Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое якорный двигатель

Что такое ротор и статор в электродвигателе

Ротор, еще его иногда называют якорь, это подвижная, то есть вращающаяся часть в генераторе или электродвигателях, которые повсеместно применяются в бытовой и промышленной технике.

Если рассматривать ротор двигателя постоянного тока или универсального коллекторного двигателя, то он состоит из нескольких основных узлов, а именно:

  1. Сердечник. Он выполнен из множества штампованных тонких металлических пластин, изолированных друг от друга специальным диэлектриком или же просто оксидной пленкой, которая проводит ток гораздо хуже, чем чистый металл. Сердечник набирается из них и представляет собой «слоеный пирог». В результате электроны не успевают разогнаться из-за маленькой толщины металла, и нагрев ротора гораздо меньше, а эффективность всего устройства выше за счет уменьшения потерь. Данное конструктивное решение принято для уменьшения вихревых токов Фуко, которые неизбежно возникают при работе двигателя из-за перемагничивания сердечника. Этот же метод борьбы с ними используется и в трансформаторах переменного тока.
  2. Обмотки. Вокруг сердечника особым образом намотана медная проволока, покрытая лаковой изоляцией для предотвращения появления короткозамкнутых витков, которые недопустимы. Вся обмотка дополнительно пропитана эпоксидной смолой или лаком для фиксации обмоток, чтобы они не повреждались при вибрациях от вращения.
  3. Обмотки ротора могут подключаться к коллектору – специальному блоку с контактами, надежно закрепленному на валу. Эти контакты называются ламелями, они выполнены из меди или ее сплава для лучшей передачи электрического тока. По нему скользят щетки, обычно выполненные из графита, и в нужный момент на обмотки подается электрический ток. Это называется скользящий контакт.
  4. Сам вал является металлическим стержнем, на его концах расположены посадочные места под подшипники качения, он может иметь резьбу или выемки, пазы под шпонку для крепления шестерен, шкивов или других деталей, приводимых в движение электродвигателем.
  5. На валу также размещается крыльчатка вентилятора, чтобы двигатель охлаждал сам себя и не приходилось бы устанавливать дополнительное устройство для отвода тепла.

Стоит отметить, что не у всякого ротора есть обмотки, которые, в сущности, представляют собой электромагнит. Вместо них могут применяться постоянные магниты, как в бесщеточных двигателях постоянного тока. А у асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором обмоток в привычном виде вовсе нет, вместо них используются короткозамкнутые металлические стержни, но об этом ниже.

Назначение якоря

Незаменимым атрибутом для каждой лодки является якорь. В классическом представлении это металлический груз, способный зацепиться за дно водоема и удержать палвсредство в статичном состоянии. Выделяют несколько видов якорей, отличающихся не только внешним видом, но и эффективностью использования, это якорь-кошка, якорь Денфорта, грибовидный якорь, якорь Брюса, вильчатый и адмиралтейский якорь, а также якорь Нортилла.

Владельцы легких надувных лодок ПВХ приобретают свое плавсредство, в основном, для рыбалки или охоты. Но даже если лодка используется туристом или любителем активного отдыха, обязательно возникнет необходимость удерживать ее неподвижной относительно земли. Примером таких ситуация может служить течение реки или наличие ветра, когда судно приходит в движение, независимо от воли или действий рулевого.

Использование вышеперечисленных моделей якоря непременно сопряжено с необходимостью его подъема или погружения. В простейшем случае рыбаку придется работать с фалом вручную. Как известно, масса груза для легкой лодки может достигать десятка килограмм. Регулярные «силовые упражнения» с якорем могут отбить всю охоту отдыхать на водоеме. Отличным решением послужит наличие якорной лебедки. Но и ее управление будет постоянно отвлекать от основного занятия.

Самостоятельная намотка трансформатора

Нет трансформатора? Мотайте сами. Катушка — провод ПЭДТ-200, диаметр 0,35. Витков приблизительно 1500 с плюсом — сопротивление 40 Ом получилось, потом пропитать лаком и все высушить в печке, будет качественная и монолитная катушка. Цена прибора для проверки якорей выходит сущие копейки, так что пробуйте — все работает отлично!

Если не хотите собирать плавный регулятор тока на микросхеме 2008 — сделайте проще. Возьмите две катушки, переключаемые переключателем, более мощный ток и меньший. Для тестирования различных роторов.

Вначале положите якорь в конус и приложите пластину, когда она трясется это означает что поврежден ротор, когда она не дрожит в любой точке ротора, тогда можно быть уверенным, что короткое замыкание между катушками отсутствует.

Читать еще:  Датчик температуры двигателя лада ларгус

Сердечник трансформатора лучше всего разрезать с помощью шлифовального станка, а концы в местах резания сжимаются стопорным зажимом, небольшими тисками. Что касается максимума угла, покажем его на картинке. Желтый цвет уже является крайним случаем для небольших роторов, оптимальным будет зеленый. В идеале иметь 3 таких сердечника на все случаи проверок.

Малоинерционные двигатели с печатной обмоткой якоря

Двигатели с печатной обмоткой в настоящее время выпускаются в двух конструктивных вариантах: с дисковыми и цилиндрическими якорями.

Дисковый якорь с печатной обмоткой (рис. 10.4) выполняется в виде тонкого диска из изоляционного материала (например, стеклотекстолита), на обе стороны которого, обычно электрохимическим путем, наносятся соединяющиеся между собой части плоской (печатной) обмотки. Проводники секций (см. рис. 10.4, б) выполняются из медной фольги, с трех сторон окруженной воздухом (четвертой стороной фольга прилегает к диску). Все первые — начальные половины секций (на рисунке показаны толстой линией) располагаются на одной стороне диска. Все вторые половины секций (выполнены пунктиром) располагаются на другой стороне диска. Концы полусекций, расположенных на разных сторонах диска, соединяются между собой с помощью имеющихся в нем отверстий. Изоляцией между отдельными проводниками обмотки якоря служит материал диска.

Рисунок 10.4. Дисковый якорь с печатной обмоткой:

а- общий вид; б- устройство секций

Дисковый якорь вращается между полюсами, создающими поток, направленный в воздушном зазоре аксиально (рис. 10.5). К печатной обмотке якоря посредством щеток, скользящих по неизолированным поверхностям проводников секций якоря, подводится напряжение. В результате взаимодействия тока проводников обмотки якоря с магнитным полем полюсов создается вращающий момент, так же как и в обычном двигателе постоянного тока.

Недостатком двигателей с дисковыми якорями является то, что при увеличении диаметра диска, вызванного необходимостью увеличения номинальной мощности двигателя, возрастает его момент инерции и ухудшается надежность работы вследствие возможного колебания диска при нагреве. Указанного недостатка лишены машины с полым цилиндрическим якорем, имеющим печатную обмотку.

Рисунок 10.5. Двигатель постоянного тока с дисковым якорем с печатной обмоткой:

2,8- кольцевые магнитопроводы (ярмо);

6- постоянный магнит;

7- полюсный наконечник

Цилиндрический якорь с печатной обмоткой (рис. 10.6) изготовляется в виде полого цилиндра из изоляционного материала, на обе стороны которого (наружную и внутреннюю) наносятся соединяющиеся между собой части печатной обмотки. Концы секций обмотки выводятся к коллектору, расположенному на валу двигателя.

Наружная неподвижная часть двигателя с цилиндрическим якорем ничем не отличается от неподвижной части обычной машины постоянного тока. Она состоит из станины и полюсов, которые у исполнительных двигателей всегда выполняются шихтованными. Для уменьшения сопротивления на пути основного магнитного потока внутри полого цилиндрического якоря располагают сердечник внутреннего статора, который укрепляется либо на цилиндрическом выступе одного из подшипниковых щитов как внутренний статор асинхронного двигателя с полым ротором, либо с помощью подшипников на валу. Положительными качествами полого цилиндрического якоря с печатной обмоткой (по сравнению с дисковым) являются меньший момент инерции и большая механическая прочность.

Обычно двигатели с дисковым якорем рассчитывают на небольшие мощности — десятки, сотни ватт, двигатели же с цилиндрическим якорем — на мощности до 10 кВт.

Рисунок 10.6. Цилиндрический якорь с печатной обмрткой в сборе:

1-цилиндр из изоляционного материала с печатной обмоткой; 2- коллектор; 3-сердечник внутреннего статора; 4- вал; 5- вентилятор

Положительными качествами исполнительных двигателей с дисковым и цилиндрическим якорями, имеющими печатные обмотки, являются:

высокая технологичность якоря, позволяющая до минимума сократить ручной труд;

малый момент инерции якоря;

отсутствие потерь в стали двигателя, так как вращающийся якорь не имеет ферромагнитных частей;

хорошая безискровая коммутация вследствие малой самоиндукции и взаимоиндукции коммутируемых секций, окруженных воздухом;

отсутствие сил магнитного притяжения, действующих на якорь даже при неравномерном воздушном зазоре, что разгружает подшипники и сильно уменьшает механические потери;

хорошее охлаждение проводников обмотки якоря при вращении, что позволяет значительно повысить плотность Тока в обмотке якоря;

высокий КПД при возбуждении постоянными магнитами, что объясняется отсутствием потерь в стали и весьма незначительными механическими потерями (в двигателе практически имеются лишь потери в обмотке якоря);

отсутствие необходимости в межвитковой и пазовой изоляции.

К недостаткам малоинерционных двигателей с печатными обмотками относятся:

Читать еще:  Что такое двигатель sd4

большой немагнитный промежуток на пути магнитного потока, состоящий из двух воздушных зазоров и толщины якоря, который не содержит ферромагнитных материалов;

недостаточная прочность конструкции якорей, что приводит к их колебанию при больших температурах;

ограниченное из-за технологических трудностей число витков обмотки якоря; что вынуждает всегда применять последовательную (волновую) обмотку и рассчитывать двигатели либо на работу от сетей с небольшим напряжением, либо на работу при больших частотах вращения.

Вследствие большого немагнитного промежутка на пути потока малоинерционные двигатели, как правило, возбуждаются постоянными магнитами, которые могут располагаться как внутри, так и снаружи полого якоря. Большой немагнитный промежуток в этом случае, хотя и ведет к необходимости увеличения объема магнитов, не приводит к увеличению потерь в двигателе.

Ремонт, замена, перемотка

После проведения диагностики и определения видов неисправностей ротора следует решение о способах ремонта. Возможно сделать ремонт своими руками, который будет связан с самостоятельной перемоткой якоря. Если этот вариант кажется трудоемким и сложным, можно пойти по упрощенной схеме и заменить сгоревший ротор на новый, соответствующий модели болгарки. Самый простой, но и дорогой вариант – это обратиться в специальную сервисную службу.

При принятии решения о ремонте якоря своими руками в помощь информация, которая имеется в статьях «Как снять якорь с болгарки», «Замена и ремонт якоря болгарки», «Перемотка якоря болгарки своими руками».

Какие характеристики нужно учитывать при выборе якоря

  • Удерживающая сила. Чем выше удерживающая сила, тем менее громоздкий якорь придётся с собой таскать. Достаточно усредненный показатель для большинства типов якорей: на каждые 100 кг водоизмещения 1 килограмм веса якоря. Вообще, у любого продавца должны быть списки, в которых наглядно приведены расчётные данные по тому или иному виду якорей.
  • Поверхность дна. Из всех видов якорей только Адмиралтейскому якорю неважна поверхность: он может удерживаться на любом типе дна. Остальные могут работать более качественно на одном из грунтов, и вообще не работать на другом.

Якорь стартера: сердце системы электропуска двигателя


» Статьи » Якорь стартера: сердце системы электропуска двигателя

В каждом автомобиле есть специальный узел для запуска двигателя — стартер. Важным компонентом стартера является якорь — ротор электродвигателя, крутящий момент которого обеспечивает пуск мотора. О том, что такое якорь стартера, как он устроен и работает, а также о его ТО и ремонте читайте в статье.

Назначение якоря стартера

Во всех современных автомобилях используется система электропуска двигателя, в основе которой лежит электрический стартер — электромотор постоянного тока специальной конструкции, приводящий во вращение коленчатый вал двигателя и его основные системы. Как и во всяком электродвигателе, в стартере есть неподвижная часть — статор, и подвижная — ротор, который по давно сложившейся традиции принято называть якорем. Статор представляет собой многовитковую обмотку (которая называется обмоткой возбуждения), расположенную на стенке корпуса стартера, а якорь является более сложной и функциональной деталью.

Якорь стартера выполняет несколько функций:

  • Создание магнитного поля, которое при взаимодействии с магнитным полем статора (обмотки возбуждения) приводит якорь во вращение;
  • Передача крутящего момента на коленчатый вал двигателя;
  • Объединение всех компонентов — обмотки, коллектора, деталей привода — в единую конструкцию.

Несмотря на разнообразие существующих сегодня стартеров, они имеют принципиально одинаковые якоря, причем конструкция якоря за последние полвека не претерпела принципиальных изменений.

Типы и конструкция якорей стартера

Конструктивно якорь стартера состоит из четырех основных деталей:

  • Вал якоря;
  • Сердечник;
  • Обмотка;
  • Коллекторный узел;

Вал якоря является несущим элементом якоря. Он изготавливается из стали, в его двух или трех точках выполняются посадочные места под подшипники (это могут быть подшипники скольжения — втулки, или подшипники качения). На удлиненной стороне вала выполняются шлицы для передачи крутящего момента на привод стартера, эти шлицы в зависимости от типа привода могут быть прямыми или косозубым (спиралеобразным).

Сердечник собирается из пакета металлических пластин, жестко монтируемых на валу. Сердечник имеет цилиндрическую форму, на его внешней поверхности выполнены пазы для прокладки витков обмотки. Монтаж сердечника выполняется на шлицы, выполненные на валу, это обеспечивает конструкции необходимую жесткость и предотвращает от проворачивания сердечника на валу при больших нагрузках.

Читать еще:  Что такое раскеп двигателя

Обмотка выполняется толстым медным проводом большого сечения, причем возможны два варианта: неизолированный провод прямоугольного сечения и изолированный провод круглого сечения. Прямоугольный провод используется в якорях стартеров большой мощности, так как по ним во время пуска двигателя могут протекать токи в 600-800 и более ампер. Изолированный провод применяется в обмотках маломощных стартеров.

В якорях с обмоткой из прямоугольного провода изоляция выполняется из гибкого листового материала, которым обматываются проводники в пазах сердечника. Обмотка является одновитковой, так как она состоит из некоторого количества проводников (обычно не более 12-15), проложенных в сердечнике петлями, каждая такая петля является одним витком.

Части обмотки, выходящие за сердечник (со стороны коллектора и с обратной стороны) зафиксированы бандажами — кольцами из изоляционного материала с пропиткой смолами, скобами и т.д.

Коллекторный узел служит для подачи тока на витки обмотки в таком порядке, чтобы вокруг обмотки возникало магнитное поле определенной формы. Коллектор состоит из ряда медных пластин, с которыми соединены концы витков обмотки (соединение выполняется пайкой). Между пластинами якоря предусмотрены зазоры, заполненные изолирующим материалом с высоким показателем диэлектрической проницаемости. Медные контакты имеют низкое электрическое сопротивление, поэтому хорошо передают ток на обмотку, также они имеют хороший контакт с медно-графитовыми щетками.

В настоящее время существует два типа коллекторов:

  • Цилиндрический — коллектор выполнен в виде цилиндра, на наружной поверхности которого расположены контактные площадки;
  • Торцевой — коллектор выполнен в виде круга, сегментами которого являются контактные площадки.

Соответственно, в стартере с цилиндрическим коллектором щетки имеют радиальное расположение (упираются в коллектор по радиусам), в стартере с торцевым якорем щетки расположены вдоль оси якоря. Цилиндрический коллектор более надежен, однако торцевой коллектор экономит место и позволяет уменьшить габариты стартера.

Якорь в сборе устанавливается в корпус стартера, он удерживается двумя или тремя подшипникам — два подшипника в торцах вала (в задней стенке корпуса стартера и в передней крышке привода стартера), еще один подшипник используется в качестве промежуточной опоры для якорей увеличенной длины. Обычно используются подшипники скольжения (втулки), так как они более просты, надежны и могут без труда выдерживать значительные нагрузки. В не которых стартерах применяются подшипники качения — роликовые или шариковые.

Вопросы ТО и ремонта якоря стартера

Стартер современных легковых автомобилей обычно не нуждается в специальном техническом обслуживании — необходимо лишь периодически проверять его крепление и общее состояние. В грузовых автомобилях используются более мощные стартеры, поэтому каждые ТО-2 обязательно проверяется состояние коллектора и щеток, при необходимости они очищаются от загрязнений. По мере износа заменяются щетки стартера, а также проводится регулировка привода.

Якорь стартера прост по конструкции и надежен, однако в нем могут возникать различные неисправности:

  • Деформация вала и, как следствие, заклинивание якоря в корпусе стартера;
  • Обрыв витков обмотки;
  • Пробой изоляции витков обмотки, что может привести к межвитковому замыканию или замыканию обмотки на якорь (и, соответственно, на массу);
  • Повреждение и износ коллектора, в том числе распайка соединений пластин с проводниками, расплавление пластин коллектора;
  • Механический износ или поломка шлицев под привод стартера.

Во всех этих случаях наблюдаются характерные признаки, свидетельствующие о проблеме. Например, при деформации якоря стартер может не работать или создавать шум (при задевании обмоткой статора или корпуса), при замыканиях витков снижается мощность стартера или он работает неравномерно, при износе коллектора также снижается эффективность работы стартера и т.д. Однако точно определить причину неисправности можно только при разборке стартера, смотре якоря и его проверки специальными приборами.

Большинство неисправностей якоря сложно устранить самостоятельно без специальных измерительных приборов и инструментов, поэтому при любых поломках имеет смысл обратиться к специалистам. Чаще всего бывает дешевле и проще заменить вышедший из строя якорь на новый, что сэкономит немало времени и сил.

Для продления ресурса стартера и его якоря следует придерживаться известных рекомендаций по бережному пуску двигателя, а при первых признаках неисправности следует обратиться в автосервис, так как поломка стартера может привести к самым неприятным последствиям.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector