить попадание влаги в микроволновую печь. Пар и влага, поднимающиеся вверх, могут скапливаться на двигателе микроволновой печи и сокращать срок ее службы.

Продлите срок службы двигателя вентилятора в ванной комнате

Вытяжной вентилятор в ванной комнате — одна из самых недооцененных частей вашего дома. Грязные или пыльные детали могут повредить двигатель и сократить срок службы вентилятора. Однако, если вы чистите вентилятор в ванной раз в 12 месяцев, он может эффективно работать годами.

Начните с отключения питания вентилятора на распределительной коробке. Используя крепкую табуретку-стремянку, чтобы подняться на удобную высоту, снимите накладку. Некоторые накладки удерживаются на месте винтами, а другие удерживаются на месте с помощью легко снимаемых натяжных зажимов.

Сняв решетку, промойте ее теплой водой с моющим средством. Используйте насадку для пылесоса, баллончик со сжатым воздухом или тряпку для удаления пыли с вентилятора и окружающего воздуховода. Затем высушите и замените решетку.

Наконец, снова включите автоматический выключатель, и вы сможете прожить еще один год.

Продлите срок службы двигателя блендера

Стоимость блендера может варьироваться от 20 до более 200 долларов. Независимо от того, сколько вы заплатили за свою модель, вы можете заставить ее работать лучше и дольше, заботясь о своей машине таким образом, чтобы продлить срок службы двигателя.

Хотя это может показаться нелогичным, разумно регулярно использовать самую высокую скорость, чтобы блендер работал на максимальной мощности. Как и двигатель в автомобиле, двигатель блендера должен регулярно «открываться», чтобы активировать систему тепловой защиты, которая поддерживает охлаждение двигателя. Точно так же регулярное использование блендера также увеличивает срок его службы.

Поскольку качество и мощность блендеров сильно различаются, особенно важно прочитать руководство пользователя и следовать инструкциям для своей модели. Вещи, которые помогают некоторым блендерам работать лучше, на самом деле нагружают двигатель других моделей.

Для любой модели правильное наслоение ингредиентов снижает износ двигателя. Всегда кладите самые влажные ингредиенты первыми, ближе к лезвиям, а твердые или хрустящие продукты держите наверху, подальше от лезвий. Если вы делаете смузи или используете протеиновый порошок, всегда сначала добавляйте жидкость.

Вихрь, создаваемый лезвиями, нуждается в мягких или жидких ингредиентах для правильной работы. И наоборот, если вы регулярно используете блендер для измельчения продуктов с небольшим содержанием влаги или без нее, например, орехов, вы можете обнаружить, что ваш блендер не прослужит так долго.

Продлите срок службы двигателя вашей стиральной машины

Хотя большинство людей знают, что переполнение машины вредно для деталей и двигателя, не все знают, что добавление слишком большого количества мыла также является проблемой. На самом деле, чрезмерное использование моющего средства всего за одну загрузку может привести к перегрузке пены и попаданию ее в двигатель стиральной машины.

Чтобы предотвратить накопление минералов, содержащихся в воде, внутри вашей машины, изнашивание деталей и увеличение нагрузки на двигатель, периодически запускайте цикл с использованием белого уксуса (и ничего другого), чтобы уменьшить накопление минеральных остатков. Некоторые люди устанавливают очиститель воды в прачечной, чтобы использовать только фильтрованную воду.

Продлите срок службы двигателя вашей сушильной машины

Когда речь идет о сушилках для белья в прачечной, перегрев двигателя является серьезной проблемой. Вот почему разумно избегать поведения, которое может привести к этой проблеме.

Начните с простых вещей, таких как опорожнение ловушки для ворса после каждой загрузки. Чистый лоток для ворса позволяет воздуху фильтроваться по всему устройству, что позволяет более эффективно сушить вещи за меньшее время.

При работе с тяжелыми предметами, такими как полотенца или одеяла, сушите их небольшими партиями, используя сушилку. Мало того, что двигателю придется работать дольше для сушки больших объемов белья, вес мокрого и тяжелого белья также может повредить двигатель. Не кладите обувь в сушилку, так как ее вес и удары могут вывести барабан из равновесия, нагружая двигатель и другие части машины.

Наконец, следите за чистотой вентиляционного шланга. Чистый вентиляционный шланг облегчает сушку белья машиной и снижает нагрузку на двигатель. Важно отметить, что чистый вентиляционный шланг также удаляет ворс и снижает вероятность возгорания.

Если ваша сушильная машина не запускается, вот несколько рекомендуемых действий.

Продлите срок службы двигателя вашего пылесоса

Как и блендеры, пылесосы бывают разных моделей и ценовых категорий. Независимо от того, сколько вы заплатили за свой пылесос, вы захотите, чтобы он работал исправно и дольше.

Один из самых быстрых способов сжечь двигатель пылесоса — уменьшить поток воздуха. Вот почему так важно часто менять мешки или фильтры на вашей модели, даже если они не заполнены. Чистые мешки и фильтры существенно снижают нагрузку на двигатель пылесоса.

Если вы используете пылесос с венчиком или вращающейся щеткой, проверяйте его каждый раз перед тем, как начать пылесосить, и удаляйте волосы и волокна ковра, которые намотались на стержень или щетки. Если ваша модель оснащена магнитной полосой, убедитесь, что вы часто удаляете с этой полоски такие предметы, как скобы и скрепки, чтобы предотвратить их засасывание и повреждение двигателя.

Не используйте пылесос для всасывания вещей, которые следует собирать руками. Салфетки, обрывки бумаги или даже крошечные игрушки могут засорить шланг, остановить работу пылесоса и даже сжечь двигатель.

Никогда не пылесосьте над водой или влажными участками на ковре или ковриках у входа, если только ваш пылесос не предназначен для работы в качестве пылесоса для влажной уборки. Влага и вода не только повредят двигатель и детали вашей машины, но и могут привести к поражению электрическим током.

Продлите срок службы двигателя вашего компактора мусора

Компакторы для мусора могут быть очень удобными, но, как и с любым бытовым прибором, с ними нужно обращаться бережно, чтобы предотвратить перегорание двигателей. Одно из важнейших правил – избегать несовместимых отходов. Стекло может разорвать пакеты и повредить детали. Дерево может расколоться и попасть в двигатель. Если жидкости или масло вытекают из мешка, они также могут повредить двигатель. Батареи и аэрозольные баллончики представляют опасность взрыва.

Со временем металл вашего пресса для мусора может ослабнуть, поэтому рекомендуется проверять целостность всех металлических деталей не реже одного раза в год. Осмотрите на наличие износа, особенно в местах, где металлические части трутся о другой металл. Смажьте или замените детали при необходимости.

Наконец, многие катки оснащены масляным фильтром, который необходимо периодически менять. Обратитесь к руководству пользователя за рекомендациями.

Продлите срок службы двигателя вашего льдогенератора

Если в вашем холодильнике есть автоматический льдогенератор, вам нужно обслуживать еще один двигатель. Одним из самых больших врагов этого двигателя является накопление грязи и бактерий. Это не только вредно для вашего здоровья, но и снижает эффективность машины и в конечном итоге может привести к выходу двигателя из строя.

Регулярно очищайте и дезинфицируйте льдогенератор, следуя рекомендациям в руководстве пользователя.

Если вам не нужен лед, разумно выключить его, пока он не закончится. В некоторых моделях избыточное количество льда может привести к замерзанию системы, что приведет к серьезной нагрузке на двигатель. Кроме того, если термостат морозильной камеры установлен на низкое значение, льдогенератор должен работать интенсивнее, а двигатель может изнашиваться раньше.

Если ваш льдогенератор не работает должным образом, вот несколько советов по ремонту.

Продлите срок службы мотора мусоросборника

Мусоропроводы прочны и долговечны, но это не означает, что они не нуждаются в обслуживании. Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы продлить жизнь вашей утилизации.

Во-первых, попробуйте использовать холодную воду при использовании утилизации. Это приводит к тому, что пища, попавшая в канализацию, затвердевает, что облегчает ее измельчение мусоросборником. Горячая вода может фактически растопить пищу, облегчая обход лезвия утилизации и вместо этого прилипая к трубам.

Также неплохо быть избирательным в отношении того, что идет на утилизацию. Конечно, ни в коем случае нельзя выбрасывать в мусоропровод металлические или пластмассовые предметы. Но также разумно не утилизировать волокнистые овощи, такие как сельдерей. Шкурки могут запутаться в канализации. Тяжелый влажный мусор, такой как картофельная кожура или вареные макароны, может превратиться в кашу и забить слив.

После того, как вы выбросили еду в канализацию, запустите измельчитель примерно на 30 секунд с проточной водой и добавляйте немного средства для мытья посуды, чтобы очищать его после каждого использования. Также рекомендуется время от времени чистить мусоропровод, заливая его несколькими чашками кипятка (без еды), чтобы смыть остатки.

Продлите срок службы двигателя вентилятора вашего HVAC

В целом, системы HVAC не требуют особого обслуживания. Однако есть вещи, которые вы должны сделать, чтобы продлить срок службы одной из самых дорогих машин в вашем доме. Проверяйте, чистите и настраивайте свои системы ОВКВ или кондиционеры каждый год, а два раза в год проверяйте лицензированным специалистом.

Дополнительно вы можете дважды в год самостоятельно проверять фильтры. Грязные воздушные фильтры затрудняют циркуляцию воздуха в системе HVAC, что может вызвать достаточную нагрузку на двигатель вентилятора, что приведет к отказу. В то время как большая часть обслуживания системы HVAC должна быть предоставлена ​​профессионалам, фильтры довольно легко осматривать и заменять. Инструкции для вашей модели см. в руководстве пользователя. Если вы не можете регулярно проверять или заменять фильтры, попросите специалиста по техническому обслуживанию сделать это за вас.

Часто рекомендуется запускать ваши системы HVAC в режиме «Авто» как можно чаще. Запуск вашей системы с включенным вентилятором заставляет вашу систему нагрева и охлаждения работать намного интенсивнее, что значительно сокращает срок службы двигателя. Непрерывная работа вентилятора с включенной настройкой также задерживает больше пыли и аллергенов, что может быть полезно для людей с респираторными заболеваниями, но также приводит к более быстрому засорению фильтров. Если вы должны запускать свою систему, используя настройку «Вкл», проверяйте свои фильтры не менее четырех раз в год и будьте готовы менять их чаще.

Как и в холодильнике, в вашем блоке HVAC есть конденсатор, для правильной работы которого требуется хорошая циркуляция воздуха. Не допускайте попадания растительности на блок и проверяйте наличие листьев или сорняков на конденсаторе или вокруг него раз в месяц или чаще, если это необходимо.

Хотите больше способов ухода за электродвигателями в вашем доме?

К настоящему моменту вы, вероятно, понимаете, сколько двигателей в вашем доме и как важно поддерживать их в рабочем состоянии. Потратив немного дополнительного времени и усилий, вы сможете обеспечить более эффективную работу всех ваших приборов. Уход за двигателями также продлевает срок службы ваших приборов, иногда на десятилетия.

Уход за бытовой техникой и машинами в вашем доме не сложен, и это намного дешевле, чем их замена. Почему бы не взять на себя обязательство перестать выбрасывать свою технику и уделять время уходу за ней и ее ремонту? И когда вам нужны запасные части, фильтры или очистители, компания McCombs Supply всегда готова помочь.

Различные типы двигателей, используемых в электромобилях

Электрические транспортные средства не являются чем-то новым для этого мира, но технологический прогресс и повышенная забота о контроле над загрязнением окружающей среды придали им мобильность будущего. Основным элементом электромобиля, помимо аккумуляторов для электромобилей, которые заменяют двигатели внутреннего сгорания, является Электродвигатель . Быстрое развитие в области силовой электроники и методов управления создало пространство для использования различных типов электродвигателей в электромобилях. Электродвигатели, используемые в автомобилестроении, должны иметь такие характеристики, как высокий пусковой крутящий момент, высокая удельная мощность, хороший КПД и т. д.

1. Двигатель постоянного тока

Высокий пусковой момент двигателя серии постоянного тока делает его подходящим вариантом для тягового применения. Это был наиболее широко используемый двигатель для тяги в начале 1900-х годов. Преимуществом этого двигателя является легкое регулирование скорости, а также он может выдерживать резкое увеличение нагрузки. Все эти характеристики делают его идеальным тяговым двигателем. Основным недостатком двигателей постоянного тока является высокая потребность в обслуживании из-за щеток и коллекторов. Эти двигатели используются на индийских железных дорогах. Этот двигатель относится к категории коллекторных двигателей постоянного тока.

2. Бесщеточные двигатели постоянного тока

Аналогичны двигателям постоянного тока с постоянными магнитами. Бесколлекторным его называют потому, что он не имеет коллекторно-щеточного устройства. Коммутация в этом двигателе осуществляется электронным способом, поэтому двигатели BLDC не требуют технического обслуживания. Двигатели BLDC имеют тяговые характеристики, такие как высокий пусковой крутящий момент, высокий КПД около 95-98% и т. д. Двигатели BLDC подходят для проектирования с высокой удельной мощностью. Двигатели BLDC являются наиболее предпочтительными двигателями для электромобилей из-за их тяговых характеристик. Вы можете узнать больше о двигателях BLDC, сравнив их с обычным коллекторным двигателем.

Электродвигатели BLDC также бывают двух типов:

i. Двигатель BLDC типа Out-runner:

В этом типе ротор двигателя находится снаружи, а статор — внутри. Его также называют как Hub Motors , потому что колесо напрямую соединено с внешним ротором. Этот тип двигателей не требует внешнего редуктора. В некоторых случаях сам двигатель имеет встроенные планетарные передачи. Этот двигатель делает автомобиль в целом менее громоздким, поскольку он не требует никакой системы передач. Это также устраняет необходимость в пространстве для установки двигателя. Существует ограничение на размеры двигателя, которое ограничивает выходную мощность в конфигурации с бегунком. Этот двигатель широко используется производителями электрических велосипедов, такими как Hullikal, Tronx, Spero, легкоскоростных велосипедов и т. д. Он также используется производителями двухколесных транспортных средств, такими как 22 Motors, NDS Eco Motors и т. д.

ii. Вращающийся двигатель BLDC:

В этом типе ротор двигателя находится внутри, а статор снаружи, как у обычных двигателей. Этим двигателям требуется внешняя система трансмиссии для передачи мощности на колеса, из-за этого конфигурация с внешним бегунком немного громоздка по сравнению с конфигурацией с внутренним бегунком. Многие производители трехколесных транспортных средств, такие как Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive, используют двигатели BLDC. Производители скутеров с низкими и средними характеристиками также используют двигатели BLDC для движения.

Именно по этим причинам этот двигатель широко используется в электромобилях. Основной недостаток — высокая стоимость из-за постоянных магнитов. Перегрузка двигателя сверх определенного предела сокращает срок службы постоянных магнитов из-за тепловых условий.

3. Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)

Этот двигатель также аналогичен двигателю BLDC с постоянными магнитами на роторе . Подобно двигателям BLDC, эти двигатели также обладают такими тяговыми характеристиками, как высокая удельная мощность и высокий КПД. Разница в том, что PMSM имеет синусоидальную противоЭДС, тогда как BLDC имеет трапецеидальную противоЭДС. Синхронные двигатели с постоянными магнитами доступны для более высоких номинальных мощностей. PMSM — лучший выбор для высокопроизводительных приложений, таких как автомобили, автобусы. Несмотря на высокую стоимость, СДПМ составляет жесткую конкуренцию асинхронным двигателям за счет более высокого КПД, чем у последних. PMSM также дороже, чем двигатели BLDC. Большинство производителей автомобилей используют двигатели PMSM для своих гибридных и электрических транспортных средств . Например, Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, мотоциклы Zero S/SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 и т. д. используют двигатель PMSM для движения.

4. Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

Асинхронные двигатели не имеют высокого пускового момента, как двигатели постоянного тока серии при работе с фиксированным напряжением и фиксированной частотой. Но эту характеристику можно изменить с помощью различных методов управления, таких как FOC или методы v/f. При использовании этих методов управления максимальный крутящий момент становится доступным при запуске двигателя, который подходит для тягового применения. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют долгий срок службы из-за меньшего обслуживания. Асинхронные двигатели могут быть рассчитаны на КПД до 92-95%. Недостатком асинхронного двигателя является то, что для него требуется сложная схема инвертора, а управление двигателем затруднено .

В двигателях с постоянными магнитами магниты вносят свой вклад в плотность потока B. Поэтому регулировать значение B в асинхронных двигателях проще, чем в двигателях с постоянными магнитами. Это связано с тем, что в асинхронных двигателях значение B можно регулировать, изменяя напряжение и частоту (V/f) в зависимости от требований к крутящему моменту. Это помогает уменьшить потери, что, в свою очередь, повышает эффективность.

Tesla Model S — лучший пример, демонстрирующий высокую производительность асинхронных двигателей по сравнению с аналогами. Выбрав асинхронные двигатели, Тесла, возможно, хотел устранить зависимость от постоянных магнитов. Даже Mahindra Reva e2o использует трехфазный асинхронный двигатель для движения. Крупные производители автомобилей, такие как TATA Motors, планируют использовать асинхронные двигатели в своих автомобилях и автобусах. Производитель двухколесных транспортных средств TVS Motors выпустит электрический скутер, в котором для движения используется асинхронный двигатель. Асинхронные двигатели являются предпочтительным выбором для электромобилей, ориентированных на производительность, из-за их низкой стоимости. Другим преимуществом является то, что он может выдерживать суровые условия окружающей среды. Благодаря этим преимуществам индийские железные дороги начали замену двигателей постоянного тока асинхронными двигателями переменного тока.

5. Реактивные реактивные двигатели (SRM)

Реактивные реактивные двигатели относятся к категории двигателей с переменным реактивным сопротивлением с двойной заметностью. Импульсные реактивные двигатели просты по конструкции и надежны. Ротор SRM представляет собой кусок многослойной стали без обмоток или постоянных магнитов . Это уменьшает инерцию ротора, что способствует высокому ускорению. Надежный характер SRM делает его подходящим для высокоскоростных приложений. SRM также предлагает высокую удельную мощность, что является обязательными характеристиками электромобилей. Поскольку выделяемое тепло в основном сосредоточено на статоре, двигатель легче охлаждать. Самым большим недостатком СРМ является сложность в управлении и увеличение схемы включения . У него также есть некоторые проблемы с шумом. Как только SRM выйдет на коммерческий рынок, в будущем он сможет заменить PMSM и асинхронные двигатели.

Советы по выбору подходящего двигателя для вашего электромобиля

Для выбора подходящего двигателя для электромобиля необходимо сначала перечислить требования к характеристикам, которым должен соответствовать автомобиль, условиям эксплуатации и затраты, связанные с ним. Например, для картингов и двухколесных транспортных средств, требующих меньшей производительности (в основном менее 3 кВт) по низкой цене, хорошо использовать двигатели BLDC Hub.