Двигатели коллекторные постоянного тока

Электроника для всех

Блог о электронике

Двигатель постоянного тока. Характеристики и регулирование

После предыдущего поста о мотор-редукторе мне пришло несколько вопросов по регулированию двигателя постоянного тока. Так что пора написать очередной пост :)

Двигатель постоянного тока (ДПТ) это один из самых привычных и понятных электродвигателей, он изучается даже в школе, на физике. Он используется практически везде, где нужен малогабаритный моторчик, а также не спешит сдавать своих позиций и там, где мощность измеряется десятками киловатт. О нем и поговорим.

Конструктив и базовый принцип
Не буду тут особо распинаться, покажу картинку из википедии и укажу ряд основных узлов. Все остальное вы и так знаете и трогали своими руками.

1. Статор состоит из источника магнитного поля. Далеко не всегда это постоянный магнит, более того, постоянный магнит это скорей исключение, чем правило. Обычно все же это обмотка возбуждения. По крайней мере на всем, что больше кулака по размерам.

Работает все очень и очень просто. Обмотка якоря отталкивается от магнитного поля статора силой Ампера и совершает пол оборота, стремясь вывести эту силу на ноль и таки вывела бы если бы не коллектор, который ловко всех обламывает переключает полярность катушки и сила вновь становится максимальной. И так по кругу. Т.е. коллектор служит механическим инвертором напряжения в якоре. Запомните этот момент, он нам еще пригодится :)

Обычно в мелких моторчиках всего два полюса обмотки возбуждения (одна пара) и трехзубцовый якорь. Три зуба это минимум для запуска из любого положения, но чем больше зубцов тем более эффективно используется обмотка, меньше токи и более плавный момент, т.к сила является проекцией на угол, а активный участок обмотки проворачивается на меньший угол

Происходящие в двигателе процессы
Думаю многие из вас кто баловался с движками могли заметить, что у них есть ярко выраженный пусковой ток, когда мотор на старте может рвануть стрелку амперметра, например, до ампера, а после разгона ток падает до каких-нибудь 200мА.

Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки. Так что предельный ток который может развить движок и на который следует рассчитывать схему узнать несложно. Достаточно замерить сопротивление обмотки двигателя и поделить на это значение напряжение питания. Просто по закону Ома. Это и будет максимальный ток, пусковой.

Но по мере разгона начинается забавная вещь, обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость.

А если движок дополнительно еще подкручивать по ходу, то противоэдс будет выше питания и движок начнет вкачивать энергию в систему, став генератором.

Немного формул
Не буду грузить никого выводами, их найдете сами если захотите. Чтобы было поменьше матана рекомендую найти учебник по электроприводу для средних учебных заведений и годом выпуска подревней. От 50х-60х годов самое то :) Там и картинки винтажные и расписано для вчерашнего выпускника сельской семилетки. Много букв и никакого грузилова, все четко и по делу.

Самая главная формула коллекторного двигателя постоянного тока:

  • U — напряжение подаваемое на якорь
  • Rя — сопротивление якорной цепи. Обычно за этот символ считают только сопротивление обмотки, хотя можно снаружи навесить резистор какой и он к ней приплюсуется. Тогда пишут как (Rя+Rд)
  • Iя — ток в якорной цепи. Тот самый который замеряется амперметром при попытке измерять потребление движка :)
  • Е — это противоэдс или ЭДС генератора, в генераторном режиме. Она зависит от конструкции двигателя, оборотов и описывается вот такой вот простой формулой
  • Ce — одна из конструктивных констант. Они зависят от конструкции двигателя, числа полюсов, количества витков, толщин зазоров между якорем и статором. Нам она не особо нужна, при желании ее можно вычислить экспериментально. Главное, что она константа и на форму кривых не влияет :)
  • Ф — поток возбуждения. Т.е. сила магнитного поля статора. В мелких моторчиках, где оно задается постоянным магнитом это тоже константа. Но бывает под возбуждение выведена отдельная обмотка и тогда мы можем ее менять.
  • n — обороты якоря.

Ну и зависимость момента от тока и потока:

См — конструктивная констатнта.

Вот тут стоит обратить внимание, что зависимость момента от тока совершенно прямая. Т.е. просто замеряя ток, при неизменном потоке возбуждения, мы можем совершенно точно узнать величину момента. Это может быть важно, например, чтобы не сломать привод, когда двигло может развить такое усилие, что легко поломает то, что оно там вращает. Особенно с редуктором.

Ну и из этого же следует, что момент у машины постоянного тока зависит только от способности источника снабжать его током. Так что идеальный нерушимый сверхпроводящий движок вам на раз лом в узел завяжет, пусть даже он сам с ноготок будет. Только энергию подавай.

А теперь смешаем все это в кучу и получим зависимость оборотов от момента — механическую характеристику двигателя.

Если ее построить, то будет нечто следующее:

n — это обороты идеального холостого хода сферического двигателя в вакууме. Т.е. когда наш движок ну ваще халявит, момент равен нулю. Ток потребления тоже, естественно, ноль. Т.к. противоэдс равна напряжению. Чисто теоретический вариант. А вторая точка строится уже с каким-либо моментом на валу. Получается прямая зависимость оборотов от момента. А наклон характеристики определяется сопротивлением якорной цепи. Если никаких добавочных резисторов там нет, то это зовут естественной характеристикой.

Обороты идеального холостого хода зависят от напряжения и потока. Больше ни от чего. А если поток константа (постоянный магнит), то только от напряжения. Снижая напряжение вся наша характеристика параллельно смещается вниз. Уменьшили напряжение в два раза — скорость упала в два раза.

Читайте также:
Выбираем между турбированным и атмосферным газовым котлом

Если есть возможность менять поток возбуждения, то можно поднимать скорость выше номинальной. Тут зависимость обратная. Ослабляем поток — двигатель разгоняется, но либо падает момент, либо ему надо жрать больше тока.

Иной двигатель со снятием возбуждения может и в разнос пойти. Помнится сдавал я затянувшийся курсач по электроприводу, уже хрен знает спустя сколько времени после сессии. Вломы мне его делать было, ага :) Ну и сидел в лаборатории, ждал препода. А там какие то балбесы, на курс ниже, лабу делали. Крутили движок вхолостую, а возбуждение к стенду приверчено было на соплях и слетело с клеммы. Движок в разнос пошел. У нас в лаборатории ЭПА ЮУРГУ все серьезно было, машины стояли нешуточные, по десятку киловатт и под сотню другую кг каждый. Все на суровом напряжении в 380 вольт.
В общем, когда эта дура взревела как монстр и стала рваться с креплений, я только и успел крикнуть, что все нахер от машины, вырубай к черту. Не успели, двигло сорвало с креплений, обмотка повылетала с пазов и движку пришел кирдык. Ладно никого не покалечило.
Впрочем, лабы привода это то еще развлечение было. У нас там и горело и взрывалось. Там я приобрел замечательные навыки чинить что угодно, чем угодно в сжатые сроки. В среднем, каждый успел по разу убить стенд наглухо, а лаба часто начиналась с починки паяльника, которым чинили осциллограф с помощью которого реанимировали убитый стенд.

Добавляя резисторы в якорную цепь мы можем увеличить наклон, т.е. чем больше грузим тем больше падает скорость.

Метод плох тем, что резисторы в цепи якоря должны быть расчитаны на ток двигателя, т.е. быть мощными и будут греться зря. Ну и момент резко падает, что плохо.

Есть еще двигатели не независимого, а последовательного возбуждения. Это когда обмотка статора включена последовательно якорю. Не каждый двигатель так можно включить, обмотка возбуждения должна выдерживать ток якоря. Но у них возникает одно интересное свойство. При пуске возникает большой пусковой ток и этот пусковой ток является же током возбуждения, обеспечивая огромный пусковой момент. Механическая характеристика напоминает гиперболу с максимумом в районе нулевых оборотов.

А дальше, по мере разгона, момент падает, а обороты наоборот растут. И если нагрузку убрать с вала, то движок сразу же уходит в разнос. Такие движки ставят на тягловый привод в основном. По крайней мере ставили раньше, до развития силовой электроники. С места эта хрень рвет так, что все стритсракеры нервно закуривают.

Режимы работы двигателя постоянного тока
Направление вращения движка зависит от направления тока якоря или направления потока возбуждения. Так что если взять коллекторный двигатель и подключить обмотку возбуждения параллельно якорю, то он будет прекрасно вращаться и на переменном токе (универсальные двигатели, их в кухонную технику часто ставят). Т.к. ток будет одновременно меняться и в якоре и в возбуждении. Момент правда будет пульсирующим, но это мелочи. А для реверса там надо будет поменять полярность включения якоря или возбуждения.

Если нарисовать механическую характеристику в четырех квадрантах, то у нас будет нечто похожее на это:

Вот, например, характеристика 1 на I участке у нас машина работает как двигатель. Нагрузка растет и в определенный момент двигатель останавливается и начинает вращаться в обратную сторону, т.е. нагрузка обращает его вспять. Это тормозной режим, противовключение. Режим очень тяжелый, двигло греется просто зверски, но для торможения очень эффективный. Если же момент на валу сменит направление и пойдет вращать навстречу движку, то мотор сразу же выйдет на генерацию (IV участок).

Характеристика 2 это то же самое, только с обратной полярностью питающего напряжения двигателя.

А характеристика 3 это динамическое торможение. Оно же реостатное. Т.е. когда мы берем и просто коротим наш двигатель на резистор или сам на себя. Можете сами проверить, возьмите любой моторчик и покрутите его, а потом закоротите ему якорь и покрутите снова. На валу будет ощутимое усилие, тем больше, чем качественнее движок.

Кстати, драйвера двигателей вроде L293 или L297 имеют возможность включить реостатное торможение, подачей обоих ключей вверх или вниз. При этом якорь коротится через драйвер на шину земли или питания.

Бесколлекторные двигатели постоянного тока
Коллекторный движок он очень хорош. Он чертовски легко и гибко регулируется. Можно повышать обороты, понижать, механическая характеристика жесткая, момент он держит на ура. Зависимость прямая. Ну сказка, а не мотор. Если бы не одна ложка говна во всей этой вкусняшке — коллектор.

Это сложный, дорогой и очень ненадежный узел. Он искрит, создает помехи, забивается проводящей пылью от щеток. А при большой нагрузке может полыхнуть, образовав круговой огонь и тогда все, капец движку. Закоротит все дугой наглухо.

Но что такое коллектор вообще? Нафига он нужен? Выше я говорил, что коллектор это механический инвертор. Его задача переключать напряжение якоря туда сюда, подставляя обмотку под поток.

А на дворе то уже 21 век и дешевые и мощные полупроводники сейчас на каждом шагу. Так зачем нам нужен механический инвертор если мы можем сделать его электронным? Правильно, незачем! Так что берем и заменяем коллектор силовыми ключами, а еще добавляем датчики положения ротора, чтобы знать в какой момент переключать обмотки.

А для пущего удобства выворачиваем двигатель наизнанку — гораздо проще вращать магнит или простенькую обмотку возбуждения, чем якорь со всей этой тряхомудией на борту. В качестве ротора тут выступает либо мощный постоянный магнит, либо обмотка питаемая с контактных колец. Что хоть и смахивает на коллектор, но не в пример надежней его.

Читайте также:
Деревянные грабли из легкодоступных материалов

И получаем что? Правильно! Бесщеточный двигатель постоянного тока aka BLDC. Все те же няшные и удобные характеристики ДПТ, но без этого мерзкого коллектора. И не надо путать BLDC с синхронными двигателями. Это совсем разные машины и разным принципом действия и управления, хотя конструктивно они ОЧЕНЬ схожи и тот же синхронник вполне может работать как BLDC, добавить ему только датчиков да систему управления. Но это уже совсем другая история.

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

106 thoughts on “Двигатель постоянного тока. Характеристики и регулирование”

Я очень ждал статей про двигатели. Специалист по электроприводу научил нас как работать с AVR, а про моторчики нифига не написал. Еще будут статьи на эту тему?

Мне порвала шаблон обратная зависимость между магнитным потоком возбуждения и скоростью вращения. По формуле я вижу, что это так, но понять не могу. Особенно удивил уход вразнос при отключении обмотки возбуждения. Если нет магнитного потока статора, то от чего «отталкивается» ротор? Как двигатель может вообще работать в таком режиме?

Отталкивается от остаточного возбуждения. Намагниченности полюсов. Но ты обрати внимание, что момент там тоже уходит в ноль. Так что либо отталкиваться бешеным током, либо снижать момент до нуля.

Да, про момент я заметил. Понятно, что разгон будет происходить только без нагрузки и только, если источник питания способен выдать нужный ток.

Статьи может быть будут еще, не скажу. Я, на самом деле, за 7 лет изрядно эту тему подзабыл за неиспользованием. Особенно касаемо всякого продвинутого регулирования и динамики привода. Так что не такой я уж специалист по приводу :)

Можно и без продвинутого регулирования для начала. Меня совсем базовые вещи интересуют. Типа, какие бывают способы управления и, соответственно, какие драйверы их реализуют, чем отличаются, плюсы, минусы, подводные камни. Для коллекторных и бесколлекторных двигателей постоянного тока. На что следует обратить внимание при разработке схем с электродвигателями, чтобы не сжечь все нафиг. В общем, такая статья в раздел «Начинающим». Но и более емкие статьи я бы с удовольствием прочитал.

Ну базовые вещи я уже описал :) А дальше додумываешь сам. Напряжение можно рулить ШИМом. Можно обратную связь по току-моменту замутить. Обращаться с ними также как с любой индуктивностью, о чем я тоже уже писал. Не расписывал только H-мосты самодельные. Но тут тема такая, на всех не угодишь, слишком они разные бывают.

Он используется практически везде, где нужен малогабаритный моторчик

То-то все авиамодели, квадкоптеры и прочая летучая нечисть — на бесколлекторниках, кроме совсем позорного Китая за $100.

Я БУДУ ЧИТАТЬ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я БУДУ ЧИТАТЬ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я БУДУ ЧИТАТЬ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я БУДУ ЧИТАТЬ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ. Я БУДУ ЧИТАТЬ ДО КОНЦА, ПРЕЖДЕ ЧЕМ КОММЕНТИРОВАТЬ.

Модели — не игрушки. Совсем другие требования, и другие цены.
А в дешевых игрушках, — как правило, дешевые коллекторные движки с проволочными щетками. Да и в самых дешевых моделях вертолета с соосными винтами (по сути, те же игрушки) — тоже коллекторные.

Имеется двигатель постоянного тока мощностью 60Вт, напряжение питания 48В. Как его можно переделать чтобы питать от 12В не потеряв в мощности?

Электродвигатели коллекторные

Цены приведены с учетом НДС

ДПР-32-Ф1-13
Коллекторный электродвигатель постоянного тока с полым якорем ДПР-32-Ф1-13 предназначен для применения в качестве силовых двигателей и для привода различных механизмов кратковременного, повторно-кратковременного и непрерывного действия в аппаратуре промышленной автоматики, телемеханики, радиоэлектроники.
Электродвигатели серии ДПР-42 выпускаются по техническим условиям ОСТ160.515.007-74.

Структура обозначения двигателей:
ДПР-32-Ф1-13
• ДПР – электродвигатель с полым ротором;
• 32 – номер габарита;
• Ф1 – с фланцевым креплением и одним выходным концом вала;
• 13 – исполнение по номинальным данным.

СЛ-281 коллекторный электродвигатель постоянного тока малой мощности для систем автоматики.
Двигатели СЛ выполняются с электромагнитным возбуждением.
Двигатели условно подразделяются на пять габаритов – 100, 200, 300, 500 и 600.
Двигатели конструктивно изготовляются двух модификаций – со стабилизацией частоты вращения и без стабилизации.
Для стабилизации частоты вращения используется встроенный центробежный контактный регулятор, обеспечивающий точность стабилизации в пределах ±0,5%.
По виду возбуждения двигатели делятся на двигатели с параллельным, последовательным и независимым возбуждением.
Двигатели со стабилизацией частоты вращения имеют параллельное возбуждение.
В зависимости от условий применения двигатели имеют три исполнения – нормальное, тропическое и нагревостойкое. Для тропического и нагревостойкого исполнений в конце условного обозначения соответственно указываются буквы ТВ и Н.
В условном обозначении двигателей со стабилизацией частоты вращения цифровое обозначение заканчивается на 0, за исключением двигателей СЛ-240С и СЛ-570С.
Крепление двигателя – за корпус.

Условия эксплуатации двигателя СЛ-281:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10
– ускорение, м/с2 . 40
• Ударные нагрузки, м/с2 . 12
• Температура окружающей среды, °С . -35. +50
• Относительная влажность воздуха при температуре 20°С, % . 98

ДР-1.5РА коллекторный электродвигатель постоянного тока для работы в аппаратуре специального назначения.
Двигатель ДР-1.5РА с электромагнитным возбуждением и встроенным редуктором.
Крепление двигателя – за корпус.
Режим работы – продолжительный.
Соответствует техническим условиям ВБ3.121.048 ТУ.

Технические характеристики двигателя ДР-1.5РА:
• Напряжение питания, В . 27
• Номинальная мощность, Вт . 1,5
• Частота вращения, об/мин . 153
• Номинальный вращающий момент, Н*см . 9,8
• Потребляемый ток, А . 1,0
• Коэффициент полезного действия, % . 9,8
• Минимальная наработка . 500 ч
• Срок службы . 8 лет
• Габаритные размеры, мм . 108х40
• Масса, кг . 0,45

Читайте также:
9 плюсов и 3 минуса утепленной шведской плиты

Условия эксплуатации двигателя ДР-1.5РА:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10-200
– ускорение, м/с2 . 40
• Температура окружающей среды, °С . -60. +50
• Относительная влажность воздуха при температуре 20°С, % . 98

Коллекторный электродвигатель постоянного тока с полым якорем ДПР-32-Н5-02 предназначен для применения в качестве силовых двигателей и для привода различных механизмов кратковременного, повторно-кратковременного и непрерывного действия в аппаратуре промышленной автоматики, телемеханики, радиоэлектроники.
Электродвигатели серии ДПР-32 выпускаются по техническим условиям ОСТ160.515.007-74.

Структура обозначения двигателей:
ДПР-32-Н5-02
• ДПР – электродвигатель с полым ротором;
• 32 – номер габарита;
• Н5- с креплением за наружную поверхность корпуса и одним выходным концом вала;
• 02 – исполнение по номинальным данным.

Технические характеристики двигателя ДПР-32-Н5-02:
• Напряжение питания, В . 27
• Номинальная мощность, Вт . 1,0
• Частота вращения, об/мин . 4000
• Номинальный вращающий момент, мН*м . 2,45
• Пусковой момент, мН*м . 7,35
• Потребляемый ток, А . 0,11
• Пусковой ток, А . 0,6
• Коэффициент полезного действия, % . 34

ДПР-32-Н1-07
Коллекторный электродвигатель постоянного тока с полым якорем ДПР-32-Н1-07 предназначен для применения в качестве силовых двигателей и для привода различных механизмов кратковременного, повторно-кратковременного и непрерывного действия в аппаратуре промышленной автоматики, телемеханики, радиоэлектроники.
Электродвигатели серии ДПР-32 выпускаются по техническим условиям ОСТ160.515.007-74.

Структура обозначения двигателей:
ДПР-32-Н1-07
• ДПР – электродвигатель с полым ротором;
• 32 – номер габарита;
• Н1 – с креплением за наружную поверхность корпуса и одним выходным концом вала;
• 07 – исполнение по номинальным данным.

ДК-1А
Электродвигатель постоянного тока ДК-1А предназначен для применения в качестве силовых двигателей и для привода различных механизмов в аппаратуре промышленной автоматики, телемеханики, радиоэлектроники.

Технические характеристики двигателя ДК-1А:
• Напряжение питания, В . 27;
• Номинальная мощность, Вт . 54;
• Частота вращения, об/мин . 7500-11000;
• Потребляемый ток, А . 2,0.

Электродвигатели постоянного тока Д2-РТ без электромагнитной муфты

• Напряжение питания, В . 27
• Номинальная мощность, Вт . 2,1
• Частота вращения, об/мин . 7500
• Номинальный вращающий момент, гс*см . 27
• Масса, кг . 0,155

СД-75Д коллекторный электродвигатель постоянного тока малой мощности для систем автоматики.
Двигатель СД-75Д представляет собой реверсивную двухполюсную электрическую машину с независимым электромагнитным возбуждением, предназначенную для работы в аппаратуре специального назначения.
Питание обмотки якоря осуществляют от электромагнитного усилителя напряжением 27 В, а обмотки возбуждения – от источника постоянного тока напряжением 27 В.
Изменение частоты вращения и направление вращения двигателя производят изменением величины и полярности напряжения питания якоря.
Крепление двигателя – фланцевое.
Режим работы – продолжительный.

Технические характеристики двигателя СД-75Д:
• Напряжение питания обмотки, В
– якоря . 27
– возбуждения . 27
• Номинальная мощность, Вт . 75
• Частота вращения, об/мин . 7500
• Номинальный вращающий момент, Н*см . 9,55
• Потребляемый ток, А:
– якоря . 6,0
– возбуждения . 1,3
• Гарантийная наработка, ч . 1200
• Габаритные размеры, мм . 136х62,5
• Масса, кг . 1,5

Условия эксплуатации двигателя СД-75Д:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10-1000
– ускорение, м/с2 . 100
• Ударные нагрузки, м/с2 . 350
• Температура окружающей среды, °С . -60. +50
• Относительная влажность воздуха при температуре 35°С, % . 98

СД-75М-01 коллекторный электродвигатель постоянного тока малой мощности для систем автоматики.
Двигатель СД-75М-01 представляет собой реверсивную двухполюсную электрическую машину с независимым электромагнитным возбуждением, предназначенную для работы в аппаратуре специального назначения.
Питание обмотки якоря осуществляют от электромагнитного усилителя напряжением 60 В, а обмотки возбуждения – от источника постоянного тока напряжением 27 В.
Изменение частоты вращения и направление вращения двигателя производят изменением величины и полярности напряжения питания якоря.
Крепление двигателей – фланцевое.
Режим работы – продолжительный.

Технические характеристики двигателя СД-75М-01:
• Напряжение питания обмотки, В
– якоря . 60
– возбуждения . 27
• Номинальная мощность, Вт . 75
• Частота вращения, об/мин . 7500
• Номинальный вращающий момент, Н*см . 9,55
• Потребляемый ток, А:
– якоря . 2,0
– возбуждения . 0,8
• Коэффициент полезного действия, % . 53
• Гарантийная наработка, ч . 1200
• Габаритные размеры, мм . 136х35
• Масса, кг . 1,5

Условия эксплуатации двигателя СД-75М-01:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10-1000
– ускорение, м/с2 . 100
• Ударные нагрузки, м/с2 . 350
• Температура окружающей среды, °С . -60. +50
• Относительная влажность воздуха при температуре 35°С, % . 98

ДМ-10-6А коллекторный двигатель постоянного тока малой мощности для систем автоматики.
Двигатели серии ДМ выполняются с возбуждением от постоянных магнитов, с пазовым якорем.
Режим работы – продолжительный (S1).
Напряжение питания 27 В.

Технические характеристики электродвигателя ДМ-10-6А:
• Номинальная мощность, Вт . 10
• Частота вращения, об/мин . 6000
• Потребляемый ток, А . 1,5
• Коэффициент полезного действия, % . 25
• Масса, кг . 0,3

Условия эксплуатации электродвигателя ДМ-10-6А:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10-1000
– ускорение, м/с2 . 75
• Ударные нагрузки, м/с2 . 350
• Температура окружающей среды, °С . -60. +85
• Относительная влажность воздуха при температуре 35°С, % . 98

СЛ-221ТВ коллекторный электродвигатель постоянного тока малой мощности для систем автоматики.
Двигатели СЛ выполняются с электромагнитным возбуждением.
Двигатели условно подразделяются на пять габаритов – 100, 200, 300, 500 и 600.
Двигатели конструктивно изготовляются двух модификаций – со стабилизацией частоты вращения и без стабилизации.
Для стабилизации частоты вращения используется встроенный центробежный контактный регулятор, обеспечивающий точность стабилизации в пределах ±0,5%.
По виду возбуждения двигатели делятся на двигатели с параллельным, последовательным и независимым возбуждением.
Двигатели со стабилизацией частоты вращения имеют параллельное возбуждение.
В зависимости от условий применения двигатели имеют три исполнения – нормальное, тропическое и нагревостойкое. Для тропического и нагревостойкого исполнений в конце условного обозначения соответственно указываются буквы ТВ и Н.
В условном обозначении двигателей со стабилизацией частоты вращения цифровое обозначение заканчивается на 0, за исключением двигателей СЛ-240С и СЛ-570С.
Крепление двигателя – за корпус.

Читайте также:
Бетон или асфальт - что лучше использовать во дворе дома?

Технические характеристики двигателя СЛ-221ТВ:
• Напряжение питания, В . 110
• Номинальная мощность, Вт . 13
• Частота вращения, об/мин . 3600-4600
• Номинальный вращающий момент, Н*см . 3,43
• Потребляемый ток, А . 0,35
• Коэффициент полезного действия, % . 33
• Гарантийная наработка, ч . 2000
• Габаритные размеры, мм . 97,5х70
• Масса, кг . 0,9

Условия эксплуатации двигателя СЛ-221ТВ:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10
– ускорение, м/с2 . 40
• Ударные нагрузки, м/с2 . 12
• Температура окружающей среды, °С . -35. +95
• Относительная влажность воздуха при температуре 20°С, % . 98

СЛ-121 коллекторный электродвигатель постоянного тока малой мощности для систем автоматики.
Двигатели СЛ выполняются с электромагнитным возбуждением.
Двигатели условно подразделяются на пять габаритов – 100, 200, 300, 500 и 600.
Двигатели конструктивно изготовляются двух модификаций – со стабилизацией частоты вращения и без стабилизации.
Для стабилизации частоты вращения используется встроенный центробежный контактный регулятор, обеспечивающий точность стабилизации в пределах ±0,5%.
По виду возбуждения двигатели делятся на двигатели с параллельным, последовательным и независимым возбуждением.
Двигатели со стабилизацией частоты вращения имеют параллельное возбуждение.
В зависимости от условий применения двигатели имеют три исполнения – нормальное, тропическое и нагревостойкое. Для тропического и нагревостойкого исполнений в конце условного обозначения соответственно указываются буквы ТВ и Н.
В условном обозначении двигателей со стабилизацией частоты вращения цифровое обозначение заканчивается на 0, за исключением двигателей СЛ-240С и СЛ-570С.
Крепление двигателя – за корпус.

Технические характеристики двигателя СЛ-121:
• Напряжение питания, В . 110
• Номинальная мощность, Вт . 5
• Частота вращения, об/мин . 3500-5500
• Номинальный вращающий момент, Н*см . 1,37
• Потребляемый ток, А . 0,3
• Коэффициент полезного действия, % . 15
• Гарантийная наработка, ч . 1500

Условия эксплуатации двигателя СЛ-121:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10
– ускорение, м/с2 . 4
• Ударные нагрузки, м/с2 . 12
• Температура окружающей среды, °С . -40. +50
• Относительная влажность воздуха при температуре 20°С, % . 98

Коллекторный электродвигатель постоянного тока ДПМ-20-Н2-01 с возбуждением от постоянных магнитов предназначен для применения в качестве силовых двигателей и для привода различных механизмов кратковременного, повторно-кратковременного и непрерывного действия в аппаратуре промышленной автоматики, телемеханики, радиоэлектроники.
Технические условия: ОСТ 160.515.022-76.

Структура обозначения двигателей:
ДПМ-20-Н2-01
• ДПМ – электродвигатель с возбуждением от постоянных магнитов;
• 20 – номер габарита;
• H1 – с одним выходным концом вала;
• Н2 – с двумя выходными концами вала (размеры концов вала одинаковы);
• Н3 – с одним выходным концом вала и встроенным центробежным контактным регулятором частоты вращения;
• 1Т – с одним выходным концом вала и с трибкой (шестерней) на валу;
• 3Т – с одним выходным концом вала с трибкой и встроенным центробежным контактным регулятором частоты вращения;
• 01. 17 – тип двигателя.

Технические характеристики двигателя ДПМ-20-Н2-01:
• Напряжение питания, В . 29
• Номинальная мощность, Вт . 0,46
• Частота вращения, об/мин . 9000
• Номинальный вращающий момент, мН*м . 0,49
• Пусковой момент, мН*м . 4,9
• Потребляемый ток, А . 0,1
• Коэффициент полезного действия, % . 16
• Масса, кг . 0,065

Коллекторный электродвигатель постоянного тока ДПМ-30-Н1-10А с возбуждением от постоянных магнитов предназначен для применения в качестве силовых двигателей и для привода различных механизмов ратковременного, повторно-кратковременного и непрерывного действия в аппаратуре промышленной автоматики, телемеханики, радиоэлектроники.
Технические условия: ОСТ 160.515.022-76.

Структура обозначения двигателей:
ДПМ-30-Н1-10А
• ДПМ – электродвигатель с возбуждением от постоянных магнитов;
• 30 – номер габарита;
• H1 – с одним выходным концом вала;
• 10А – тип двигателя.

Технические характеристики двигателя ДПМ-30-Н1-10А:
• Напряжение питания, В . 14
• Номинальная мощность, Вт . 4,62
• Частота вращения, об/мин . 4500
• Номинальный вращающий момент, мН*м . 9,8
• Пусковой момент, мН*м . 27,5
• Потребляемый ток, А . 1,0
• Коэффициент полезного действия, % . 33
• Масса, кг . 0,22

СЛ-221 коллекторный электродвигатель постоянного тока малой мощности для систем автоматики.
Двигатели СЛ выполняются с электромагнитным возбуждением.
Двигатели условно подразделяются на пять габаритов – 100, 200, 300, 500 и 600.
Двигатели конструктивно изготовляются двух модификаций – со стабилизацией частоты вращения и без стабилизации.
Для стабилизации частоты вращения используется встроенный центробежный контактный регулятор, обеспечивающий точность стабилизации в пределах ±0,5%.
По виду возбуждения двигатели делятся на двигатели с параллельным, последовательным и независимым возбуждением.
Двигатели со стабилизацией частоты вращения имеют параллельное возбуждение.
В зависимости от условий применения двигатели имеют три исполнения – нормальное, тропическое и нагревостойкое. Для тропического и нагревостойкого исполнений в конце условного обозначения соответственно указываются буквы ТВ и Н.
В условном обозначении двигателей со стабилизацией частоты вращения цифровое обозначение заканчивается на 0, за исключением двигателей СЛ-240С и СЛ-570С.
Крепление двигателя – за корпус.

Технические характеристики двигателя СЛ-221:
• Напряжение питания, В . 110
• Номинальная мощность, Вт . 13
• Частота вращения, об/мин . 3600-4600
• Номинальный вращающий момент, Н*см . 3,43
• Потребляемый ток, А . 0,35
• Коэффициент полезного действия, % . 33
• Гарантийная наработка, ч . 2000
• Габаритные размеры, мм . 97,5х70
• Масса, кг . 0,9

Условия эксплуатации двигателя СЛ-221:
• Вибрационные нагрузки:
– диапазон частот, Гц . 10
– ускорение, м/с2 . 40
• Ударные нагрузки, м/с2 . 12
• Температура окружающей среды, °С . -40. +50
• Относительная влажность воздуха при температуре 20°С, % . 98

Коллекторные двигатели

Прецизионные коллекторные микродвигатели Faulhaber с полым ротором

Диаметр корпуса – 6…38 мм, мощность – 0,12…406 Вт, номинальный крутящий момент – 0,11…150 мНм, скорость вращения на холостом ходу – 5 400 … 20 200 об/мин

Ссылки на подробное описание коллекторных микродвигателей постоянного тока:

Ссылки на сопутствующие компоненты малогабаритного привода:

Ознакомиться с описанием всей продукции компании Faulhaber можно по данной ссылке.

Читайте также:
Как выбрать и установить ставни для дачи. Инструкция по выбору и установке ставень. Функции, виды и особенности разных видов ставень. Самостоятельная установка.

Малогабаритные коллекторные двигатели Dunkermotoren

Диаметр корпуса – 23…80 мм, мощность – 2,5…240 Вт, номинальный крутящий момент – 10…620 мНм, скорость вращения на холостом ходу – 3 100 … 6 300 об/мин

Ссылки на подробное описание малогабаритных коллекторных двигателей постоянного тока:

Ссылки на сопутствующие компоненты малогабаритного привода:

Ознакомиться с описанием всей продукции компании Dunkermotoren можно по данной ссылке.

Коллекторные двигатели Doga общего применения

Диаметр корпуса – 50…95 мм, номинальный крутящий момент – 210…800 мНм, номинальная скорость вращения – 675 … 4 000 об/мин

Ссылка на подробное описание малогабаритных коллекторных двигателей постоянного тока:

Диаметр корпуса – 50…95 мм, номинальный крутящий момент – 1,5…25 Нм, номинальная скорость вращения – 2 … 240 об/мин

Ссылка на подробное описание червячных мотор-редукторов на базе коллекторных двигателей постоянного тока:

Ознакомиться с описанием всей продукции компании Doga можно по данной ссылке.

Особенности коллекторных двигателей постоянного тока

Такие двигатели представляют собой оборудование, преобразующее электрическую энергию в механическую. При этом хотя бы одна, участвующая в преобразовании обмотка, должна быть соединена с коллектором. Он используется в качестве датчика для определения положения ротора и для переключения обмоток.

КД постоянного тока отличаются плавным управлением частоты вращения и высоким пусковым моментом. При этом их конструкция относительно простая. Коллекторный двигатель 220 в может быть на катушках возбуждения с обмотками различных типов или на постоянных магнитах.

Сфера использования двигателей постоянного тока

Двигатели данного типа выпускаются в большом ассортименте, что и обусловливает широкий спектр их применения. Небольшие КД применяются в детских игрушках и бытовой технике (миксерах, вентиляторах и прочее). Коллекторные двигатели также находят широкое применение в медицинском и промышленном оборудовании, на транспорте (например, электрички, трамваи).

Преимущества КД

  • Простота регулировки оборотов;
  • Приемлемая стоимость;
  • Многоуровневая защита от воды и попадания посторонних предметов;
  • Ремонтопригодность;
  • Большой ресурс.

Основные характеристики микродвигателей

Рабочие параметры таких двигателей определяются типом системы возбуждения. Также к их характеристикам относятся напряжение питания, скорость вращения, диаметр вала, пусковой момент и ток. При выборе модели необходимо ориентироваться на характеристики оборудования, для которого предназначен двигатель. Также важно учесть габаритные размеры. Сотрудники нашей компании работают оперативно, ответят на любые ваши вопросы.

Купить коллекторный двигатель постоянного тока 12В, 24В, 48В на выгодных условиях вы можете в нашей компании. Мы предлагаем только продукцию высокого качества известных европейских брендов, которая обладает высокой надежностью. Наши специалисты обладают большим опытом, работают напрямую с производителями, поэтому могут помочь подобрать оптимальный двигатель для любых задач. Для получения дополнительной информации по представленной на сайте продукции и оформления заказа вы можете связаться с нами по телефону, электронной почте или заполнить форму обратной связи. Сотрудники компании оперативно реагируют на все обращения и свяжутся с вами в кратчайшие сроки. При необходимости организуется доставка в любой регион России.

Каталог

  • По производителям
  • По типу продукции

Несколько слов о компании

Наши специалисты находятся в непосредственном контакте с производителем, поэтому всегда готовы помочь, оперативно дать исчерпывающие ответы на Ваши вопросы, посоветовать оптимальное решение.

Коллекторный двигатель постоянного тока

В отечественной классификации двигатели, о которых пойдёт речь ниже, обычно называют двигателями постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Вообще говоря, двигатели постоянного тока могут иметь различную конструкцию (например, с возбуждением от обмотки возбуждения), но среди двигателей малой мощности, массово применяемых в сервоприводах в основном применяются именно двигатели с постоянными магнитами.

Как работает коллекторный двигатель?

Коллекторный двигатель постоянного тока имеет обмотку на роторе и постоянный магнит на статоре. Обмотка ротора состоит из нескольких сегментов, которые подключены к пластинам коллектора. Щётки, перемещающиеся по коллектору, обеспечивают передачу электрического тока между статором и ротором, а также переключение сегментов обмотки при вращении ротора. При подаче постоянного напряжения к выводам двигателя электрический ток протекает через щётки и коллектор в сегменты обмотки, подключённые к пластинам коллектора на которых в настоящий момент стоят щётки. Ток, протекающий по обмотке ротора, взаимодействует с магнитным полем постоянных магнитов, создавая крутящий момент, который поворачивает ротор. При вращении ротора сегменты коллектора переключаются, позволяя току протекать через другие участки обмотки. Ток, протекающий через постоянно поворачивающиеся секции обмотки ротора, постоянно создаёт крутящий момент. При приложении к обмотке постоянного напряжения коллекторный двигатель вращается с постоянной скоростью.

Возможные варианты и специальные случаи

Выпускаемые сейчас бесколлекторные двигатели могут иметь самую разную конструкцию.
Коллекторные двигатели постоянного тока могут выпускаться с различной технологией изготовления обмотки. Есть двигатели с классической обмоткой, намотанной на стальной сердечник, и двигатели с полой цилиндрической обмоткой без стального сердечника. С точки зрения параметров имеется определённая разница между обмотками различных типов. Во-первых, классическая обмотка имеет существенно большую индуктивность, чем полая цилиндрическая обмотка, и соответственно большую постоянную времени. По этой причине, полая цилиндрическая обмотка допускает более динамичное изменение тока (момента), однако при работе от контроллера двигателя с невысокой частотой ШИМ модуляции для сглаживания пульсаций тока требуются фильтрующие дроссели большей индуктивности (а соответственно и большего размера). Во-вторых, классическая обмотка имеет большой момент инерции. При расположении обмотки на роторе, момент инерции ротора увеличивается, что отрицательно сказывается на динамике двигателя, особенно в случае работы на малоинерционную нагрузку. Кроме того, классическая обмотка, как правило, имеет заметно больший момент магнитной фиксации, а также меньший КПД, чем полая цилиндрическая обмотка.

Коллекторные двигатели могут также отличаться материалом, использованным при изготовлении щёток. В настоящее время при изготовлении коллекторных двигателей малой мощности применяются главным образом две технологии – графитовые и металлические щётки. Графитовые щётки изготавливаются из медно-графитового сплава и представляют собой бруски сложной формы, прижимаемые к коллектору пружинами. Коллектор в этом случае изготавливается из меди. Такие щётки хорошо работают с большими токами и в тяжёлых режимах (старт-стоп, реверс). При этом они создают больше помех и приводят к большим значениям тока холостого хода двигателя и к несколько более высоким потерям. Металлические щётки изготавливаются с использованием благородных металлов. В качестве материала для щёток применяется бронза с напылением в области контакта с коллектором. Щётки имеет форму плоской пластины, которая пружинит при прижатии к коллектору. В качестве материала для коллектора используется сплавы благородных металлов. Эти щётки плохо выдерживают большие токи и резкие броски тока, но хорошо работают на постоянных нагрузках и имеют низкие шумы.

Читайте также:
Выбор компании для проведения строительных работ

Отличия от других типов двигателей

Одно из основных отличий коллекторного двигателя от бесколлекторных ДПТ и от синхронных двигателей с постоянными магнитами – это наличие щёточно-коллекторного узла. Эта часть двигателя отличается повышенным износом, поскольку представляет собой электрическое соединение подвижных частей. Щёточно-коллекторный узел – это один из факторов ограничивающих срок службы и скорость коллекторного двигателя. С другой стороны, коллекторные двигатели выгодно отличаются простотой управления.

Когда нужен коллекторный двигатель?

Несмотря на срок службы и удельную мощность меньшие, чем у бесколлекторных двигателей, коллекторные двигатели по-прежнему представлены в каталогах производителей и продолжают применяться в различных проектах.

В тех случаях, когда в системе предполагается использование управления двигателем без использования обратной связи, коллекторный двигатель имеет очевидные преимущества: для его работы в таком случае можно обойтись без специализированного контроллера – достаточно обычного источника питания. Если двигатель подключается к управляющей электронике более или менее длинным кабелем, то будет существенна разница по количеству проводов, требуемых для подключения двигателя: 2 у коллекторного против 8 у бесколлекторного (с учётом датчиков Холла). В проектах, где пользователь управляющую электронику разрабатывает самостоятельно, может быть существенно то, что для коллекторного двигателя структура её программной части и аппаратная часть могут быть несколько проще.

Как работает коллекторный двигатель постоянного тока

Узнайте все преимущества и недостатки коллекторного электродвигателя для вашего проекта.

Если вы работаете над проектом, в котором есть движущаяся часть, вы, вероятно, будете искать двигатель, чтобы сделать это движение возможным. В этой серии статей мы рассмотрим наиболее популярные типы двигателей, которые используют разработчики. Прежде всего, это коллекторный двигатель постоянного тока.

Чтобы узнать, для каких проектов лучше всего подходят коллекторные двигатели постоянного тока, ознакомьтесь с обзором:

Самый простой тип электродвигателя (и самый распространенный) – это коллекторный двигатель постоянного тока. Вы можете найти этот двигатель везде. В вашем телефоне, вероятно, тоже есть один, обеспечивающий функцию вибрации. Коллекторные двигатели постоянного тока используются практически в любой движущейся игрушке. Аккумуляторные дрели работают на коллекторных двигателях постоянного тока.

Коллекторные двигатели постоянного тока используются везде: в игрушках, в чем-либо с вибрирующим мотором, в таких обычных инструментах, как аккумуляторные дрели.

Как они работают?

Коллекторные двигатели постоянного тока представляют собой простые устройства, состоящие из нескольких частей.

Коллекторные двигатели постоянного тока состоят всего из нескольких основных частей.

Вокруг корпуса двигателя расположены магниты статора. Это постоянные магниты, положительные с одной стороны и отрицательные с другой. В середине двигателя, соединенного с валом двигателя, находятся, по меньшей мере, три проволочных обмотки, соединенных с металлическими пластинами, которые называются якорем.

На противоположной от вала двигателя стороне обмоток расположен коллектор (от которого в русскоязычном варианте этот тип двигателя получил свое название) – пара металлических пластин, прикрепленных к обмоткам. Наконец, щетки (в англоязычном варианте этот тип двигателя называется «brushed», «щеточный») также расположены на стороне двигателя, противоположной валу двигателя.

Щетки создают физический контакт с коллектором. Когда на щетки подается постоянное напряжение, это напряжение передается на коллектор, который, в свою очередь, питает обмотки. Это входное напряжение генерирует магнитное поле вокруг якоря.

Левая сторона якоря отталкивается от левого магнита статора в направлении магнита справа. А правая сторона якоря отталкивается от правого магнита влево.

При постоянном изменении полярности магнитного поля вокруг якоря вал будет постоянно вращаться.

Достоинства коллекторных двигателей постоянного тока

Недорогие

Коллекторные двигатели постоянного тока производятся большими сериями и широко используются, что делает их дешевле других типов электродвигателей.

Простота управления

Чтобы заставить двигатель вращаться, просто подайте постоянное напряжение. Более высокое напряжение (или более высокий коэффициент заполнения, или более низкая скважность, ШИМ сигнала) заставит двигатель работать быстрее. Изменение полярности напряжения изменит направление вращения. Коллекторные двигатели постоянного тока даже не нуждаются в использовании микроконтроллера, вы можете запустить их, просто подключив к аккумулятору.

Высокий начальный крутящий момент

Коллекторные двигатели постоянного тока выдают высокий крутящий момент на низких скоростях. Это важно, потому что этот высокий начальный крутящий момент позволяет электродвигателю быстро набирать скорость, даже если у двигателя есть нагрузка.

Оценка характеристик коллекторных двигателей постоянного тока.

Недостатки коллекторных двигателей постоянного тока

Быстрый износ

Поскольку щетки физически трутся об коллектор, они со временем изнашиваются. Следовательно, по сравнению с другими типами электродвигателей, коллекторные двигатели постоянного тока изнашиваются быстрее.

Много электрического шума

Внутри коллекторного двигателя постоянного тока между щетками и коллектором образуются электрические дуги. Это вызывает много электрического шума, что не очень хорошо для микроконтроллеров или датчиков, работающих в этой же системе.

Ограниченная максимальная скорость

Физический контакт между щетками и коммутатором во время работы означает, что между этими двумя частями есть трение. Там, где есть трение, есть тепло. Коллекторные двигатели постоянного тока имеют ограниченную максимальную скорость, потому что слишком высокая скорость может привести к нагреву, способному нанести повреждения.

Что такое коллекторный двигатель постоянного тока и как он работает

Коллекторные электродвигатели довольно распространены в быту и на производстве. Они используются для привода различных механизмов, электроинструмента, в автомобилях. Отчасти популярность обусловлена простой регулировкой оборотов ротора, но есть и некоторые ограничения их применения и конечно же недостатки. Давайте разберемся что такое коллекторный двигатель постоянного тока (КДПТ), какие бывают разновидности данного вида электродвигателей и где они используются.

  • Определение и устройство
  • Принцип действия
  • Виды КДПТ и схемы соединения обмоток
  • Схема подключения и реверс
  • Сфера применения
  • Достоинства и недостатки
Читайте также:
4 способа быстро отмыть силиконовую форму

Определение и устройство

В справочниках и энциклопедиях приводят, такое определение:

«Коллекторным называется электродвигатель, у которого датчиком положения вала и переключателем обмоток является одно и то же устройство – коллектор. Такие двигатели могут работать либо только на постоянном токе, либо и на постоянном, и на переменном.»

Коллекторный электродвигатель, как и любой другой, состоит из ротора и статора. В этом случае ротор – является якорем. Напомним, что якорем называется та часть электрической машины, которая потребляет основной ток, и в которой индуцируется электродвижущая сила.

Для чего нужен и как устроен коллектор? Коллектор расположен на валу (роторе), и представляет собой набор продольно расположенных пластин, изолированных от вала и друг от друга. Их называют ламелями. К ламелям подключаются отводы секций обмоток якоря (устройство якорной обмотки КДПТ вы видите на группе рисунков ниже), а точнее к каждой из них подключен конец предыдущей и начало следующей секции обмотки.

Ток к обмоткам подаётся через щетки. Щётки образуют скользящий контакт и во время вращения вала соприкасаются то с одной, то с другой ламелью. Таким образом происходит переключение обмоток якоря, для этого и нужен коллектор.

Щеточный узел состоит из кронштейна с щеткодержателями, непосредственно в них и устанавливаются графитовые или металлографитовые щетки. Для обеспечения хорошего контакта щетки прижимаются к коллектору пружинами.

На статоре устанавливаются постоянные магниты или электромагниты (обмотка возбуждения), которые создают магнитное поле статора. В литературе по электрическим машинам вместо слова «статор» чаще используют термины «магнитная система» или «индуктор». На рисунке ниже изображена конструкция ДПТ в разных проекциях. Теперь же давайте разберемся как работает коллекторный двигатель постоянного тока!

Принцип действия

Когда ток протекает через обмотку якоря, возникает магнитное поле, направление которого можно определить с помощью правила буравчика. Постоянное магнитное поле статора взаимодействует с полем якоря, и он начинает вращаться благодаря тому, что одноименные полюса отталкиваются, притягиваясь к разноимённым. Что отлично иллюстрирует рисунок ниже.

При переходе щеток на другие ламели ток начинает протекать в обратную сторону (если рассматривать приведенный выше пример), магнитные полюса меняются местами и процесс повторяется.

В современных коллекторных машинах не используется двухполюсная конструкция из-за неравномерности вращения, в момент переключения направления тока силы, действующие на якорь, будут минимальны. А если включить двигатель, вал которого остановился в этом «переходном» положении — он может и не начать вращаться совсем. Поэтому на коллекторе современного двигателя постоянного тока расположено значительно больше полюсов и секций обмоток, уложенных в пазах шихтованного сердечника, таким образом достигаются оптимальные плавность движения и момент на валу.

Принцип работы коллекторного двигателя простым языком для чайников раскрыт в следующем видеоролике, убедительно рекомендуем ознакомиться.

Виды КДПТ и схемы соединения обмоток

По способу возбуждения коллекторные двигатели постоянного тока различают двух типов:

  1. С постоянными магнитами (маломощные двигатели мощностью десятки и сотни Ватт).
  2. С электромагнитами (мощные машины, например, на грузоподъёмных механизмах и станках).

Различают такие типы КДПТ по способу соединения обмоток:

  • Последовательного возбуждения (в старой отечественной литературе и от старых электриков можно услышать название «Сериесные», от англ. Serial). Здесь обмотка возбуждения подключена последовательно с обмоткой якоря. Высокий пусковой момент – преимущество такой схемы, а её недостаток – падение частоты вращения с увеличением нагрузки на валу (мягкая механическая характеристика), и то что двигатель идёт вразнос (неконтролируемый рост оборотов с последующим повреждением опорных подшипников и якоря) если работают на холостом ходу или с нагрузкой на валу в меньше 20-30% от номинальной.
  • Параллельного (также называют «шунтовые»). Соответственно обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря. На низких оборотах на валу высокий момент и стабилен в относительно широком диапазоне оборотов, а с увеличением оборотов он уменьшается. Преимущество — стабильные обороты в широком диапазоне нагрузки на валу (ограничивается его мощностью), а недостаток – при обрыве в цепи возбуждения может пойти вразнос.
  • Назависимого. Обмотки возбуждения и якоря питаются от разных источников. Такое решение позволяет точнее регулировать обороты вала. Особенности работы похожи на ДПТ с параллельным возбуждением.
  • Смешанного. Часть обмотки возбуждения подключена параллельно, а часть последовательно с якорем. Совмещают достоинства последовательного и параллельного типов.

Условное графическое обозначение на схеме вы видите ниже.

В иностранной и современной отечественной литературе, а также на схемах можно встретить и другое представление УГО для КДПТ, как было приведено на предыдущем рисунке в виде круга с двумя квадратами, где круг обозначает якорь, а два квадрата – щетки.

Схема подключения и реверс

Схема соединения обмоток статора и ротора определяется при изготовлении, и, в зависимости от того, где применяется конкретный двигатель, нужно выбирать соответствующее решение. В определенных режимах работы (тормозной режим, например) схемы включения обмоток могут изменяться или вводиться дополнительные элементы.

Включают маломощные коллекторные двигатели постоянного тока с помощью: полупроводниковых ключей (транзисторов), тумблеров или кнопок, специализированных микросхем-драйверов или с помощью маломощных реле. Крупные мощные машины подключаются к сети постоянного тока через двухполюсные контакторы.

Ниже вы видите реверсивную схему подключения двигателя постоянного тока к сети 220В. На практике, на производстве схема будет аналогичной, но диодного моста в ней не будет, поскольку все линии для подключения таких двигателей прокладываются от тяговых подстанций, где переменный ток выпрямляется.

Реверс осуществляется путем смены полярности на обмотке возбуждения или на якоре. Изменить полярность и там, и там нельзя, поскольку направление вращения вала не изменится, как это происходит с универсальными коллекторными двигателями при работе на переменном токе.

Для плавного пуска двигателя в цепь питания обмотки якоря или обмотки якоря и обмотки возбуждения (в зависимости от схемы их соединения) вводят регулировочное устройство, например, реостат, таким же образом регулируют и частоту вращения вала, но вместо реостата чаще используют набор постоянных резисторов, подключаемых с помощью набора контакторов.

Читайте также:
Варианты отделки крыльца — фото облицовки разной плиткой и камнем

В современных приложениях частота оборотов изменяется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и полупроводникового ключа, именно так это и сделано в аккумуляторном электроинструменте (шуруповёрт, например). КПД такого способа значительно выше.

Сфера применения

Коллекторные двигатели постоянного тока применяются повсеместно как в быту, так и в промышленных устройствах и механизмах, давайте кратко рассмотрим их область применения:

  • В автомобилях используют 12В и 24В коллекторные ДПТ для привода щеток стеклоочистителей (дворников), в стеклоподъёмниках, для запуска двигателя (стартер — это коллекторный двигатель постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения) и приводах другого назначения.
  • В грузоподъёмных механизмах (краны, лифты и пр.) используются КДПТ, которые работают от сети постоянного тока с напряжением 220В или любым другим доступным напряжением.
  • В детских игрушках и радиоуправляемых моделях малой мощности используются КДПТ с трёхполюсным ротором и постоянными магнитами на статоре.
  • В ручном аккумуляторном электроинструменте — разнообразные дрели, болгарки, электроотвертки и т.д.

Отметим, что в современный дорогой электроинструмент устанавливают не коллекторные, а бесколлекторные электродвигатели.

Достоинства и недостатки

Разберем плюсы и минусы коллекторного двигателя постоянного тока. Преимущества:

  1. Соотношение размеров к мощности (массогабаритные показатели).
  2. Простота регулировки оборотов и реализации плавного пуска.
  3. Пусковой момент.

Недостатки у КДПТ следующие:

  1. Износ щеток. Высоконагруженные двигатели, которые регулярно эксплуатируются, требуют регулярного осмотра, замены щеток и обслуживания коллекторного узла.
  2. Коллектор изнашивается из-за трения щеток.
  3. Возможно искрение щеток, что ограничивает применение в опасных местах (тогда используют КДПТ взрывозащищенного исполнения).
  4. Из-за постоянного переключения обмоток этот тип двигателей постоянного тока вносит помехи и искажения в питающие цепи или электросеть, что приводит к сбоям и проблемам в работе других элементов схемы (особенно актуально для электронных схем).
  5. У ДПТ на постоянных магнитах магнитные силы со временем ослабевают (размагничиваются) и эффективность двигателя снижается.

Вот мы и рассмотрели, что такое коллекторный двигатель постоянного тока, как он устроен и какой у него принцип действия. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Три способа сделать утепленный люк на чердак

В жилых домах с холодной кровлей утепленный люк на чердак — необходимость. Обычная неутепленная дверца, какой бы красивой она ни была, — это дыра в теплоизоляционном контуре дома. Через нее будет теряться много тепла, не говоря уже о выпадении конденсата из-за контраста температур между разогретой комнатой и холодным воздухом снаружи. А конденсат — это будущая плесень, грибок и намокший по контуру люка утеплитель.

Поэтому теплый люк на чердак нужен обязательно. В любом доме, где вход на чердак расположен внутри помещения, а не снаружи. И мы подробно расскажем, как его сделать.

Содержание

Выбор утеплителя для люка на чердак

В первую очередь, нужно определиться, чем утеплять люк на чердак. Поскольку крышку люка нужно будет периодически поднимать и даже закреплять вертикально, любые виды сыпучих утеплителей не подходят. Остается теплоизоляция, которая выпускается в рулонах и плитах:

  1. Минеральная вата — классический утеплитель, который отлично препятствует потерям тепла, не распространяет огонь, устойчив к поражению насекомыми, грызунами и грибком, неплохо подавляет шумы и очень прост в монтаже. Минватой часто утепляют чердачное перекрытие, поэтому логично использовать ее же для того, чтобы сделать теплый люк на чердак. Но только если толщина перекрытия позволяет — несмотря на относительно низкий коэффициент теплопередачи, для хорошего эффекта минеральную вату нужно укладывать толстым слоем.
  2. Пенопласт — очень дешевый и довольно эффективный утеплитель. Но для утепления люка на чердак его лучше не использовать, поскольку материал хрупкий, легко воспламеняется и выделяет токсичные соединения при нагреве.
  3. Экструдированный пенополистирол (XPS) — очень эффективный и недорогой утеплитель. Это родственник пенопласта, но он намного безопаснее с точки зрения стойкости к огню, хотя все равно может выделять токсичные вещества при нагреве до высоких температур. Хорошо подходит для того, чтобы утеплить люк на холодный чердак, поскольку это прочный, легкий, элементарный в монтаже материал, который укладывается сравнительно тонким слоем.
  4. Плиты из жесткого пенополиуретана (PIR) — лучший утеплитель для люка на чердак. Он огнестойкий, легкий, долговечный и препятствует потере тепла даже лучше, чем XPS-плиты. Но стоят PIR-плиты дорого, поэтому не всем этот вариант подходит.
  5. Фольгированный утеплитель — теплоизоляционный материал, который с одной стороны покрыт отражающим материалом. Это может быть как вспененный полиэтилен, так и та же минеральная вата или пенополиуретановые плиты. Слой фольги повышает эффективность утепления за счет отражения инфракрасных лучей внутрь помещения. Поэтому лучше всего он подходит для утепления люка в бане, сауне и других помещениях с высокой температурой.

При выборе утеплителя учитывайте, что минеральную вату и все подобные материалы необходимо очень тщательно защищать от намокания, поскольку они легко вбирают влагу, при этом теряя значительную часть своих теплоизолирующих свойств. Пенопласт, экструдированный пенополистирол и полиуретановые плиты, напротив, влагостойкие, поэтому их в некоторых случаях можно монтировать вовсе без паробарьера и гидроизоляции.

Как утеплить люк на крышу: три основных способа

В доме с деревянными перекрытиями неутепленный люк в потолке на холодный чердак сделать очень просто: нужно вырезать проем и закрыть его дверцей. Такой вариант подходит, например, для дачных домиков с сезонным проживанием. На дачах чердачное перекрытие утепляется редко, поэтому никаких проблем с «холодным» люком не будет.

А вот утеплённый люк на чердак своими руками сделать намного сложнее.

Во-первых, теплое перекрытие — толстое перекрытие. Даже при утеплении экструдированным пенополистиролом толщина теплоизоляции обычно 10 см и более, а минеральную вату и вовсе укладывают слоем 30-40 см. Получается своеобразный колодец, в котором нужно как-то организовать открытие дверцы. При этом люк на холодный чердак не должен сминать утеплитель при открытии.

Во-вторых, утепленный люк тоже получается толстым. И довольно тяжелым из-за массивного короба-каркаса. А это дополнительная нагрузка на петли, да и пользоваться таким люком неудобно. Поэтому утепленный люк на чердак часто снабжают специальными подъемными механизмами, которые облегчают его открытие и, заодно, фиксируют в нужном положении.

Читайте также:
Как выбрать ванну и установить без помощи профессионалов, простая пошаговая инструкция

В-третьих, между люком и проемом остаются зазоры — потенциальные мостики холода. Чтобы снизить теплопотери, их тоже нужно закрывать.

Круг проблем очертили, а теперь — о том, как утеплить люк на второй этаж, чтобы их решить. Всего есть три основных способа.

Вариант первый: люк-крышка

Простая и дешевая конструкция, которая подходит в случае, если выходить на чердак нужно 1-2 раза в год или реже. В этом случае дверцу, сделанную точно по размерам проема, с одной стороны красят так, чтобы она не сильно выделялась на фоне потолка, а с другой стороны утепляют. Причем желательно, чтобы и толщина слоя, и утеплитель были такими же, как и на чердачном перекрытии.

Чтобы утеплить люк минеральной ватой, по краям крышки нужно предварительно сделать небольшой каркас. Затем дно крышки теплого люка на чердак и ее торцы выстилают пароизоляционной пленкой, приклеивая ее с помощью двустороннего скотча или специальных лент. После укладывают внутрь получившейся конструкции минеральную вату.

Если само перекрытие утеплено открытым способом, то на этом все — теплый люк на чердак готов. Если оно закрыто гидроизоляцией, то и на люке ее нужно закрепить. Для этого гидроизоляционную мембрану просто приклеивают по контуру.

Намного проще сделать утепленный люк на чердак, если в качестве утеплителя выбран экструдированный пенополистирол или полиуретановые плиты. Плиты такого утеплителя просто приклеивают все на тот же скотч или клей сначала к крышке, а потом друг к другу. И все: не нужны ни паробарьер, ни гидроизоляция.

Люк-крышку просто вставляют в проем. Он должен заходить в него очень плотно и держаться в потолке без дополнительных креплений. В этом главная сложность этой конструкции — зазоры должны быть минимальными, поскольку обычно их не уплотняют.

Для удобства на люке-крышке делают одну или две ручки, поскольку без них его сложно извлечь и, тем более, установить на место. А для надежности на потолок ставят небольшие задвижки с двух противоположных сторон, которые при поворачивании дополнительно фиксируют люк на месте.

Вариант второй: откидывающийся утепленный люк

Самый распространенный тип утепленного чердачного люка, который представляет собой толстую плиту на петлях. Обычно такой люк открывается наружу. В этом случае со стороны помещения проем на чердак часто закрывают еще одним люком-дверцей, который обычно выполняет декоративную функцию. Утепленный люк на чердак может откидываться и внутрь помещения, но такая конструкция — неудачный выбор: тяжелая плита при открывании внутрь будет виснуть на петлях, которые, за редким исключением, на такую нагрузку не рассчитаны.

Откидывающимся чердачным люком удобно пользоваться, а еще, при достаточной толщине перекрытия, между ним и декоративной дверцей можно вместить компактную складную лестницу. При этом сделать такой утепленный люк на чердак своими руками можно без особых сложностей, работая по несколько часов в течение двух дней.

Инструменты и материалы

Люк на чердак обычно делают из деревянных досок толщиной 25-30 мм или OSB-плиты. Желательно брать доски из прочной и плотной древесины, например, дуба, березы или лиственницы. Сосновая древесина мягкая и смолистая, поэтому не очень подходит для внутренних элементов.

Можно использовать и стальные листы, но особых преимуществ у такого решения нет, а сделать металлический люк на чердак, утепленный своими руками, намного сложнее, чем деревянный.

Кроме дерева для короба понадобятся такие материалы:

  • утеплитель;
  • уголки и петли;
  • саморезы по дереву;
  • уплотнитель для дверей (лучше силиконовый);
  • пароизоляционная пленка;
  • армированный скотч или герметизирующая лента.

Для короба из деревянных досок еще понадобится антибактериальная и огнезащитная пропитка. Для большей эстетичности его можно покрасить и покрыть лаком для дерева, но это не обязательно, если со стороны помещения люк будет закрыт декоративной дверцей.

Из инструментов нужны:

  • электролобзик;
  • строительный нож;
  • шуруповерт;
  • строительный степлер;
  • рулетка, карандаш, столярный угольник;
  • строительный уровень.

Вместо электроинструмента можно взять ручной — пилу и отвертку — но тогда времени и сил на устройство утепленного люка на чердак уйдет намного больше.

Делаем короб и каркас утепленного люка

Откидывающийся люк состоит из двух частей: коробки и крышки.

Как и у дверей, коробка устанавливается в проем и держит дверное полотно — крышку. Поскольку вырезать в перекрытии идеально ровный проем очень сложно, между его стенками и коробкой должно быть 20-25 мм. Это позволит при монтаже правильно расположить коробку.

Сборку коробки начинают с замеров. Сначала измеряют проем, потом размечают доски и разрезают их на части необходимой длины. Стандартный размер коробки — 60×120 мм, но при необходимости можно сделать больше или меньше. Главный критерий — удобство. Через люк вы должны без проблем попадать на чердак и проносить все необходимые вещи. При разметке досок обязательно учитывают способ соединения — длины досок должно хватить, чтобы сделать на них пазы и шипы.

Дальше доски ставят на кромку и состыковывают друг с другом с врубкой на четверть или вполовину. Коробка должна получиться строго прямоугольной — проверить это можно с помощью столярного угольника. В идеале при сборке использовать шиповое соединение для большей прочности. В этом случае у каждой доски с одной стороны должен быть шип, а с другой — паз.

Скрепляют доски с помощью длинных саморезов, вкрученных в торцы досок, либо металлических уголков. Второй способ проще, а потому — предпочтительней. К тому же, саморез может повредить доску, если вкрутить его неправильно: слишком близко возле края или со сдвигом в одну из сторон. Склеивать доски не рекомендуется — такой способ крепления слишком ненадежен для несущей конструкции.

После коробки приступают к сборке крышки утепленного люка. Она состоит из трех частей:

Читайте также:
Как вывести жирное пятно с замшевой обуви

  1. Рама — главная часть крышки люка, ее каркас. На нее крепится и полотно, и обшивка. Собирается точно так же, как и коробка, но зазоры между рамой и коробом люка должны быть меньше — около 5 мм. Ширина досок для рамы крышки должна быть равна или чуть больше расчетной толщины слоя утеплителя.
  2. 2. Полотно — верхняя обшивка крыши люка. Его делают из досок или фанеры, которые закрепляют к раме саморезами или уголками. Полотно должно выступать за пределы рамы на 50-70 мм с каждой стороны. Эти выступы нужны, чтобы крышка не могла упасть через проем внутрь помещения.
  3. Внутренняя обшивка, которой закрывают утеплитель.

Перед тем как утеплить люк на чердак, деревянную коробку и каркас обрабатывают антисептиком и огнезащитой. К дальнейшим работам можно приступать не раньше, чем через сутки после обработки.

Утепляем люк на чердак

Перед укладкой утеплителя раму люка выстилают пароизоляцией, закрепляя ее строительным степлером. Лучше всего для этого подходит первичный полиэтилен, поскольку из бытовых материалов у него наименьшая паропроницаемость после фольги. Пароизоляционную пленку нужно укладывать с расчетом на то, что она должна полностью закрыть утеплитель и по бокам, и с внутренней стороны утепленного люка.

Затем выбранный вид утеплителя укладывают внутрь рамы. Поскольку высота рамы примерно равна необходимой толщине слоя теплоизоляции, то утеплитель можно даже не крепить дополнительно — его прижмет обшивка. Во всяком случае, минеральную вату. Жесткие плиты утеплителя лучше все равно скрепить друг с другом с помощью двустороннего скотча или специального клея.

Минеральную вату укладывают в крышку враспор. Экструдированный пенополистирол или пенополиуретановые плиты разрезают строительным ножом точно по размерам рамы, чтобы материал входил в нее вплотную без зазоров.

Когда весь утеплитель размещен внутри люка, его полностью закрывают пароизоляцией. При этом стыки пленки проклеивают армированным скотчем или герметизирующей лентой, иначе через них пар легко попадет в слой теплоизоляции. После этого раму зашивают со второй стороны. Для этого можно использовать тонкие доски, поскольку их единственная задача — удерживать теплоизоляцию.

Монтаж утепленного люка

Сначала утепленный люк на чердак собирают на полу: на крышке крепят петли, по ее контуру наклеивают уплотнитель, потом выставляют ее положение относительно коробки и закрепляют ответные части петель на ней. Желательно, чтобы крышка заходила внутрь коробки полностью — так эффективность утепления будет максимальной. Если же крышка будет заходить в коробку только частично, то нужно заранее подобрать доски или бруски для того, чтобы после монтажа люка из них можно было сделать опорную раму для полотна.

Затем крышку люка снимают с петель, а коробку крепят в проеме. В зависимости от материала перекрытия для этого используют анкеры, дюбели или уголки. Коробку устанавливают строго горизонтально, проверяя правильность монтажа с помощью строительного уровня.

На установленную коробку снова ставят крышку. Если необходимо, по периметру коробки со стороны чердака набивают опорные бруски для люка. После этого проверяют, как открывается и закрывается люк: он должен входить в коробку, не цепляя ее стенки, петли не должны болтаться или заклинивать.

Если все работает правильно, зазор между перекрытием и коробкой запенивают и оставляют так на несколько дней. Полностью высохшую пену срезают строительным ножом в уровень с проемом. Поверх зазора крепят пароизоляцию и закрывают ее досками.

На утепленный люк со стороны чердака ставят ручку и крюк — он нужен, чтобы можно было зафиксировать крышку в открытом положении с помощью, например, натянутой от ближайшей стропильной ноги веревки. Со стороны помещения проем закрывают декоративной дверцей при необходимости.

Вариант третий: утепленный люк во внешнем коробе

Этот вид утепленного люка для чердака очень похож на предыдущий. Только коробку для него ставят не заподлицо с перекрытием в проеме, а частично выносят внутрь помещения. Такая конструкция нужна, если при чистовой отделке высота потолка будет уменьшаться. Например, при использовании натяжных или подвесных потолков.

Процесс изготовления теплого люка на чердак в этом случае мало чем отличается от стандартной откидной конструкции. Разве что коробку часто приходится делать из OSB-плиты или толстой фанеры, чтобы не усложнять работу креплением двух досок по кромке.

Кроме того, есть несколько тонкостей, связанных с расположением люка.

Например, если нужен люк в натяжном потолке на холодный чердак, выносную коробку делают подальше от стен, чтобы со всех сторон к ней был хороший доступ для монтажников. Насколько далеко нужно вынести коробку зависит от технологии монтажа, вида натяжного потолка и квалификации мастеров. Минимально допустимое расстояние от стен до препятствий можно узнать у компании, с которой вы собираетесь работать.

В подвесном потолке люк, наоборот, делают вплотную к стенам, лучше в углу помещения. Так он не будет мешать прокладке или обслуживанию коммуникаций.

Подведем итоги

В статье мы рассказали, как утеплить люк на чердак своими руками тремя способами:

  1. Закрыть проем крышкой-люком, которую очень легко сделать. Этот способ подходит в случае, если выходить на чердак вы планируете редко.
  2. Сделать люк с откидывающейся крышкой. В этом случае люк — это, фактически, горизонтальная утепленная дверь. Сделать такой люк намного сложнее, чем простую крышку, но пользоваться им не в пример удобнее.
  3. Вытянуть короб люка в сторону помещения и сделать в нем люк. Этот способ актуален только в тех случаях, когда уровень чистового потолка будет понижен. Например, из-за монтажа натяжного или подвесного потолка.

Утеплять люк на холодный чердак лучше всего PIR-плитами. Если крышка должна быть относительно тонкой, тогда можно использовать экструдированный пенополистирол. Если же толщина крышки люка не имеет значения, тогда для утепления хорошо подойдет и минеральная вата.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Foundation-Stroy.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: