Коллекторный электродвигатель
Коллекторный электродвигатель
Коллекторный электродвигатель — это синхронная электрическая машина, в которой в качестве датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках используется одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.
Разновидности Коллекторный электродвигатель постоянного тока Самые маленькие двигатели данного типа (единицы ватт) содержат в корпусе:
- двухполюсной статор из постоянных магнитов.
- коллекторный узел из двух щеток - медных пластин;
- трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения;
Используются, преимущественно в детских игрушках (рабочее напряжение 3–9 вольт).
Более мощные двигатели (десятки ватт), обычно, имеют
- четырёхполюсный статор из постоянных магнитов;
- коллекторный узел из четырёх графитовых щёток;
- много-полюсный ротор на подшипниках качения.
Именно такая конструкция у большинства электродвигателей в современных автомобилях (рабочее напряжение 12 вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и вентиляции, насосов омывателей, дворников. Двигатели мощностью в сотни ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Обмотки статора могут подключаться несколькими способами: 1)последовательно с ротором (последовательное возбуждение),
- преимущество: большой максимальный момент,
- недостаток: большие обороты холостого хода, которые могут повредить двигатель.
2)параллельно с ротором (параллельное возбуждение)
- преимущество: большая стабильность оборотов при изменении нагрузки,
- недостаток: меньший максимальный момент
3)часть обмоток параллельно с ротором, часть последовательно (смешанное возбуждение)
- до некоторой степени совмещает достоинства предыдущих типов. Пример - автомобильные стартёры.
4)отдельным источником питания (независимое возбуждение)
- характеристика аналогична параллельному подключению, но обычно может регулироваться. Используется достаточно редко.
Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока состоят в простоте их изготовления, ремонта и эксплуатации, а также достаточно большом ресурсе. К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с малой массой и большим КПД) 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 лежит так, что изящных решений для нее нет.
