Կոմուտատորային շարժիչը համաժամանակյա էլեկտրական մեքենա է, որում ոլորուն հոսանքի անջատիչը և ռոտորի դիրքի սենսորը կատարվում են նույն սարքի տեսքով՝ խոզանակ-կոլեկցիոներ: Այս սարքը գալիս է բազմաթիվ ձևերով:
Տարատեսակներ
DC կոմուտատորի շարժիչը սովորաբար ներառում է այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են՝
- եռաբևեռ ռոտոր թևային առանցքակալների վրա;
- երկբևեռ մշտական մագնիսական ստատոր;
- պղնձե թիթեղներ որպես կոմուտատորի հավաքման վրձիններ:
Այս հավաքածուն բնորոշ է ամենացածր էներգիայի լուծումների համար, որոնք սովորաբար օգտագործվում են մանկական խաղալիքներում, որտեղ բարձր հզորություն չի պահանջվում: Ավելի հզոր շարժիչները ներառում են ևս մի քանի կառուցվածքային տարրեր՝
- չորս գրաֆիտային խոզանակ կոլեկցիոների տեսքով;
- բազմաբևեռ ռոտոր շարժական առանցքակալների վրա;
- մշտական մագնիսական ստատոր չորս բևեռներով:
Առավել հաճախ այս տեսակի շարժիչային սարքըօգտագործվում է ժամանակակից մեքենաներում հովացման և օդափոխության համակարգի օդափոխիչի, լվացքի պոմպերի, մաքրիչի և այլ տարրերի համար: Կան նաև ավելի բարդ ագրեգատներ։
Մի քանի հարյուր վտ էլեկտրական շարժիչի հզորությունը ներառում է էլեկտրամագնիսներից պատրաստված չորս բևեռ ստատորի օգտագործումը: Դրա ոլորունները միացնելու համար կարելի է օգտագործել մի քանի մեթոդներից մեկը՝
- ռոտորի հետ սերիա: Այս դեպքում ստացվում է մեծ մոմենտ ոլորող մոմենտ, սակայն պարապուրդի բարձր արագության պատճառով շարժիչի վնասման վտանգը մեծ է։
- Ռոտորին զուգահեռ: Այս դեպքում արագությունը մնում է կայուն փոփոխվող բեռնվածքի պայմաններում, սակայն առավելագույն ոլորող մոմենտը նկատելիորեն ավելի քիչ է։
- Խառը գրգռում, երբ ոլորուն մի մասը միացված է հաջորդաբար, իսկ մի մասը՝ զուգահեռ: Այս դեպքում նախորդ տարբերակների առավելությունները համակցված են. Այս տեսակն օգտագործվում է մեքենաների մեկնարկի համար:
- Անկախ գրգռում, որն օգտագործում է առանձին սնուցման աղբյուր: Այս դեպքում ձեռք են բերվում զուգահեռ կապին համապատասխանող բնութագրերը։ Այս տարբերակը հազվադեպ է օգտագործվում:
Կոմուտատորի շարժիչն ունի որոշակի առավելություններ. դրանք հեշտ են արտադրվում, վերանորոգվում, շահագործվում, իսկ ծառայության ժամկետը բավականին մեծ է: Որպես թերություն, սովորաբար ընդգծվում է հետևյալը. նման սարքերի արդյունավետ ձևավորումները սովորաբար բարձր արագությամբ և ցածր պտտվող մոմենտ ունեն, ուստի կրիչների մեծ մասը պահանջում է փոխանցման տուփերի տեղադրում: Այս պնդումը հիմնավոր էքանի որ ցածր արագությամբ ուղղված էլեկտրական մեքենան բնութագրվում է թերագնահատված արդյունավետությամբ, ինչպես նաև դրա հետ կապված հովացման խնդիրներով: Վերջիններս այնպիսին են, որ դժվար է դրանց համար էլեգանտ լուծում գտնել։
Ունիվերսալ կոմուտատոր շարժիչ
Այս տարբերակը DC կոմուտատորի մի տեսակ է, որը կարող է աշխատել և՛ DC, և՛ AC: Սարքը մեծ տարածում է գտել կենցաղային տեխնիկայի և ձեռքի գործիքների որոշ տեսակներում՝ փոքր չափսերի, ցածր քաշի, ցածր գնի և արագության վերահսկման հեշտության շնորհիվ։ Բավականին հաճախ հանդիպում է որպես քարշակ մեքենա Միացյալ Նահանգների և Եվրոպայի երկաթուղիների վրա: Դուք կարող եք դիտարկել էլեկտրական շարժիչի սարքը:
Դիզայնի առանձնահատկություններ
Այս հարցը ավելի լավ հասկանալու համար պետք է ավելի մանրամասն դիտարկել, թե ինչն է հիմք դրել ներկայացված սարքին։ Համընդհանուր կոմուտատորի շարժիչի տեսակը ուղղակի հոսանքի սարք է, որի գրգռման ոլորունները միացված են հաջորդաբար, օպտիմիզացված կենցաղային էլեկտրամատակարարման ցանցի փոփոխական հոսանքի վրա աշխատելու համար: Շարժիչը պտտվում է մեկ ուղղությամբ՝ անկախ բևեռականությունից: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ստատորի և ռոտորի ոլորունների սերիական միացումը հանգեցնում է դրանց մագնիսական բևեռների միաժամանակյա փոփոխության, և դրա շնորհիվ ստացվող ոլորող մոմենտն ուղղվում է մեկ ուղղությամբ։
Ինչի՞ց է այն պատրաստված?
AC commutator շարժիչը ներառում է մագնիսական օգտագործումփափուկ նյութ ցածր հիստերեզով: Շրջանաձև հոսանքի կորուստները նվազեցնելու համար այս տարրը պատրաստված է մեկուսացված սալերից: Որպես փոփոխական հոսանքի կոլեկտորային մեքենաների ենթաբազմություն, ընդունված է առանձնացնել իմպուլսային հոսանքի միավորները, որոնք ստացվում են միաֆազ շղթայի հոսանքը ուղղելով՝ առանց ալիքային հարթեցման:
AC կոմուտատորի շարժիչը առավել հաճախ բնութագրվում է հետևյալ հատկանիշով. ցածր արագության ռեժիմում ստատորի ոլորունների ինդուկտիվ դիմադրությունը թույլ չի տալիս հոսանք սպառել որոշակի սահմաններից ավելի, մինչդեռ շարժիչի առավելագույն ոլորող մոմենտը կազմում է. նույնպես սահմանափակվում է անվանականի 3-5-ով։ Մեխանիկական բնութագրերի մոտարկումը ձեռք է բերվում ստատորի ոլորունների կտրվածքի օգտագործման միջոցով. առանձին ելքեր օգտագործվում են փոփոխական հոսանքը միացնելու համար:
Բավական բարդ խնդիր է ներառում հզոր փոփոխական հոսանքի կոլեկցիոներ մեքենայի միացումը: Այն պահին, երբ հատվածը անցնում է չեզոք, մագնիսական դաշտը, որը ներգրավված է ռոտորի հետ, փոխում է իր ուղղությունը հակառակ ուղղությամբ, և դա առաջացնում է հատվածում ռեակտիվ EMF-ի առաջացում: Դա տեղի է ունենում, երբ աշխատում է AC հոսանքի վրա: Փոփոխական հոսանքի կոլեկցիոներ մեքենաներում տեղի է ունենում նաև ռեակտիվ EMF: Այստեղ նշվում է նաև տրանսֆորմատորի EMF-ը, քանի որ ռոտորը գտնվում է ստատորի մագնիսական դաշտում, որը ժամանակի ընթացքում պուլսացնում է: Կոլեկտորային շարժիչի սահուն մեկնարկը հնարավոր չէ, քանի որ այս պահին մեքենայի ամպլիտուդը կլինի առավելագույնը, և քանի որ այն մոտենում է համաժամացման արագությանը, այն համամասնորեն կնվազի: Ինչպես հետագաարագացում, կնշվի նոր աճ։ Այս դեպքում անջատման խնդիրը լուծելու համար առաջարկվում են մի քանի հաջորդական քայլեր՝
- Դիզայնում պետք է նախընտրելի լինի մեկ պտույտի հատվածը՝ ճարմանդային հոսքը նվազեցնելու համար:
- Հարկավոր է մեծացնել հատվածի ակտիվ դիմադրությունը, որի համար ամենահեռանկարային տարրերը ռեզիստորներն են կոլեկտորային թիթեղներում, որտեղ լավ սառեցում է նկատվում:
- Կոմուտատորը պետք է ակտիվորեն հղկվի առավելագույն կարծրության վրձիններով՝ ամենամեծ դիմադրությամբ:
- Ռեակտիվ EMF-ը կարող է փոխհատուցվել՝ օգտագործելով լրացուցիչ բևեռներ շարքային ոլորուններով, և զուգահեռ ոլորունները կիրառելի են տրանսֆորմատորի EMF փոխհատուցման համար: Քանի որ վերջին պարամետրի արժեքը ռոտորի անկյունային արագության և մագնիսացնող հոսանքի ֆունկցիան է, նման ոլորունները պահանջում են ստրուկ կառավարման համակարգերի օգտագործում, որոնք դեռ գոյություն չունեն:
- Մատակարարման սխեմաների հաճախականությունը պետք է լինի հնարավորինս ցածր: Ամենահայտնի տարբերակներն են՝ 16 և 25 Հց։
- UKD-ի հակադարձումը կատարվում է ստատորի կամ ռոտորի ոլորունների բևեռականությունը փոխելու միջոցով:
Կողմ և դեմ
Համեմատության համար օգտագործվում են հետևյալ պայմանները՝ սարքերը միացված են կենցաղային էլեկտրական ցանցին՝ 220 վոլտ լարման և 50 Հց հաճախականությամբ, մինչդեռ շարժիչի հզորությունը նույնն է։ Սարքերի մեխանիկական բնութագրերի տարբերությունը կարող է լինել թերություն կամ առավելությունկախված սկավառակի պահանջներից։
Այսպիսով, AC commutator շարժիչ. առավելություններ DC միավորի համեմատ.
- Ցանցին միացումը կատարվում է ուղղակիորեն, և լրացուցիչ բաղադրիչներ օգտագործելու կարիք չկա: DC միավորի դեպքում անհրաժեշտ է ուղղում:
- Մեկնարկային հոսանքը շատ ավելի քիչ է, ինչը շատ կարևոր է առօրյա կյանքում օգտագործվող սարքերի համար:
- Եթե կա կառավարման միացում, ապա դրա սարքը շատ ավելի պարզ է՝ ռեոստատ և թրիստոր: Եթե էլեկտրոնային բաղադրիչը խափանվի, ապա կոլեկտորային շարժիչը, որի գինը կախված է հզորությունից և տատանվում է 1400 ռուբլուց կամ ավելի, կգործի, բայց անմիջապես կմիանա ամբողջ հզորությամբ:
Կան նաև որոշակի թերություններ.
- Ստատորի հակադարձման և ինդուկտիվության պատճառով կորուստների պատճառով ընդհանուր արդյունավետությունը նկատելիորեն նվազում է:
- Նվազեցվել է նաև առավելագույն ոլորող մոմենտը։
Միաֆազ կոլեկտորային էլեկտրաշարժիչներն ունեն որոշակի առավելություններ ասինխրոնների համեմատ.
- կոմպակտություն;
- ցանցի հաճախականության և արագության հետ կապվածության բացակայություն;
- զգալի մեկնարկային ոլորող մոմենտ;
- ավտոմատ ռեժիմում արագության համաչափ նվազում և ավելացում, ինչպես նաև մեծացող բեռի հետ պտտող մոմենտների ավելացում, մինչդեռ մատակարարման լարումը մնում է անփոփոխ;
- արագության կառավարումը կարող է հարթ լինել բավականին լայն տիրույթում՝ փոխելով մատակարարման լարումը:
Թերություններ ինդուկցիոն շարժիչի համեմատ
- երբ բեռը փոխվի, արագությունը կլինի անկայուն;
- վրձին-հավաքիչի հավաքումը սարքը դարձնում է ոչ այնքան հուսալի (ամենակոշտ վրձինների օգտագործման անհրաժեշտությունը զգալիորեն նվազեցնում է ռեսուրսը);
- AC միացումը կոլեկտորի վրա ուժեղ կայծ է առաջացնում, և առաջանում է ռադիոմիջամտություն;
- աշխատանքի ընթացքում աղմուկի բարձր մակարդակ;
- բազմազանությունը բնութագրվում է մեծ քանակությամբ մասերով, ինչը շարժիչը դարձնում է բավականին զանգված:
Ժամանակակից կոմուտատոր շարժիչը բնութագրվում է ռեսուրսով, որը համեմատելի է մեխանիկական շարժակների և աշխատանքային մարմինների հնարավորություններին:
Այլ համեմատություններ
Նույն հզորության կոլեկտորային և ասինխրոն շարժիչները համեմատելիս, անկախ վերջիններիս անվանական հաճախականությունից, ստացվում է այլ բնութագիր։ Սա ավելի մանրամասն նկարագրված կլինի ստորև: Ունիվերսալ կոլեկտորային էլեկտրական շարժիչն իրականացնում է «փափուկ» հատկանիշ: Այս դեպքում մոմենտը ուղիղ համեմատական է լիսեռի բեռին, մինչդեռ պտույտները հակադարձ համեմատական են դրան։ Գնահատված ոլորող մոմենտը սովորաբար առավելագույնից պակաս է 3-5 անգամ: Պարապ արագության սահմանափակումը բնութագրվում է բացառապես շարժիչի կորուստներով, մինչդեռ հզոր ագրեգատը միացնելով առանց բեռի, այն կարող է փլուզվել:
Ասինխրոն շարժիչի բնութագիրը «օդափոխիչ» է, այսինքն՝ միավորը պահպանում է անվանականին մոտ արագություն՝ արագության մի փոքր նվազմամբ հնարավորինս կտրուկ մեծացնելով ոլորող մոմենտը: Եթե մենք խոսում ենք այս ցուցանիշի զգալի փոփոխության մասին, ապա շարժիչի ոլորող մոմենտը ոչ միայն չի ավելանում, այլև նվազում է.զրոյի, ինչը հանգեցնում է ամբողջական կանգառի: Անգործության արագությունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան անվանականը, մինչդեռ մնում է հաստատուն: Միաֆազ ինդուկցիոն շարժիչի բնութագիրը մեկնարկի հետ կապված խնդիրների լրացուցիչ շարք է, քանի որ այն նորմալ պայմաններում չի զարգացնում մեկնարկային մոմենտը: Միաֆազ ստատորի մագնիսական դաշտը, ժամանակի ընթացքում զարկ տալով, բաժանվում է երկու հակառակ փուլերով դաշտերի, ինչը անհնարին է դարձնում սկսել առանց բոլոր տեսակի հնարքների:
- հզորություն, որը ստեղծում է արհեստական փուլ;
- ճեղքված ակոս;
- ակտիվ դիմադրություն, որը ձևավորում է արհեստական փուլ:
Տեսականորեն հակաֆազային պտտվող դաշտը նվազեցնում է միաֆազ ասինխրոն միավորի առավելագույն արդյունավետությունը մինչև 50-60% գերհագեցած մագնիսական համակարգում կորուստների և հակադաշտային հոսանքներով բեռնված ոլորունների պատճառով: Պարզվում է, որ նույն լիսեռի վրա կա երկու էլեկտրական մեքենա, մինչդեռ մեկը աշխատում է շարժիչի ռեժիմում, իսկ երկրորդը` հակադիր ռեժիմում։ Պարզվում է, որ միաֆազ կոլեկտորային էլեկտրական շարժիչները մրցակիցներ չեն ճանաչում համապատասխան ցանցերում։ Ահա թե ինչն էր արժանի նման բարձր ժողովրդականության։
Էլեկտրաշարժիչի մեխանիկական բնութագրերը ապահովում են դրա օգտագործման որոշակի շրջանակ: Ցածր արագությունները, որոնք սահմանափակվում են AC ցանցի հաճախականությամբ, նման հզորության ասինխրոն միավորները դարձնում են մեծ քաշով և չափով՝ համեմատած ունիվերսալ կոլեկտորների հետ: Այնուամենայնիվ, երբ ընդգրկված է բարձր հաճախականությամբ ինվերտորի հոսանքի միացումում, կարելի է ձեռք բերել համադրելի չափեր և քաշ: Մեխանիկական բնութագրի կոշտությունը մնում էշարժիչը, որին ավելանում են հոսանքի փոխակերպման կորուստները, ինչպես նաև հաճախականության, մագնիսական և ինդուկտիվ կորուստների աճը։
Անալոգներ առանց բազմակի հավաքման
AC կոմուտատորի շարժիչն ունի անալոգային, որն իրեն ամենամոտ է մեխանիկական բնութագրերով՝ փական, որտեղ խոզանակ-կոլեկցիոների հավաքածուն փոխարինվել է ռոտորի դիրքի սենսորով հագեցած ինվերտորով: Որպես այս միավորի էլեկտրոնային անալոգային օգտագործվում է հետևյալ համակարգը՝ ուղղիչ, ռոտորի անկյունային դիրքի սենսորով համաժամանակյա շարժիչ՝ զուգակցված ինվերտորի հետ: Այնուամենայնիվ, ռոտորում մշտական մագնիսների առկայությունը նվազեցնում է առավելագույն ոլորող մոմենտը՝ պահպանելով չափերը:
Գործողության սկզբունք
Կոլեկտորային էլեկտրական շարժիչի սարքը ցույց է տալիս, թե ինչպես է սարքը էլեկտրական էներգիան փոխակերպում մեխանիկական էներգիայի և հակառակը: Սա ցույց է տալիս որպես գեներատոր օգտագործելու նրա կարողությունը: Արժե ավելի մանրամասն դիտարկել կոլեկտորային էլեկտրական շարժիչը, որի դիագրամը ցույց կտա նրա հնարավորությունները։
Ֆիզիկայի օրենքները հստակ ասում են, որ երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է մագնիսական դաշտի հաղորդիչով, դրա վրա որոշակի ուժ է գործադրվում։ Այս դեպքում գործում է աջակողմյան կանոնը, որն ուղղակիորեն ազդում է էլեկտրական շարժիչի հզորության վրա։ Կոմուտատորի շարժիչը աշխատում է հենց այս հիմնական սկզբունքով:
Ֆիզիկան մեզ սովորեցնում է, որ հիմքըճիշտ բաներ ստեղծելը փոքր կանոններ են: Սա հիմք հանդիսացավ մագնիսական դաշտում պտտվող շրջանակի ստեղծման համար, որը հնարավորություն տվեց ստեղծել կոլեկտորային էլեկտրական շարժիչ։ Դիագրամը ցույց է տալիս, որ մագնիսական դաշտում տեղադրված են մի զույգ հաղորդիչներ, որոնց հոսանքն ուղղված է հակառակ ուղղություններով, հետևաբար նաև ուժերը: Նրանց գումարը տալիս է պահանջվող ոլորող մոմենտ: Էլեկտրական շարժիչի սարքը շատ ավելի բարդ է, քանի որ դրան ավելացվել է անհրաժեշտ տարրերի մի ամբողջ համալիր, մասնավորապես, կոլեկտոր, որն ապահովում է հոսանքի նույն ուղղությունը բևեռների վրա: Անհավասարաչափ ճամփորդությունը վերացվել է խարիսխի վրա ավելի շատ կծիկներ տեղադրելով, մինչդեռ մշտական մագնիսները փոխարինվել են կծիկներով, որոնք վերացրել են ուղղակի հոսանքի անհրաժեշտությունը: Սա հնարավորություն տվեց ոլորող մոմենտին մեկ ուղղություն տալ։
Արա ինքներդ էլեկտրական շարժիչի վերանորոգում
Ինչպես ցանկացած այլ սարք, այս սարքը կարող է խափանվել ցանկացած պատճառով: Եթե էլեկտրական շարժիչը, որի լուսանկարը կարող եք տեսնել մեր վերանայման մեջ, չի կարող հավաքել անհրաժեշտ քանակությամբ պտույտներ, կամ լիսեռը չի պտտվում, երբ այն գործարկվում է, դուք պետք է ստուգեք, արդյոք դրա ապահովիչները պայթել են, արդյոք կան կոտրվածքներ: արմատուրայի էլեկտրական միացում, եթե սարքն ինքնին ծանրաբեռնված է. Շատ հաճախ, գերբեռնվածությունը հանգեցնում է աննորմալ ընթացիկ սպառման: Այս անսարքությունը վերացնելու համար անհրաժեշտ է ուշադիր ստուգել մեխանիկական փոխանցման տուփը և արգելակը, այնուհետև վերացնել ծանրաբեռնվածության պատճառները։
Էլեկտրաշարժիչի դիզայնն այնպիսին է, որ երբ այն միանում է, սպառում էորոշակի քանակությամբ հոսանք. Եթե այն ավելի մեծ է, քան անվանական արժեքը, ապա պահանջվում է ստուգել զուգահեռ և սերիական ոլորունների միացման հետևողականությունը միմյանց նկատմամբ, ինչպես նաև ռեոստատի հետ կապված: Երբ ինքդ ինքդ էլեկտրական շարժիչի վերանորոգում են անում, ամենից հաճախ թույլ են տալիս բավականին կոնկրետ սխալներ։ Մասնավորապես, շանթային ոլորուն կարելի է միացնել ռեոստատի էլեկտրական դիմադրության հետ կամ միացնել էլեկտրական ցանցի մեկ բևեռին:
Աշխատանքային գրգռման ոլորուն միացման հետևողականության ստուգումն իրականացվում է շունտի ոլորուն ծայրերից մեկը միացնելով խարիսխի ծայրին, իսկ երկրորդը՝ ռեոստատի աղեղից եկող էլեկտրական հաղորդիչին։ Սովորաբար այս էլեկտրական հաղորդիչի խաչմերուկը մի փոքր ավելի փոքր է, քան մյուսները, ուստի այն կարելի է հայտնաբերել առանց մեգերի: Էլեկտրաէներգիայի անջատիչը միացնելուց և ռեոստատի սահիչը միջին դիրքի տեղափոխելուց հետո էլեկտրաէներգիան մատակարարվում է ազատ ծայրերին: Հսկիչ լամպի միջոցով կատարվում է բոլոր հաղորդիչ ծայրերի հաջորդական ստուգում: Երբ դուք դիպչում եք դրանցից մեկին, լամպը պետք է վառվի, բայց ոչ մյուսի հետ: Այսպես է փորձարկվում ամբողջ շարժիչը։ Կատարված աշխատանքի արժեքը կախված կլինի միավորի խզման տեսակից։
Եթե սարքի շահագործման ընթացքում կան մի շարք պտույտներ, որոնք պակաս են անվանականից, ապա դրա հիմնական պատճառները սովորաբար հետևյալն են՝ ցանցի ցածր լարումը, սարքի գերբեռնվածությունը, մեծ հուզիչ հոսանքը: Եթե նկատվում է հակառակ բնույթի անգործունակություն, ապա պահանջվում է ստուգել գրգռման սխեման, վերացնել բոլոր հայտնաբերված թերությունները, որից հետոկարող եք սահմանել գրգռման հոսանքի նորմալ արժեքը: Որոշ դեպքերում կարող է անհրաժեշտ լինել շարժիչները ետ փաթաթել:
Երբ ագրեգատի անգործունակության պատճառը զուգահեռ և սերիական դաշտերի ոլորունների սխալ զուգավորումն է, անհրաժեշտ է վերականգնել միացման ճիշտ կարգը: Եթե հնարավոր չէ նման խնդիրը վերացնել պարզ ճանապարհով, ապա հնարավոր է, որ անհրաժեշտ լինի հետ պտտել էլեկտրական շարժիչները։ Անհրաժեշտ է նաև ստուգել էլեկտրական ցանցում լարման մեծությունը, քանի որ դրա անվանական արժեքի մեծացմամբ սարքի պտույտները կարող են մեծանալ։
