Тема: Исследование универсального коллекторного двигателя

Цель: Изучить устройство, принцип действия и технические параметры универсального коллекторного двигателя  

Задание

 

3. Зарисовать схему включения.

4. Ответить на контрольные вопросы.

 

Теоретические сведения

 

 Универсальныйколлекторныйдвигатель (УКД) - разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном и на переменном токе.

Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, легкости регулирования оборотов, относительно низкой цены.

Секционирование обмотки возбуждения вызвано необходимостью изменения числа витков обмотки возбуждения с целью сближения рабочих характеристик при работе электродвигателя от сетей постоянного и переменного тока

В настоящее время универсальные коллекторные электродвигатели выполняют только с последовательным возбуждением

 

Возможность работы универсального двигателя от сети переменного тока объясняется тем, что при изменении полярности подводимого напряжения изменяются направления токов в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. При этом изменение полярности полюсов статора практически совпадает с изменением направления тока в обмотке якоря. В итоге направление электромагнитного вращающего момента не изменяется:

,

· где M — электромагнитный момент, Н∙м,

· – постоянный коэффициент, определяемый конструктивными параметрами двигателя,

· – ток в обмотке якоря, А,

· Ф — основной магнитный поток, Вб.

 

Коэффициент полезного действия универсального двигателя при его работе от сети переменного тока более низкий, чем при его работе от сети постоянного тока. Другой недостаток универсального двигателя — тяжелые условия коммутации, вызывающие интенсивное искрение на коллекторе при включении двигателя в сеть переменного тока. Этот недостаток объясняется наличием трансформаторной связи между обмотками возбуждения и якоря, что ведет к наведению в коммутируемых секциях трансформаторной ЭДС, ухудшающей процесс коммутации в двигателе.

Наличие щеточно-коллекторного узла является причиной ряда недостатков универсальных коллекторных двигателей, особенно при их работе на переменном токе (искрение на коллекторе, радиопомехи, повышенный шум, невысокая надежность). Однако эти двигатели по сравнению с асинхронными и синхронными при частоте питающего напряжения f = 50 Гц позволяют получать частоту вращения до 10 000 об/мин и более (наибольшая синхронная частота вращения при f = 50 Гц равна 3000 об/мин)

УКД реверсируется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.

 

Рисунок 20.1 -  Схема включения универсального коллекторного двигателя

 

Контрольные вопросы

1. С какой целью магнитную систему универсального двигателя делают шихтованной?

2. Почему при включении универсального двигателя в сеть переменного тока уменьшают число витков в обмотке возбуждения?

3. Почему универсальные коллекторные двигатели делают только с последовательным возбуждением?

4. Почему при работе от сети переменного тока ток, потребляемый универсальным двигателем, больше, чем при работе от сети постоянного тока, а КПД, наоборот, меньше?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 21