ГОСТ 21888-82 (IEC 276-68, IEC 560-77) Щетки, щеткодержатели, коллекторы и контактные кольца электрических машин. Термины и определения (с изменениями N 1) от 30 марта 1982 года

2.36. Двойной “тандемный” щеткодержатель с А-кольцами

Щеточный коллектор

ГОСТ 21888-82
(IEC 276-68,
IEC 560-77)

ЩЕТКИ, ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛИ, КОЛЛЕКТОРЫ И КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Термины и определения

Щетки, щеткодержатели, коммутаторы и контактные кольца для вращающихся машин.
Термины и определения

Дата поступления 1983-01-01

Государственный комитет СССР по стандартизации от 30 марта 1982 г. N 1332 дает дату выпуска 01.01.83.

EDIT с изменением N 1, утвержденным в ноябре 1989 года. (EOS 2-90)

Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий из области щеточных токоприемников вращающихся электрических машин.

Термины, определенные в настоящем стандарте, обязательны для использования в документации всех видов, руководствах, учебных пособиях, технической и справочной литературе.

Для каждого понятия существует один стандартизированный термин. Использование синонимов стандартизированного термина запрещено. Для каждого стандартизированного термина приведены пояснительные рисунки. Если существенные признаки термина включены в буквальное значение термина или достаточно полно охарактеризованы на чертеже, определение не дается.

Алфавитный указатель включенных терминов приведен в стандарте.

(Пересмотренное издание, редакция 1).

Термин и определение

1) ЩЕТКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Токопроводящий элемент, находящийся в непосредственном контакте с коллектором или контактным кольцом, предназначенный для обеспечения электрического соединения между подвижными и неподвижными частями электрической машины.

1.2. Размер тангенциальной щетки

Размер щетки электрической машины по касательной к рабочей поверхности коллектора или контактного кольца

1.3. Размер осевой щетки

Размер щеток электрической машины в направлении оси коллектора или контактного кольца

1.4. Радиальный размер щетки

Максимальный размер щеток электрической машины в осевом направлении

1.5. Фаза расчесывания

1.6. Осевая линия щетки

осевая линия, проходящая через центры торцов и контактных поверхностей щеток электрической машины

1.7. Радиальная щетка

Щетка электрической машины, ось которой совпадает с продолжением радиуса коллектора или контактного кольца

1.8. Угол наклона щетки

 

1.9. Реактивная кисть

Щетка электрической машины, ось которой наклонена противоположно направлению вращения коллектора или контактного кольца

1.10. Всасывающая щетка

Щетка электрической машины, ось которой наклонена в направлении вращения коллектора или контактного кольца

 

1.11. Угол наклона верхней поверхности щетки

 

1.12. Тандемная щетка

1.13. Кисть “V – тандем

1.14. Положительный угол кромки верхней поверхности щетки

 

1.15. Отрицательный угол верхней поверхности щетки

1.16. Ведущая кромка щетки

Размер щетки электрической машины, под которую попадает контактная поверхность коллектора или контактного кольца во время вращения коллектора или контактного кольца

 

1.17. Выходной край щетки

Кромка щетки электрической машины, из-под которой во время вращения выступает контактная поверхность коллектора или контактного кольца

 

1.18. Контактная поверхность щетки

Щеточная поверхность электрической машины, находящаяся в непосредственном контакте с коллектором или поверхностью контактного кольца

1.19. Контактная поверхность щетки с фаской

 

1.20. Закругленная контактная поверхность щетки

 

1.21. Головка щетки (верхняя часть щетки)

1.22. Головка щетки с фаской

1.23. Частично скошенная головка щетки

1.24. Головка щетки частично наклонена

1.25. Частично скошенный верх

 

1.26. Щеточная головка с рычагом

 

1.27. Скошенный верх

 

1.28. Верхняя кисть

 

1.29. Закругленная верхняя часть кисти

 

1.30. Верхняя поверхность щетки с фаской

1.31. Рифленая верхняя поверхность

 

1.32. Канавки для удаления пыли

1.33. Головка щетки

Щиток для электроинструментов с верхней частью в виде ласточкина хвоста

1.34. Щеточная головка “ласточкин хвост

1.35. Цилиндрическая щеточная головка

1.36. Коническая головка щетки

1.37. Зачистка боковых кромок

1.38. Внутренний край щетки

Сторона щетки электрической машины, обращенная к сердечнику якоря

1.39. Внешний край щетки

 

1.40. Фронты щеток

1.41. Передняя кромка щетки

1.42. Обратная сторона щетки

 

1.43. Щетка для заслонки

1.44. Щетка для заслонки

1.45. Щетка из двух материалов

1.46. Щетка для щелей с полным одинарным клином

1.47. Щетка для щелей со встроенным одинарным клином

1.48. Трехраздельная щетка с двумя материалами и одной общей щетиной

1.49. Усиленная щетка

 

1.50. Усиленная щетка с несколькими слоями не режущих щеток

Щетка электрической машины, изготовленная из слоев двух или более материалов

1.51. Цельная щетка из двух материалов

Щетка электрической машины изготовлена из слоев двух материалов

1.52. Ламинированная щетка с металлической сетчатой вставкой

 

1.53. Щетка со вставками

Электрическая машинная щетка, имеющая на своей контактной поверхности отверстия, через которые впрыскивается специальный наполнитель (наполнитель)

 

1.54. Головка щетки

Часть щеточного якоря электрической машины, которая защищает верхнюю поверхность щетки от механических повреждений, изолирует и амортизирует ее и равномерно распределяет давление на щетку.

1.55. Картридж с металлической щеткой

 

1.56. Металлический колпачок головки щетки

1.57. Металлическая головка щетки

1.58. Выступающая головка щетки

1.59. Изолирующий щеткодержатель

1.60. Направляющий кабель щетки

Щетка якоря часть электрической машины, предназначенная для проведения (рассеивания) электрического тока, конструктивно выполненная в виде гибкого провода

1.61. Изолированный, экранированный провод

1.62. Обжим токопроводящей жилы в корпусе щетки

1.63. Обжим токопроводящей жилы в корпусе щетки

1.64. Пайка направляющих проводов в корпусе щетки

1.65. Фиксация щеточной проволоки с помощью уплотнения

1.66. Луженая рабочая проволока

Луженый проводник

2) ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

2.1. Держатель щетки

Компонент электрической машины, обеспечивающий контакт между щеткой и коллектором или контактным кольцом, включающий держатель щетки (2.18), прижимную систему (2.49), фиксирующее устройство (2.67)

2.2. Радиальный щеткодержатель

Держатель щетки, ось которого совмещена с нормальной поверхностью коллектора или контактного кольца

2.3. Угловой щеткодержатель

Щеткодержатель с установочной осью под углом к нормальной поверхности коллектора или контактного кольца

2.4. Держатель реактивной щетки

Угловой щеткодержатель с осью сепаратора, наклоненной под углом к вращению

2.5. Держатель волочильной щетки

Угловой щеткодержатель с осью сепаратора, расположенной под углом для вращения

2.6. Угловой держатель щеток для вращения в обоих направлениях

2.7. Щеткодержатель “Tandem

Держатель щетки с осью заслонки, параллельной оси вращения в тангенциальном направлении

2.8. Радиальный тандемный щеткодержатель

 

2.9. Реактивный тандемный щеткодержатель

 

2.10. Щеткодержатель для тандемных щеток

2.11. Наклонный тандемный щеткодержатель для вращения в обоих направлениях

2.12. Щеткодержатель “V-тандем”

Щеткодержатель с осью заслонки, наклоненной тангенциально под углом и

2.13. Симметричный держатель для кистей “V-тандем

2.14. Несимметричный щеткодержатель “ V-тандем

2.15. Двойной держатель для зубных щеток

Щеткодержатель с двумя женскими нитями, симметрично расположенными относительно крепежного элемента

2.16. Цилиндрический щеткодержатель

Щеткодержатель выполнен в виде цилиндра, в котором размещены щетка и прижимная пружина

2.17. Подвижный держатель щеток

Щеткодержатель, втулка которого с установленной в ней щеткой соединена с монтажным элементом посредством вращения

2.18. Втулка держателя щетки

Часть держателя щетки, которая окружает и направляет щетку

2.19. Ось держателя щетки

 

2.20. Угол наклона оси щеткодержателя

Угол, образованный осью кольца щеткодержателя и нормалью к поверхности коллектора или контактного кольца

2.21. Тангенциальный размер кольца держателя щетки

Внутренний размер кольца в направлении вращения коллектора или контактного кольца

2.22. Осевой размер кольца щеткодержателя

Размер внутреннего кольца в направлении оси коллектора или контактного кольца

2.23. Радиальный размер кольца щеткодержателя

наибольшее расстояние между нижним краем кольца и верхним краем кольца, измеренное в направлении радиуса коллектора или контактного кольца.

Примечание. Для наклонных щеткодержателей высота дорожки качения должна соответствовать межосевому расстоянию между краями.

2.24. Держатель щетки с А-кольцом

Щеткодержатель с размером осевого кольца больше размера тангенциального кольца ()

2.25. Держатель щетки с Т-образным кольцом

Держатель щетки с размером тангенциального кольца больше размера осевого кольца ()

2.26. Монтаж в осевом направлении

2.27. Тангенциальный монтаж

2.28. Однокольцевой щеткодержатель с А-кольцом

2.29. Однокольцевой щеткодержатель с Т-образным кольцом

2.30. Двухкольцевой щеткодержатель с зажимами тип A

2.31. Держатель щеток с двумя кольцами и Т-образными зажимами

2.32. Трехкольцевой щеткодержатель с зажимами тип A

2.33. Трехкольцевой щеткодержатель с Т-образными зажимами

2.34. Тандемный щеткодержатель с зажимным кольцом типа A

 

2.35. Тандемный щеткодержатель с Т-образным кольцом Т

 

2.36. Двухкольцевой тандемный щеткодержатель с зажимами тип A

 

2.37. Тандемный щеткодержатель с Т-образными кольцевыми зажимами

 

2.38. Т-образный трехкольцевой щеткодержатель с Т-образными кольцами

2.39. Двойной тандемный щеткодержатель с Т-образными кольцами

 

2.40. Двойной держатель для щеток с двумя Т-образными направляющими

 

2.41. Двойной щеткодержатель с тремя Т-образными зажимами

2.42. Двойной тандемный щеткодержатель с Т-образными направляющими

2.43. Двойной тандемный щеткодержатель с двумя Т-образными направляющими

2.44. Двойной тандемный щеткодержатель с тремя Т-образными направляющими

2.45. Свободное положение щетки в обойме щеткодержателя

Положение, при котором щетка не зафиксирована в корзине щеткодержателя

 

2.46. Положение головки щетки в фиксаторе щеткодержателя

Положение головки щетки в сепараторе щеткодержателя, где щетка прижата к одной из поверхностей сепаратора

 

2.47. Угловое положение щетки в обойме щеткодержателя

Положение щеткодержателя в клетке, при котором щетка опирается на нижний край одной стенки клетки и на верхний край противоположной стенки клетки

2.48. Фиксированное положение щетки в обойме щеткодержателя

Положение обоймы щеткодержателя, во время которого щетка прочно удерживается в нужном положении

2.49. система штамповки

Узел держателя щетки включает в себя:

(a) прессующее устройство – 2,50

(b) Устройство для передачи давления – 2,56;

(c) устройство для прямого давления на кисть – 2,62;

(d) изолирующее устройство

2.50. Пружины прессующего устройства

2.51. Натяжная пружина

2.52. Пружина сжатия

2.53. Спиральная пружина

2.54. Торсионная пружина

2.55. Спиральная пружина с постоянным давлением

2.56. Устройство для передачи давления

2.57. Устройство без рычага

 

2.58. Прямой рычаг

2.59. Шарнирная рука

2.60. Раздвижной рычаг

2.61. Шарнирная рука

2.62. Устройство, оказывающее прямое давление на зубную щетку

2.63. Проводящее устройство

2.64. Проводящее устройство

2.65. Балансировочное устройство

 

2.66. Демпфирующее устройство

2.67. Крепежный элемент держателя щетки

Компонент щеткодержателя, предназначенный для установки щеткодержателя на электрическую машину

2.68. Способ монтажа держателя щетки

2.69. Фланцевое крепление щеткодержателя

2.70. Радиальный монтаж щеткодержателя

2.71. Фланцевое крепление щеткодержателя

2.72. Крепление держателя дисковой щетки

 

2.73. Штифтовое крепление щеткодержателя

2.74. Зажимное приспособление

2.75. Шарнирный зажим

 

2.76. Разъемный зажим

3. КОЛЛЕКТОРЫ И КОНТАКТНЫЕ КОЛЬЦА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

3.1. Коллектор

Конструктивный элемент электрической машины, обеспечивающий протекание электрического тока в цепи, образованной обмоткой якоря и внешней цепью

3.2. Последний коллектор

3.3. Цилиндрический коллектор

Коллектор электрической машины имеет форму цилиндра, состоящего из клиновидных металлических пластин, изолированных друг от друга прокладками.

3.4. Коллектор соединен винтами

 

3.5. Пластиковый коллектор

 

3.6. Коллектор с зажимным кольцом

3.7. Коллекторная пластина

Токопроводящая часть коллектора электрической машины, подключенная к общему выводу двух последовательных секций в обмоточной схеме

3.8. изоляция коллектора

набор изоляционных прокладок, вырезанных на заданную глубину под поверхностью пластин коллектора

 

3.9. Заблокированная пластина коллектора

 

3.10. Коллекторные пластины с фазами

3.11. Изоляция коллектора не изношена до уровня изоляции

3.12. Износ коллектора до уровня изоляции

3.13. Местное сплющивание коллектора

3.14. Выступающая пластина коллектора

3.15. Коллекторная пластина с изгибом

 

3.16. выступающая изоляция коллектора

 

3.17. Деформированный коллектор

3.18. Полировка коллектора (фольгирование)

 

3.19. Линии для полировки коллекторов

3.20. Планки для полировки коллекторов

 

3.21. Разрыв коллектора

 

3.22. Коллекторные канавки

 

3.23. Коллекторные канавки

3.24. Коллекторные гребни

3.25. Затягивание меди

3.26. Выгорание

3.27. Обугливание контактных поверхностей щеток

3.28. Равномерные, чередующиеся следы от ожогов

 

3.29. Неравномерно чередующиеся следы от ожогов

 

3.30. Контактное кольцо

 

3.31. Контактное кольцо с винтовой канавкой

 

3.32. Монтаж контактного кольца .

3.33. Монтаж контактного кольца на пластике

4.1. Щетка позитивного действия

4.2. Дефлекторная щетка

4.3. Регулировка щеток колес

4.4. Смещение выравнивания щеток по оси

 

4.5. Падение напряжения на скользящем контакте щетка-коллектор

 

4.6. Общее падение напряжения на щетках

 

4.7. Падение напряжения на материале щетки

 

4.8. Падение напряжения в точке подключения провода под напряжением

 

4.9. Падение напряжения на проводе под напряжением .

4.10. Общее падение напряжения на щёточной паре

4.11. Распределение падения напряжения на контакте щетка-коллектор

4.12. Потенциальная кривая зоны контакта щетки с коллектором

 

4.13. Нумерация (маркировка) контактных колец

4.14. Нумерация щеточных дорожек на коллекторе

Подходит для производителя

Последние мнения

Угольные щеткиЩетки, несмотря на их небольшой размер, являются одним из самых важных элементов электроинструментов. Их основная функция – снимать напряжение со статора и передавать его на коллектор ротора, по которому протекает электрический ток. Угольные щетки бывают разных модификаций, и их основная функция – соответствовать требованиям, в том числе по надежности, поскольку они подвергаются механическим нагрузкам во время вращения ротора.

Различают угольные, графитовые, углеграфитовые, медно-графитовые и медно-углеродные щетки. Они также делятся на мягкие и твердые, поскольку материал коллектора также имеет такую же градацию. Если жесткие щетки установлены в “мягком” коллекторе, это может быстро привести к износу и последующей замене ротора.

Щетки больших коллекторных двигателей изготовлены из графита. Графит используется в карандашах. И да – он проводит электричество.

Конструкция щеточного коллекторного двигателя

Конструкция двигателя щеточного коллектора

Двигатели и контроллеры

Коллекционные двигатели называются в честь коллекционера.

статор (Статор – это неподвижный корпус двигателя, на котором расположены постоянные магниты.

Ротор (Это вращающаяся часть двигателя с катушками электромагнитов.

Коллектор – это цилиндр на оси ротора с изолированными контактами (см. фото выше).

Преимуществом коллекторного двигателя является его высокая скорость и относительная простота устройства.

Недостатками являются повышенный уровень шума больших электродвигателей (дрели, перфораторы и т.д.), помехи при приеме радиосигнала, возникновение дуги и поломка щеток. Щетки более крупных двигателей изготавливаются из графита, в то время как в этом двигателе используются токопроводящие клеммные пластины.

Конструкция коллекторного двигателя

Ротор электродвигателя постоянного тока 130

130 Ротор электродвигателя постоянного тока

Коллектор представляет собой цилиндрический элемент с контактами. От них провода ведут к обмоткам ротора

Коллектор представляет собой цилиндрический элемент с контактами. От них провода идут к обмоткам ротора

Щетки в электродвигателях с большим коммутатором изготовлены из графита. Графит используется в карандашах. И да, он действительно проводит электричество.

Щетки больших коллекторных двигателей изготовлены из графита. Графит используется в карандашах. И да, он проводит электричество.

Конструкция двигателя 130 Коллекторный двигатель постоянного тока

130 Коллекторный двигатель постоянного тока

Принцип работы

Количество контактов равно количеству обмоток ротора. Ток течет от щеток (+ и -) к контактам коллектора, а затем к обмоткам ротора. Это создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянных магнитов статора.

Попеременное включение и выключение обмоток позволяет обмоткам отталкиваться и притягиваться друг к другу относительно постоянных магнитов статора. И ротор начинает вращаться.

Щетки следует заменять, когда остается не менее одной трети рабочей части, при этом необходимо соблюдать правила:

Выбор щеточных контактов

Самое важное при выборе щеток для электродвигателя – знать параметры используемых щеток. Помимо геометрических размеров, новая щетка должна соответствовать марке графита, типу проволоки и сечению. Не обязательно использовать ту же марку, что и оригинал, но твердость щетки двигателя и условия эксплуатации должны совпадать. Толщина проволоки не должна быть меньше, чем у оригинала, но гибкость должна соответствовать. Основные ошибки при выборе щеточного контакта:

  • Установка более жесткого графитового контакта там, где ранее использовался более мягкий. Это может привести к быстрому износу коллектора.
  • Установка “универсальных” щеток повсеместно. Это может помешать работе устройства.
  • При покупке щетки ищите графитовую маркировку на боковой стороне щетки старого двигателя. Маркировка графитом не является маркировкой контакта!

Кисти были приобретены здесь. Щетки используются во всех коллекторных двигателях. Здесь представлен обзор сборки, замены и допиливания щеток двигателя электрошуруповерта.
Набор щеток предназначен для замены изношенных щеток в электродвигателе RS 550, используемом в шуруповертах (в основном) и других электроинструментах (бензопилах), независимо от напряжения (от 10,4 до 24 В) и производителя. Он состоит из корпуса, пружинных держателей, щеток (графитовых) и контактов для подачи питания.

В комплект (который я купил) также входит крышка со встроенной бронзовой втулкой (саморегулирующейся).
На крышке имеется штифт (красный). Он выполняет две функции: является ключом для установки крышки и указывает на + питания ближайшего терминала.

На этом микропроверка щеточного узла завершена. Не спешите бросать в меня свои сабо, но читайте дальше.
Основная цель моего отзыва – поделиться своим опытом замены щетки и взбалтывания.
Во-первых, три наблюдения.
Хотелось бы отметить, что рассматриваемый щеточный узел подходит не для всех двигателей RS 550. Этот щеточный узел адаптирован к новейшим модификациям. Двигатели более ранних модификаций имеют идентичные размеры, но место установки щеточного узла полностью отличается по форме выреза. Однако с помощью правильных инструментов и простых рук эту проблему можно решить.
На фотографии видна разница.

(2) Прежде чем заказать щеточный узел, убедитесь, что проблема заключается в щетках. Для этого визуально проверьте состояние щеток и коллектора через вентиляционные отверстия двигателя. Если вы наблюдаете сильное искрение или двигатель не запускается при подаче напряжения непосредственно на клеммы, это косвенный признак износа щеток.
3.Если после разборки и промывки двигателя вы увидите такой коллектор – замена щеток ничего не даст.

Итак, давайте начнем.
1.Используя бокорезы, напильник или дремель (быстро и аккуратно), снимите защелки, которые крепят щеточный узел к двигателю. Отшлифуйте эти участки вместе с покрытием… Отверстия в крышке не нужно заделывать. И немедленно (желательно) сделать слоты для изготовления новых языков.
Например, вот это.

2. ударите по столу передним концом вала (где находится зубчатое колесо), чтобы сдвинуть крышку щеточного узла. Если крышка не двигается, проверьте расположение предыдущих крючков.
Там не должно быть заусенцев. Если между крышкой и щеточным узлом есть зазор, подденьте крышку тонкой отверткой или ножом и снимите ее.
После этого щеточный узел можно легко снять с двигателя.
3. после промывки двигателя в уайт-спирите, вытащите его широкие брюки После промывки двигателя в уайт-спирите извлеките щеточный узел из мешка с широким дном. Не спешите надевать новый щеточный узел и наслаждайтесь жизнью.
Далее следует развлекательная часть.
Однако сначала позвольте мне сделать небольшое отступление.
Если вы когда-нибудь разбирали (ремонтировали) коллекторные двигатели в бытовой технике (блендеры, кофемолки, стиральные машины), то наверняка обратили внимание на форму щеток. В зависимости от размера ребер коллектора, они имеют радиальную и/или прямоугольную фаску для уменьшения контактного сопротивления между щеткой и коллектором. Следовательно, чем лучше щетка притирается к коллектору, тем меньше сопротивление, искрение и нагрев пары. Следовательно, обеспечивается большая мощность двигателя.
Что у вас в сумке? Посмотрите на фотографию.

Упс. И щетки выровнены неправильно. Я подумал, ну, сборщик (монтажник) неправильно выставил щетки, такого не бывает. Однако оказалось, что другого способа их настроить не существует. Тыльная сторона кисти не квадратная, а продолговатая (по всей ширине кисти).

А теперь давайте подбодримся.
Процедура не является сложной. Цель – отфрезеровать щетки под радиус коллектора двигателя. Для владельцев дремеля – возьмите круглый камень из набора, диаметром около 8 мм.

Вставьте ручку во втулку и поворачивайте ее рукой, пока щетки не оставят след по всей ширине камня.
Шаг за шагом.

Если у вас нет камня с хвостовиком, вы можете использовать круглую палочку со свернутой наждачной бумагой и выполнить ту же процедуру. Затем установите щеточный узел в двигатель и убедитесь, что щетки плотно прилегают к коллектору по всей ширине ребер. Установите крышку в корпус двигателя. Держите его пальцами и подайте напряжение на клеммы. Двигатель работает. Возможно небольшое искрение щеток, так как они еще не полностью притерты к коллектору. Закрепите крышку, отогнув защелки. Теперь наслаждайтесь жизнью и покажите язык производителю, который придумал такой простой способ сократить срок службы двигателя.
Еще немного вашего внимания.
Я купил новый двигатель в местном магазине, чтобы собрать такую дрель.

После замены щеток в старом двигателе у меня возникла идея посмотреть на щетки в новом. А что вы думаете по этому поводу? Также в этом случае кисти “неправильные”. (пропилены через вентиляционные отверстия). После разборки я увидел, как щетки “скребут” по коллектору. И это после нескольких пробных запусков двигателя с картриджем.

Мне пришлось разобрать двигатель и заново установить щетки.
И это было после допинга.

На днях я купил электрическую пилу.

Я разобрал его и убедился, что он такой же, как тот, который я видел здесь. Я заглянул внутрь двигателя – пришлось его разобрать….

Замена и повторное уплотнение щеточного узла в электродвигателе шуруповерта

Кисти у меня здесь. Щетки используются во всех двигателях с коммутатором. Посмотрите на щеточный узел электродвигателя. Двигатель шуруповерта, а также его замена и допиливание.
Набор щеток предназначен для замены изношенных щеток в электродвигателе RS 550, который используется в шуруповертах (в основном) и других электроинструментах (бензопилах), независимо от напряжения (от 10,4 до 24 В) и производителя. Он состоит из корпуса, пружинных держателей, щеток (графитовых) и контактов для подачи питания.

В комплект (который я купил) также входит крышка со встроенной бронзовой втулкой (саморегулирующейся).
На крышке имеется штифт (красный). Он выполняет две функции: является ключом для установки крышки и указывает на + питания ближайшего терминала.

На этом микропроверка щеточного узла завершена. Не спешите бросать в меня свои сабо, но читайте дальше.
Основная цель моего отзыва – поделиться своим опытом замены щетки и взбалтывания.
Во-первых, три комментария.
Хотелось бы отметить, что рассмотренный щеточный узел подходит не для всех двигателей RS 550. Этот щеточный узел адаптирован к новейшим модификациям. Двигатели более ранних модификаций имеют идентичные размеры, но гнездо щеточного узла отличается формой выреза. Однако с помощью правильных инструментов и простых рук эту проблему можно решить.
На фотографии видна разница.

(2) Прежде чем заказать щеточный узел, убедитесь, что проблема заключается в щетках. Это можно сделать путем визуального осмотра щеток и коллектора через вентиляционные отверстия двигателя. Если наблюдается сильное искрение или двигатель не запускается при подаче напряжения непосредственно на клеммы, это признак изношенных щеток.
3.Если после разборки и промывки двигателя вы увидите такой коллектор – замена щеток не поможет.

Итак, давайте начнем.
1.Используя бокорезы, напильник или дремель (быстро и тщательно), снимите выступы, которые крепят щеточный узел к двигателю. Отшлифуйте эти участки вместе с покрытием….. Отверстия в крышке не обязательно должны быть закрыты. И сразу же (желательно) сделайте прорези, чтобы сделать новые языки.
Например, вот это.

2. ударите передним концом вала (где находится редуктор) по столу, чтобы сдвинуть крышку щеточного узла. Если крышка не двигается, проверьте расположение предыдущих крючков.
Не должно быть никаких заусенцев. Если между крышкой и щеточным узлом есть зазор, подденьте его тонкой отверткой или ножом и снимите.
После этого щеточный узел можно легко снять с двигателя.
3. после промывки двигателя в уайт-спирите, вытащите его широкие брюки Щеточный узел, а затем СТОП. Не торопитесь устанавливать новый щеточный узел и наслаждайтесь жизнью.
Затем наступает очередь развлечений.
Однако сначала позвольте мне сделать небольшое отступление.
Если вы когда-нибудь разбирали (ремонтировали) коллекторные двигатели в бытовой технике (блендеры, кофемолки, стиральные машины), то наверняка обратили внимание на форму щеток. В зависимости от размера ребер коллектора, они имеют радиальную и/или прямоугольную фаску для уменьшения контактного сопротивления между щеткой и коллектором. Следовательно, чем лучше щетка притирается к коллектору, тем меньше сопротивление, искрение и нагрев пары. Следовательно, обеспечивается большая мощность двигателя.
Что у вас в сумке? Посмотрите на фотографию.

Упс. И кисти неправильные. Я подумал: ну, слесарь перепутал щетки, такого не бывает. Но, как выясняется, по-другому их и не назовешь. Тыльная сторона кисти не квадратная, а продолговатая (по всей ширине кисти).

Теперь давайте перейдем к допингу.
Процедура не является сложной. Цель – отфрезеровать щетки под радиус коллектора двигателя. Для владельцев дремеля – возьмите круглый камень из набора, диаметром около 8 мм.

Вставьте ручку во втулку и поворачивайте ее рукой, пока щетки не оставят след по всей ширине камня.
Шаг за шагом.

Если у вас нет камня с хвостовиком, вы можете использовать круглую палочку со свернутой наждачной бумагой и выполнить ту же процедуру. Затем установите щеточный узел в двигатель и убедитесь, что щетки плотно прилегают к коллектору по всей ширине ребер. Установите крышку в корпус двигателя. Держите его пальцами и подайте напряжение на клеммы. Двигатель работает. Возможно легкое искрение щеток, так как они еще не полностью притерты к коллектору. Закрепите крышку, отогнув защелки. Теперь мы радуемся и показываем языки производителю, который придумал такой простой способ сократить срок службы двигателя.
Еще немного вашего внимания.
Я купил новый двигатель в местном магазине, чтобы собрать такую дрель.

После замены щеток в старом двигателе у меня возникла идея посмотреть на щетки в новом. А что вы думаете по этому поводу? Также в этом случае кисти “неправильные”. (пропилены через вентиляционные отверстия). После разборки я увидел, как щетки “прогрызли” коллектор. Это произошло после нескольких пробных запусков двигателя с картриджем.

Двигатель пришлось разобрать и накачать щетки.
А это уже после распиловки.

Недавно я приобрел электропилу.

Я разобрал его и убедился, что он такой же, как тот, который я видел здесь. Я заглянул внутрь двигателя – пришлось его разобрать….5) Дополнительные потери.

Коллектор, держатели щеток и щетки

Коллектор является конструктивно, производительно и эксплуатационно наиболее важной частью машины. Коллекторные пластины в небольших двигателях изготавливаются из твердой тянутой меди и изолируются друг от друга и от вала миканитом или пластиком.

Рисунок 4.1 Коллекторы:

(a) с фланцем; (b) с пластиковой втулкой

Для устранения механических причин возникновения дуги коллектор должен иметь строго цилиндрическую и гладкую поверхность, а конструкция щеткодержателя должна обеспечивать правильное расположение и работу щеток на коллекторе.

Конструкции коллекторов для небольших двигателей постоянного тока показаны на рисунке 4.1. 4.1.

Толщина корпуса коллектора обычно составляет

м. (2.5.1)

В рассматриваемых малых двигателях используются щеткодержатели трубчатого и коробчатого типа. В них щетка расположена перпендикулярно коллектору, и давление пружины действует на нее непосредственно в радиальном направлении. В трубчатом типе это давление оказывает винтовая пружина, а в коробчатом типе – спиральная пружина.

В небольших высокоскоростных машинах с частотой вращения 10000 rpm и выше значительно возрастают механические колебания щеток на коллекторе, вызванные наличием определенного эксцентриситета, нецилиндрической поверхности и другими механическими факторами.

Как следствие, увеличивается количество дуг под щетками. Опыт показывает, что для уменьшения вибрации щеток в этом случае рекомендуется использовать так называемые реактивные щеткодержатели, в которых щетки установлены под определенным углом к поверхности коллектора в направлении вращения коллектора.

Втулки щеткодержателей труб и корпуса щеткодержателей коробок имеют прямоугольную форму. Длина щетки на втулке или сепараторе составляет около 1,5 – 2 ширины щетки по оси коллектора. Щетка выступает из рукава или обоймы на 1 – 2 1 – 2 мм..

Начальный диаметр коллектора. Диаметр коллектора предварительно выбирается из соотношения

м. (2.5.2)

, (2.5.3)

На малопроизводительных машинах ширина коллекторной пластины обычно составляет м.

Толщина миканитовой или пластиковой изоляции между пластинами коллектора, в зависимости от напряжения, составляет:

м для напряжения до 30 В;

м для 110 В В и выше.

После выбора и разделение на конечные коллекторы

м. (2.5.4)

Диаметр торцевого коллектора

м. (2.5.5)

Скорость периферийного коллектора

м/с (2.5.6)

Окружная скорость коллектора составляет 0,5 – 0,9 окружной скорости якоря.

В низковольтных и маломощных двигателях постоянного тока используются медно-графитовые щетки марок М-1, М-6 и МГ. Для высоковольтных электродвигателей (110 – 220 В), кроме вышеперечисленных, используются также электрографитовые щетки типов ЭГ-8 и ЭГ-14.

Физические свойства и плотность тока вышеуказанных типов щеток и их номинальные размеры приведены в таблицах 2.5.1 и 2.5.2 соответственно.

Предварительный выбор плотности тока под щетками в зависимости от принятого типа щеток осуществляется по таблице 2.5.1.

Физические свойства щеток и плотность тока Таблица 2.5.1

Группа кистейМарка щеткиДопустимая плотность тока A/м 2Переходное падение напряжения на щеточной паре при номинальном токе и периферийной скорости 15 м/с Uщ, ВМаксимальная скорость периферийного устройства , м/сКоэффициент трения на стороне =15 м/сУдельное давление pщ, Н/м 2
Углеродный графит Электрографит Медный графит Коричневый графитТ-6 УГ-2 Г-1 Г-3 Г-8 ЭГ-2 ЭГ-14 М-1 М-3 М-6 МГ-4 БГ6*10 4 8*10 4 7*10 4 10*10 4 11*10 4 10*10 4 10*10 4 15*10 4 12*10 4 15*10 4 20*10 4 15*10 4 20*10 42 0,5 2 0,4 2,2 0,5 1,9 0,4 1,9 0,4 2,7 0,6 2,5 0,5 1,5 0,5 1,8 0,4 1,5 0,5 0,2 0,1 1,1 0,5 0,3 0,10,30 0,25 0,30 0,25 0,25 0,20 0,25 0,25 0,25 0,20 0,20 0,20 0,25(1,96-2,35) *10 4 (1,96-2,35) *10 4 (1,96-2,35) *10 4 (1,96-2,35) *10 4 (1,96-2,94) *10 4 (1,96-2,35) *10 4 (1,96-3,92) *10 4 (1,47-1,96) *10 4 (1,47-1,96) *10 4 (1,47-1,96) *10 4 (1,76-2,26) *10 4 (1,96-2,35) *10 4 (1,68-2,16) *10 4

Площадь поперечного сечения щетки

м 2 , (2.5.7)

Ширина щетки по дуге коллекторного колеса

м , (2.5.8)

Длина щетки по оси коллектора

м. (2.5.9)

м. (2.5.10)

Окончательные размеры щеток приведены в таблице 2.5.2.

Конечная плотность тока под щетками

а/м 2 (2.5.11)

Эффективная длина коллектора по оси вала

м. (2.5.12)

Общая длина коллектора по оси вала

м. (2.5.13)

Поскольку рассматриваемые малые машины постоянного тока не имеют вспомогательных полюсов в зоне коммутации, а щетки на коллекторе обычно расположены в соответствии с геометрическим нейтральным положением, процесс коммутации тока в закороченных секциях якоря происходит с задержкой из-за реактивной э.д.с. еr и ЭДС реакции якоря еa. Оба этих э.д.с. суммируются и вызывают дополнительный ток в цепи короткого замыкания, способствуя увеличению плотности тока на бегущей кромке щетки.

Номинальные размеры щеток Таблица 2.5.2

Обозначение типа щеткиШирина по всей окружности коллектора bщ, мДлина вдоль оси коллектора aщ, мВысота hщ, м
FO (Прямоугольная щетка для радиальных щеткодержателей)1,0*10 -31,6*10 -36,3*10 -3
1,6*10 -32,0*10 -35,0*10 -3 6,3*10 -3 8,0*10 -3
2,0*10 -32,5*10 -36,3*10 -3 10,0*10 -3 6,3*10 -3 10,0*10 -3
3,2*10 -3 4,0*10 -36,3*10 -3 10,0*10 -3
2,5*10 -33,2*10 -3
4,0*10 -3 5,0*10 -3 6,3*10 -38,0*10 -3 10,0*10 -3 12,5*10 -3
3,2*10 -34,0*10 -38,0*10 -3 10,0*10 -3 12,5*10 -3
5,0*10 -310,0*10 -3 12,5*10 -3 16,0*10 -3
6,3*10 -310,0*10 -3 12,5*10 -3 16,0*10 -3
F1-A1 (Прямоугольная щетка для радиальных щеткодержателей со спиральной пружиной)4,0*10 -35,0*10 -3 6,3*10 -3 8,0*10 -38,0*10 -3 12,5*10 -3 16,0*10 -3
5,0*10 -36,3*10 -3 10,0*10 -3 12,5*10 -312,5*10 -3 16,0*10 -3 20,0*10 -3
6,3*10 -38,0*10 -3 10,0*10 -320,0*10 -3 25,0*10 -3
8,0*10 -310,0*10 -3 12,5*10 -325,0*10 -3 25,0*10 -3

Когда на участке с указанными ЭДС и током образуется разомкнутая цепь, между краем этой щетки и пластиной пускового коллектора возникает электрическая дуга в виде небольших искр. Интенсивность этих искр зависит от величины результирующей э.д.с. в закороченном участке . Значение этого ЭДП в секции не должно превышать определенного значения, чтобы получить приемлемое искрение под щетками. Однако переключение тока в секции может быть нарушено и влиянием поля полюса, если ширина зоны переключения близка к расстоянию между краями вершин двух соседних полюсов.

Ширина зоны переключения

м, (2.5.14)

где -это количество сторон секции слота.

на стороне

(2.5.15)

(2.5.16)

Для достижения благоприятного выравнивания необходимо соблюдать следующую формулу

(2.5.17)

Однако в некоторых случаях это условие не всегда возможно выполнить из-за ограниченных размеров машины. В таких случаях следует исходить из несколько худших условий включения машины.

Удельная магнитная проводимость для токов утечки частей обмотки с трапецеидальными пазами может быть аппроксимирована следующей формулой:

Гн/м, (2.5.18)

где длина поверхности обмотки якоря

на стороне ; (2.5.19)

на стороне ; (2.5.20)

для круглых щелей необходимо включить

(2.5.21)

Среднее значение реактивной мощности переменного тока в компактной секции якоря составляет

В. (2.5.22)

Как уже говорилось, в компактной секции якоря, помимо энергии реактивности, существует также энергия наведенной реакции якоря. Это можно определить по следующей формуле:

В. (2.5.23)

Средняя длина поперечного потока реактивной линии якоря в пленуме машины

м. (2.5.24)

Среднее значение результирующей ЭДС в компактной части якоря составляет

В. (2.5.25)

Для удовлетворительной коммутации малых машин результирующая ЭДС в коммутируемой секции якоря должна составлять

В– в низковольтном оборудовании (30 В (30 В и ниже),

В– В высоковольтных машинах (110 В) В и выше).

2.6 Магнитная система двигателя

Целью расчета магнитной системы маломощного двигателя постоянного тока является:

1) определить размеры магнитной системы машины и длину полюсов и станины;

2) Определите необходимую магнитную систему возбуждения;

3) Нарисуйте кривую намагничивания машины.

Как было сказано выше, существует множество различных конструкций магнитных систем двигателей постоянного тока малой мощности, но не все они одинаково распространены. Наиболее распространенные из них показаны на рисунках 2.6.1 и 2.6.2.

Рисунок 2.6.1: Магнитная система электродвигателя со съемными полюсами

Рис. 2.6.2: Расположение магнитов шлицевого двигателя

Магнитная система небольших двигателей постоянного тока обычно выполнена в виде массивной стальной станины со съемными цельными или литыми полюсами (рис. 2.6.1) или в виде сформированной кровати со столбами (рис. 2.6.2). Расход меди на обмотку возбуждения в случае рельсового полюса несколько выше, чем в случае съемных полюсов, из-за большей средней длины катушки. Ударная рама и стойки штампуются из стального листа толщиной 0,5 мм. толщина мм.

Высота сердечника якоря

м, (2.6.1)

где – диаметр вала, исходя из опыта строительства маломощных машин,

м (2.6.2)

Управление индукцией в сердечнике якоря

Tl. (2.6.3)

Максимальная индукция в сердечнике якоря до 1,3÷1,5 Tl.

Длина осевого полюса

м. (2.6.4)

Можно предположить, что высота полюсного сердечника маломощных машин составляет

м. (2.6.5)

Окончательная высота полюса определяется после размещения на нем обмотки возбуждения.

Магнитная индукция в сердечнике полюса в полюсных сердечниках машин непрерывного действия принимается в диапазоне 1,0÷1,5 Tl .. Тогда площадь поперечного сечения сердечника полюса составит

м², (2.6.6)

где – коэффициент магнитной диссипации для машин малой мощности.

Ширина сердечника полюса

м, (2.6.7)

где охват площади поперечного сечения колонны фасонными колоннами; для сплошных колонн .

площадь поперечного сечения опорной плиты

м², (2.6.8)

где Bс магнитная индукция в подвале для машин непрерывного действия принимается в диапазоне 1,0÷1,4 Tl.

Осевая длина в целом:

Для рамы со съемными стойками (рис. 2.6.1)

м, (2.6.9)

Для чугунной рамы (рис. 2.6.2)

(2.6.10)

м, (2.6.11)

Средние длины путей магнитного потока в каждой области магнитной системы

(a) длина кровати , м;

(b) Длина полюсных сердечников , м;

c) Длина воздушного зазора , м;

d) Длина зубцов клапана м , м;

e) Длина сердечника якоря

м. (2.6.12)

Коэффициент воздушного зазора

(2.6.13)

M.w.s. для воздушного зазора

А (2.6.14)

Магнитная индукция на трех участках зубцов якоря для кольцевого зазора

Tl, (2.6.15)

Tl, (2.6.16)

Tl, (2.6.17)

А, (2.6.18)

где напряженность магнитного поля , , определяются по кривой намагничивания (Приложение 4).

Для трапециевидных канавок с одинаковой высотой толщины зуба определяется только одно значение магнитной индукции и напряженности магнитного поля в зубе.

Магнитная индукция в сердечнике якоря

Тл. (2.6.19)

M.H.D. сердечника якоря составляет

А, (2.6.20)

где удельная сила тока – исходит из кривой намагниченности (Приложение 4).

Магнитная индукция в сердечнике полюса

Tl (2.6.21)

М.д.с. для сердечников с полным полюсом

А, (2.6.22)

где -из кривой намагничивания для заряженных полюсов в Приложении 4, для плоских полюсов в Приложении 5.

Магнитная индукция в кровати:

Tl (2.6.23)

М.д.с. для опорной плиты

А, (2.6.24)

где -из кривой намагничивания (Приложение 5) для непрерывной рамы и из Приложения 4 для литой рамы.

Магнитная индукция в стыковом зазоре

. (2.6.25)

М.Д. для воздушного зазора между основанием и полюсами муфты

А, (2.6.26)

где длина эквивалентного воздушного зазора на поверхностях контакта рамы и колонны с землей может быть принята как среднее значение

м. (2.6.27)

Кривая намагничивания машины означает зависимость магнитного потока от ЧСС возбуждения при постоянной скорости и нулевом номинальном токе якоря.

Для удобства кривая намагничивания машины обычно сводится в таблицу 2.6.1.

Расчет кривой намагничивания машины

ЗначенияЭДС холостого хода, В
0,5Е0,8ЕЕ1,15Е1,3Е
Ф Vb0,423· 10 -30,677· 10 -30,846· 10 -30,973·10 -31,099·10 -3
Tl0,180,2880,360,4140,468
Вз Tl0,651,041,31,4951,69
Вa Tl0,5670,91,1351,31,47
ВEN Tl0,6251,251,43751,625
Вс Tl0,5450,8721,091,251,417
В Tl0,6251,251,43751,625
А151,6242,6303,26
Hз а/м1,5·10 23,45·10 29,5·10 225·10 278·10 2
А2,255,17537,5
Hа а/м1·10 21,35·10 21,6·10 21,8·10 22,4·10 2
А2,53,3754,5
Hpl а/м3,15·10 25,6·10 28,5·10 211,5·10 223·10 2
А8,50515,1231,0562,1
Hс а/м3·10 24,75·10 27,5·10 29,75·10 213·10 2
А30,948,977,3100,4
А59,285,196,2
А168,99272,3460,6
А45,0472,8594,8119, 75172,68
ЗначенияЭДС холостого хода, В
0,5Е0,8ЕЕ1,15Е1,3Е
Ф Vb0,0985· 10 -30,1576· 10 -30,197· 10 -30,227·10 -30,256·10 -3
Tl0,140,2240,280,3220,364
Вз Tl0,651,041,31,4951,69
Вa Tl0,34050,54480,6810,783150,8853
ВEN Tl0,6251,251,43751,625
Вс Tl0,60,91,141,31,5
В Tl0,6251,251,43751,625
А87,8304140,529175,6228,359
Hз а/м1,5·10 23,45·10 29,5·10 225·10 278·10 2
А2,255,17537,5
Hа а/м1·10 21,35·10 21,6·10 21,8·10 22,4·10 2
А2,53,3754,5
Hpl а/м3,15·10 25,6·10 28,5·10 211,5·10 223·10 2
А8,50515,1231,0562,1
Hс а/м3·10 24,75·10 27,5·10 29,75·10 213·10 2
А30,948,977,3100,4
А59,285,196,2
А168,99272,3460,6
А45,0472,8594,8119, 75172,68
Значения Таблица 2.6.1ЗначенияЭДС холостого хода, В
0,5Е0,8ЕЕ1,15Е1,3Е
F Vb Vб Tl Wс.мин Tl Ints.cf. tl Ints.max тл На тл Vpl Tl Wс Tl Vкто-л. Tl Hr.min А/м Hстаршая А/м Hз.макс А/м H3= а/м A AWз=HзLз A AWа=HаLа A AWen=HenLnl A AWс=HсLс А А А А

В его основной колонке, соответствующей подходящим э.д.с. ЕВ основной колонке вводятся значения эффективного потока и индуктивности отдельных частей магнитной системы. Остальные столбцы таблицы заполнены значениями этих величин, измененными пропорционально соответствующим значениям ЭДС, за исключением напряженности магнитного поля. Затем интенсивности определяются для каждой секции магнитной системы машины по соответствующим прикладным кривым индукции и намагничивания и заносятся в соответствующие строки и столбцы таблицы 2.6.1.

Затем напряженность магнитного поля умножается на среднюю длину соответствующих участков. Сложение этих продуктов дает общее значение М.П.Ч. возбуждения на пару полюсов:

. (2.6.28)

Затем строится кривая намагниченности (рис. 2.6.3).

,

Рисунок 2.6.3 Кривая намагничивания машины;

Реакция якоря в машинах постоянного тока, которая оказывает некоторое влияние на работу машины, в общем случае может быть представлена как:

(a) поперечная составляющая м.з.с. якоря (A) ПОПЕРЕЧНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ М.З.А. ЯКОРЯq ;

b) его продольная составляющая AW00β ;

c) продольные м.з. коммутационных токов AWк Короткозамкнутые участки обмотки якоря подвержены быстрому или медленному переключению тока.

В машинах постоянного тока без вспомогательных полюсов процесс коммутации тока в короткозамкнутых участках якоря задерживается в положениях щеток в соответствии с геометрической нейтралью. В этом случае переключение якоря в электродвигателях усиливает поле полюсов.

С другой стороны, поперечные м.д.с. Реакция якоря всегда ослабляет полярное поле, в то время как продольная м.д.с. малых двигателей обычно ослабляет его, отсюда и общая м.д.с. реакции якоря двигателя.

А, (2.6.29)

Поперечная составляющая арматуры AW00q определяется из так называемой переходной характеристики машины

,

Переходная характеристика может быть определена по данным, приведенным в таблице 2.6.1.

Определение AW00q показана на рис. 2.6.4, где прямоугольник abdc с высотой, соответствующей Vb для номинального режима, и базой b0 AS сдвинута вправо так, что площади заштрихованных криволинейных треугольников равны, то требуемая поперечная м.з. анкера на пару колонн составит

А. (2.6.30)

Рисунок 2.6.4 Переходная реакция машины

Коэффициент мощности поперечной пары полюсов якоря также можно найти без планирования криволинейных треугольников из формулы [3].

А (2.6.31)

Продольная составляющая м.з.с. арматуры AW00β Эта составляющая возникает в результате самопроизвольного отклонения щеток от геометрически нейтральной точки из-за механических причин и неточностей центровки и обычно незначительна в слаботочных машинах. Она определяется по известной формуле

, (2.6.32)

где м

продольная коммутационная способность якоря AW00к в малогабаритных машинах с компактным секционным реверсом тока. Его значение для номинального режима работы можно определить по следующей формуле [1]:

А, (2.6.33)

; (2.6.34)

; (2.6.35)

; (2.6.36)

; (2.6.37)

; (2.6.38)

Средняя эквивалентная индуктивность части якоря

(2.6.39)

– Переходное падение напряжения на контактах двух разнородных щеток, В;

Ток одной щетки

(2.6.40)

Ток одной параллельной ветви

. (2.6.41)

Переходное падение напряжения на контактах щетки и ее компонентах при номинальной плотности тока щетки можно принять за среднее значение:

М-1, М-6: В; В; В;

MG-4: В; В; В;

ЭГ-2, ЭГ-8: В; В; В;

Общая мощность возбуждения машины под нагрузкой на пару полюсов:

, А (2.6.42)

2.7 Конструкция обмотки возбуждения

В случае двигателя постоянного тока проектирование обмотки возбуждения включает в себя определение количества витков на полюс, сечения проводника и соответствующего расположения обмотки на сердечниках полюсов.

(a) Электродвигатель с последовательным возбуждением.

Количество витков обмотки возбуждения на полюс,

, (2.7.1)

Сечение и диаметр провода обмотки возбуждения.

м 2 , (2.7.2)

где – начальное значение плотности тока в обмотке возбуждения, выбираемое, например, из кривых на рис. 2.4.2 в зависимости от режима работы, типа конструкции и момента электродвигателя или из формул (2.4.3) и (2.4.4).

Наконец, из приложения 1 выбираются следующие по величине сечение и диаметр проводника:

Конечная плотность тока в проводнике обмотки возбуждения

A/м 2 , (2.7.3)

Сопротивление обмотки горячего возбуждения при расчетной температуре С

Ом, (2.7.4.)

где ом м – удельное электрическое сопротивление меди при С;

, м – средняя длина обмотки возбуждения, определяемая по эскизу положения обмотки на полюсе (рис.2.7.1).

Рис.2.7.1 Размеры катушки возбуждения

Количество проводников на высоту катушки

м, (2.7.5)

м, (2.7.6)

высота вершины столба

м, (2.7.7)

где м – толщина изоляции теплообменника с обеих сторон;

Tl – магнитная индукция в вершине полюса.

Количество проводников по ширине катушки

(2.7.8)

м. (2.7.9)

Средняя длина витков катушки возбуждения

м. (2.7.10)

В случае разъемных полюсов (рис. 2.6.1) внутренняя окружность катушки определяется размерами поперечного сечения полюса и ; в случае с раскладушкой (рис. 2.6.2) значение в формуле (2.7.10) следует увеличить на величину для того, чтобы можно было установить катушку на сердечник полюса со стороны полюсных выводов.

Падение напряжения на обмотке возбуждения

В, (2.7.11)

Проверьте величину тока якоря под нагрузкой.

В, (2.7.12)

Результирующая величина э.ф.к. Е не должно отличаться от исходного значения в начале расчета более чем на ±5%. В случае большего отклонения от уставки и для достижения заданной скорости необходимо скорректировать требуемый КПД возбуждения двигателя. Для этого значение потока определяется из полученного значения ЭДС:

(2.7.13)

Кривая намагничивания (рис.2.6.3) используется для определения э.ф.к. а общая эффективность возбуждения определяется по кривой намагничивания (рис. 2.6.3):

(2.7.14)

Затем обмотка возбуждения окончательно пересчитывается.

б) Электродвигатель с параллельным возбуждением.

В этом случае поперечное сечение обмотки возбуждения определяется следующим образом

м², (2.7.15)

где lcs рассчитывается по формуле 2.7.10, где Ск=0, ближайшее сечение и диаметр воздуховода берутся из приложения 1

и преобразовать lср. с расчетным значением Ск.

Плотность тока в проводнике обмотки возбуждения

А/м². (2.7.16)

Плотность тока возбуждения должна соответствовать кривым на рис. 2.4.2. Если плотность тока, полученная в данном положении, не согласуется с приведенными выше кривыми, то ток возбуждения должен быть соответствующим образом изменен Если ток, полученный в этом положении, не согласуется с данными на вышеприведенных кривых, следует соответствующим образом скорректировать ток возбуждения.

Количество витков обмотки возбуждения на полюс

, (2.7.17)

Число витков обмотки на полюс должно быть определено, как указано выше.

Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии при определяется по формуле (2.7.4) для заданного значения .

Определенное таким образом сопротивление обмотки возбуждения должно для данного напряжения машины практически определять ток возбуждения:

. (2.7.18)

Проверка ЭДС якоря при нагрузке

(2.7.19)

Результирующее значение ЭМП E не должно отличаться от исходного значения более чем на %. Если значение больше отличается от установленного, необходимо провести коррекцию.

2.8 Эффективность и результативность потерь

Потери мощности маломощного двигателя постоянного тока состоят из следующего:

1) Потери в меди в обмотках якоря и возбуждения машины,

2) Переходные потери на контактах щетки и коллектора,

3) Магнитные потери на гистерезис и вихревые токи в стали якоря,

4) Механические потери (трение между подшипниками, якорем и воздухом, щетками и коллектором).

5) Аддитивные потери.

Потери в меди обмотки якоря

W (2.8.1)

Потери в меди последовательных обмоток возбуждения

(2.8.2)

Потери в меди параллельных обмоток возбуждения

(2.8.3)

Переходные потери в щеточных контактах и коллекторе

(2.8.4)

Масса стали сердечника якоря

кг (2.8.5)

Зубья арматуры стальная масса

кг (2.8.6)

Гистерезисные потери и вихревые токи в стали сердечника клапана

W (2.8.7)

Гистерезисные потери и вихревые токи в зубьях стальных клапанов

) W (2.8.8)

Общие потери на магнитный гистерезис и вихревые токи в арматурной стали

W (2.8.9)

Удельные потери в стали, W/кг

, (2.8.10)

, (2.8.11)

где и – из таблицы 2.8.1

Значения и в зависимости от марки стали и толщины листа Таблица 2.8.1

Марка сталиТолщина плиты, мм
E11 E12 E31 E44 E440,50 0,50 0,35 0,35 0,204,1 3,5 1,8 1.1 0,85,1 4,4 2,1 1,4 1,3

Потери на трение щеток о коллектор

W. (2.8.12)

-Общая площадь контакта всех щеток на коллекторе.

Потери из-за трения в подшипниках могут быть приблизительно рассчитаны по формуле

W. (2.8.13)

Коэффициент Для небольших машин с шарикоподшипниками опыт подсказывает диапазон от 1 до 3, причем более высокое значение находится на нижнем конце рассматриваемого здесь диапазона мощности.

кг. (2.8.14)

Средняя объемная масса якоря и коллектора

кг/м³.

Потери на трение в якоре в принципе не могут быть точно рассчитаны; для небольших машин со скоростью вращения до 12 000 об/мин в качестве приближения можно использовать следующую формулу:

W. (2.8.15)

Общие механические потери в машине

W. (2.8.16)

Общие потери машины при полной нагрузке

W ., (2.8.17)

где коэффициент где коэффициент учитывает дополнительные потери машины.

Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке машины

, (2.8.18)

где I=Ia – для двигателя с последовательным возбуждением I=Ia+Iв – для двигателя с параллельным возбуждением

Значение, найденное здесь не должна отклоняться более чем на % от ранее выбранного значения. Если разница больше, необходимо скорректировать расчет.

2.9 Производительность электродвигателя

Под кривыми рабочих характеристик маломощных двигателей постоянного тока понимаются значения потребляемого тока и мощности, скорости, КПД и крутящего момента при постоянном напряжении на клеммах в зависимости от мощности на валу.

; ; ; ;M2= (P2).

На основании этих расчетов строятся графики рабочих характеристик двигателя. Расчет рабочих характеристик электродвигателя для удобства можно свести в таблицу 2.9.1.

Расчет рабочей характеристики электродвигателя Таблица 2.9.1

ЗначенияТок, потребляемый двигателем от сети, A
0,5I0,8II1,2I
IB= , A 1
Ia =I-IB, А 2
∆Ua = Ia∙ra, B
∆UB= Ia∙rB, B 3
∆Uщ, B
∆U = ∆Ua+∆Uщ+∆UB, B 4
E = U – ∆U, B
AW00B = Ia∙2WB, A 5
AW00R, A
AW00p = AW’B – AWR , A
F , Vb
, об/мин
РМ.А.= Ia 2 ∙ra, W
Рм.в.= Ia 2 ∙rв, W 6
Рw.c.= ∆Uщ∙Ia, W
Р1=U∙I, W (I = Ia)
Ва, Tl
Рsa, W
Вз, Tl
Рs.w., W
Рс, W
Ртр.с, W
Ртр.п, W
Рtr.in, W
Рmx, W
, W
P2 = P1 – ∑P , W
, H-m

Пояснения к таблице 2.9.1:

1 для двигателя с параллельным возбуждением ;

2 для двигателя с последовательным возбуждением; для двигателя с последовательным возбуждением ;

3 для двигателя с последовательным возбуждением

4 для двигателя с последовательным возбуждением; для двигателя с параллельным возбуждением ;

5 для двигателя с последовательным возбуждением 5 для последовательного возбуждения; для параллельного возбуждения ;

6 для двигателя с последовательным возбуждением; для двигателя с параллельным возбуждениемMW=UIВ=const

В колонку таблицы 2.9.1, соответствующую номинальному току, потребляемому двигателем из сети, вносятся расчетные значения отдельных величин. Таким образом, сумма ответов M.O.P. для остальных столбов принимается пропорциональным току якоря, а эффективный поток полюсов Ф для каждого не нормированного потребляемого тока определяется по кривой намагничивания (рис. 2.6.3) с использованием м.с.

.

Поскольку все рабочие характеристики зависят от удобно построить их на одной плоскости прямоугольной системы координат с горизонтальной осью P2 и пять вертикальных осей с общим нулевым значением.

2.10 Упрощенный тепловой расчет

Для снижения вычислительных затрат при тепловом проектировании машин постоянного тока упрощенные тепловые расчеты могут быть сведены к приближенным расчетам [4]. В этом случае средние избыточные температуры обмотки якоря, коллектора и поля машины относительно температуры окружающей среды определяются по следующим формулам.

Перегрев якоря. Полная потеря активного слоя на арматуре

Ватт. (2.10.1)

Охлаждающая поверхность активного слоя арматуры

м². (2.10.2)

Средняя перегретая температура клапана по отношению к установившейся температуре окружающей среды

ºC, (2.10.3)

где, для закрытых машин, коэффициент теплопередачи через поверхность якоря

Вт/м²∙град,

Окружная скорость вращения якоря

м/с. (2.10.4)

Превышение температуры коллектора Полная потеря коллектора

Вт. (2.10.5)

Охлаждающая поверхность коллектора

м². (2.10.6)

Средняя температура коллектора выше установившейся температуры окружающей среды

ºC, (2.10.7)

где – коэффициент теплопередачи поверхности коллектора

Вт/м²∙град.

Превышение температуры обмотки возбуждения. Потери в одном витке обмотки возбуждения

Вт, (2.10.8)

где – потери в меди обмотки возбуждения, Вт.

Охлаждающая поверхность одной катушки возбуждения в случае стойки со съемными полюсами

м 2 , (2.10.9)

С предварительно сформированной рамой

м². (2.10.10)

где Ск и hк – ширина и высота катушки.

Среднее превышение температуры обмотки возбуждения над температурой окружающей среды при установившемся режиме работы

ºC, (2.10.11)

где для закрытых машин коэффициент теплопередачи поверхности обмотки возбуждения

Вт/м²∙град.

Приложение 1: Марки и размеры круглых медных обмоточных проводов.

Читайте далее:
Сохранить статью?