«Гильдия Мастеров». В гостях у дядюшки Ома. Часть 11
Мы продолжаем познавательную рубрику "В гостях у дядюшки Ома". Наш автор Виктор Марков, @markvial в интересной увлекательной форме познакомит вас с миром электричества, его тонкостями и особенностями, а также поделится полезными советами, наблюдениями своими личными изобретениями и лайфхаками.
Иллюстрация @konti
Предыдущие части: 1 часть 2 часть 3 часть 4 часть 5 часть 6 часть 7 часть 8 часть 9 часть 10 часть
Автор: @markvial
Часть 11 (продолжение)
Сам себе мастер
Что за зверь – УКД?
Внешний вид универсального коллекторного двигателя (УКД) от современной стиральной машины.
Универсальными такие двигатели называют потому, что они могут работать как от переменного, так и от постоянного напряжения от 90 до 220 В. Причём, на постоянном напряжении повышается КПД двигателя.
Что в этом двигателе особенного?
Главное отличие УКД от асинхронного двигателя в том, что в нём нет вращающего магнитного поля. Магнитное поле статора здесь статично и создаётся не тремя катушками, как в асинхронном трёхфазном двигателе, а двумя, включенными синфазно, т.е. друг за другом. Это поле можно сравнить с постоянным магнитом из двигателя от детских игрушек.
Второе отличие – здесь ротор с обмоткой, которая состоит из множества частей. Начала и концы этих частей обмотки выведены на коллектор.
Предназначение коллектора – снимать напряжение с пары щёток и подавать его на обмотку, которая вращается вместе с ротором.
УКД в стиральных машинах делают с последовательным возбуждением обмоток статора и ротора. Иначе говоря, обмотки включаются в сеть 220 Вольта одна за другой. Но, как видно из рисунка, на роторе много обмоток и всё время их надо менять при подключении в цепи статора. Это делают угольные щётки, которые касаясь коллектора, подают напряжение на ротор.
Щетки вместе с коллектором являются датчиком положения ротора относительно магнитного поля статора.
Такое последовательное соединение обмоток делает ток в них одинаковым и пропорционально зависящим от нагрузки на валу двигателя. Надо учитывать этот факт при экспериментах с УКД потому, что, при нулевой нагрузке на роторе, двигатель может набрать обороты сверх допустимых конструкцией значений. Пойти в разнос. Это плоховлияет и на подшипники и на щёточно-коллекторный узел.
УКД способны разогнаться до 15 – 20 тысяч (!)оборотов в минуту. Чтобы этого не случалось, на статоре смонтирован тахогенератор.
На фото УКД он расположен с противоположной стороны от шкива и от него отходит два провода красного цвета.
Напомню читателям, что тахогенератором называется электрическая машина, предназначенная для преобразования угловой скорости вращения вала двигателя в пропорциональный электрический сигнал.
Напряжение на выходе тахогенератора линейно зависит от частоты вращения вала и это используется для стабилизации оборотов УКД вне зависимости от нагрузки на валу.
Вот так устроен универсальный коллекторный двигатель
продолжение следует
от редакции:
Мы надеемся, что полезные знания из этого цикла статей станут предостерегающими и кому-то помогут. Берегите себя, своих родных и коллег, уважаемые читатели. Жизнь - это самое большое богатство, её нужно беречь.
Статья подготовлена сообществом "Гильдия Мастеров" (@vp-handmade), в рамках проекта Vox Populi.