0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрический двигатель и что можно сделать

Принцип действия

В основу работы любой электрической машины положен принцип электромагнитной индукции. Электрическая машина состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока очень часто используются постоянные магниты.

Ротор может быть:

  • короткозамкнутым;
  • фазным (с обмоткой) — используются там, где необходимо уменьшить пусковой ток и регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя. Сейчас эти двигатели редкость, так как на рынке появились преобразователи частоты, ранее же они очень часто использовались в крановых установках.

Якорь — это подвижная часть машин постоянного тока (двигателя или генератора) или же работающего по этому же принципу так называемого универсального двигателя (который используется в электроинструменте). По сути универсальный двигатель — это тот же двигатель постоянного тока (ДПТ) с последовательным возбуждением (обмотки якоря и индуктора включены последовательно). Отличие только в расчётах обмоток. На постоянном токе отсутствует реактивное (индуктивное или ёмкостное) сопротивление. Поэтому любая болгарка, если выкинуть электронный блок, будет вполне работоспособна и на постоянном токе, но при меньшем напряжении сети.

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя

При включении в сеть в статоре возникает круговое вращающееся магнитное поле, которое пронизывает короткозамкнутую обмотку ротора и наводит в ней ток индукции. Отсюда, следуя закону Ампера (на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует эдс), ротор приходит во вращение. Частота вращения ротора зависит от частоты питающего напряжения и от числа пар магнитных полюсов. Разность между частотой вращения магнитного поля статора и частотой вращения ротора характеризуется скольжением. Двигатель называется асинхронным, так как частота вращения магнитного поля статора не совпадает с частотой вращения ротора. Синхронный двигатель имеет отличие в конструкции ротора. Ротор выполняется либо постоянным магнитом, либо электромагнитом, либо имеет в себе часть беличьей клетки (для запуска) и постоянные или электромагниты. В синхронном двигателе частота вращения магнитного поля статора и частота вращения ротора совпадают. Для запуска используют вспомогательные асинхронные электродвигатели, либо ротор с короткозамкнутой обмоткой.

Асинхронные двигатели нашли широкое применение во всех отраслях техники. Особенно это касается простых по конструкции и прочных трехфазных асинхронных двигателей с коротко-замкнутыми роторами, которые надежнее и дешевле всех электрических двигателей и практически не требуют никакого ухода. Название «асинхронный» обусловлено тем, что в таком двигателе ротор вращается не синхронно с вращающимся полем статора. Там, где нет трехфазной сети, асинхронный двигатель может включаться в сеть однофазного тока.

Статор асинхронного электродвигателя состоит, как и в синхронной машине, из пакета, набранного из лакированных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, в пазах которого уложена обмотка. Три фазы обмотки статора асинхронного трехфазного двигателя, пространственно смещенные на 120°, соединяются друг с другом звездой или треугольником.

Рис.1. Трехфазный двухполюсный асинхронный двигатель

На рис.1. показана принципиальная схема двухполюсной машины — по четыре паза на каждую фазу. При питании обмоток статора от трехфазной сети получается вращающееся поле, так как токи в фазах обмотки, которые смещены в пространстве на 120° друг относительно друга сдвинуты по фазе друг относительно друга на 120°.

Для синхронной частоты вращения nc поля электродвигателя с р парами полюсов справедливо при частоте тока f: nc=f/p

Читать еще:  Чем опасен контрактный двигатель

При частоте 50 Гц получаем для р = 1, 2, 3 (двух-, четырех- и шести полюсных машин) синхронные частоты вращения поля nc = 3000, 1500 и 1000 об/мин.

Ротор асинхронного электродвигателя также состоит из листов электротехнической стали и может быть выполнен в виде короткозамкнутого ротора (с беличьей клеткой) или ротора с контактными кольцами (фазный ротор).

В короткозамкнутом роторе обмотка состоит из металлических стержней (медь, бронза или алюминий), которые расположены в пазах и соединяются на концах закорачивающими кольцами (рис. 1). Соединение осуществляется методом пайки твердым припоем или сваркой. В случае применения алюминия или алюминиевых сплавов стержни ротора и заколачивающие кольца, включая лопасти вентилятора, расположенные на них, изготавливаются методом литья под давлением.

У ротора электродвигателя с контактными кольцами в пазах находится трехфазная обмотка, похожая на обмотку статора, включенную, например, звездой; начала фаз соединяются с тремя контактными кольцами, закрепленными на валу. При пуске двигателя и для регулировки частоты вращения можно подключить к фазам обмотки ротора реостаты (через контактные кольца и щетки). После успешного разбега контактные кольца замыкаются накоротко, так что обмотка ротора двигателя выполняет те же самые функции, что и в случае короткозамкнутого ротора.

Источник

Что можно переделывать

Для переделки подойдут маломощные электродвигатели 380 Вольт: до 3 кВт. Теоритически переподключаются и мощные моторы. Но это дополнительно повлечет за собой установку отдельного автомата в электрощите и проведение специальной проводки. И эти работы теряют смысл, если вдруг обнаруживается, что такую нагрузку не потянет вводной кабель.

Даже если ваша сеть держит высокие нагрузки, и вам удалось переделать двигатель от 3 кВт с 380 на 220 Вольт, вы огорчитесь при первом его пуске в ход. Запуск будет тяжелым. Вы решите, что труд был напрасным. Поэтому если переделывать, то именно маломощные модели.

Использование электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания

Усовершенствованная система управления решает, когда следует задействовать только двигатель внутреннего сгорания или только электродвигатель, а когда использовать оба двигателя параллельно.

Основная задача заключается в том, чтобы наиболее эффективно использовать различные двигатели и доступную энергию гибридного аккумулятора, с учетом возможностей различных режимов вождения и запроса водителя на расход мощности, поступающего от педали газа.

Существуют также ситуации, когда двигатель внутреннего сгорания подключается чаще, что связано с временными ограничениями системы или законодательно регулируемыми функциями в отношении низкого уровня выбросов автомобиля.

Создание электромотора

Как уже было сказано ранее, начинать делать электромоторчик своими руками необходимо с создания подъемного механизма для крыльчатки. Он позволит поднимать данный элемент над водой. Для его создания необходимо приварить трубку из металла к заранее подготовленным струбцинам.

На эту трубку необходимо сначала прикрепить базу (каркас, имеющий вид пирамиды, направленной меньшим основанием в направлении воды). На большом основании крепится станина, на нижний край приваривается еще одна трубка. На станине устанавливается подшипник. Через него и трубку, приваренную снизу, необходимо пропустить вал.

В качестве вала можно использовать трубку или проволоку. Однако первый вариант более удачный:

  • во-первых, на трубку можно будет прикрепить подшипники (на обоих концах) что уменьшит силу трения;
  • во-вторых, желательно, чтобы данный вал был тонким, но крепким. В случае с проволокой придется использовать изделие большого диаметра.

После того, как все действия закончены, можно переходить к следующему этапу. Следующий шаг – установка редуктора и пропеллеров.

Читать еще:  Что такое torque двигателя

Редуктор/пропеллер

По бокам вала рекомендуется прикрепить редукторы. Желательно предварительно создать их самостоятельно, ориентируясь на параметры электрического двигателя. Однако данный процесс может занять очень много времени. Поэтому можно купить устройство или использовать редукторы, установленные на болгарке.

В зависимости от конкретного двигателя может понадобится один или два редуктора. При выборе устройства необходимо ориентироваться на одно основное правило – желательно, чтобы передающее число было небольшим. Оптимально, если редуктор будет способен понижать обороты в 5 раз. Это обеспечит нормальный ход плавательного средства.

Нижний редуктор необходим для горизонтального монтажа винта. Если используется редуктор от такого инструмента, как болгарка, достаточно будет зажать его в патроне от дрели. В качестве пропеллера также можно использовать элементы других устройств. Если такового нет, можно сделать самодельный винт. Для этого необходимо:

  1. Вырезать квадрат (длина одной стороны – тридцать сантиметров).
  2. Просверлить в его центре отверстие.
  3. Сделать прорези по диагонали (расстояние между прорезями должно быть не менее пяти сантиметров).
  4. Образовавшимся лопастям необходимо придать округлый вид. Важно, чтобы размер лопастей был одинаков, в противном случае возможно возникновение сторонних вибраций.

Закрепить пропеллер на валу можно при помощи болта и гайки. Именно для этого в центре металлического листа делалось отверстие.

Последние доработки

Далее необходимо соединить редуктор с мотором, то есть, с дрелью. Сделать это просто – достаточно зажать редуктор в патроне дрели, как уже было сказано ранее. Если же база не совпадает с размером дрели, необходимо использовать дополнительную трубку.

Трубку необходимо плотно надеть на вал. Чтобы последний не вращался в ней, нужна надежная фиксация. Обеспечить ее можно, проделав сквозное отверстие в трубке и валу. Далее оба элемента необходимо зафиксировать шпилькой. Такая фиксация предотвратит вращательные движения вала.

После того как устройство будет готово, самодельный лодочный электромотор необходимо проверить. Достаточно набрать воды в ванну и запустить электромотор в ней. Если давление ощущается рукой, двигатель работает нормально. Можно крепить его к судну и проводить проверку в водоеме.

Производители

Так как устройства не столь сложны, производителей огромное количество, а из-за не самой широкой популярности своих устройств, многие не получили должной славы. Большинство компаний, производящих электродвигатели для велосипеда, находятся в Китае:

  • Bafang – достаточно известная компания, занимающаяся производством большого спектра электрических двигателей, не только велосипедных;
  • Cyclone – тайваньская компания, выделяющаяся качеством и мощностью производимых комплектов;
  • Bosch – немецкое качество, немецкие цены. Выпускает цепные приводы. На рынке недолго, но уже завоевала признание;
  • Golden motor – классический китайский производитель (невысокие цены, невысокое качество, множество приятных дополнений и украшений);
  • MXUS – китайская компания, занимающаяся исключительно электроприводами для велосипедов вот уже на протяжении 20 лет.

Частота и количество поломок

Поломки любого бензинового или электрического инструмента можно условно разделить на две части:

  • Поломки двигателя.
  • Поломки остальных узлов устройства.

Остановимся на первом типе поломок, так как конструктивные узлы могут принципиально отличаться на устройствах электрического и бензинового типа и их проблематично сравнивать.

Наиболее частыми неисправностями в электродвигателях бытового инструмента можно назвать:

  • Износ угольных щеток. Угольные щетки предназначены для передачи напряжения от статора на ротор. При регулярном использовании щетки могут прийти в негодность через 1 – 3 года, в зависимости от производителя. Их стоимость в среднем 80 – 100 рублей за штуку, а заменить их можно самостоятельно.
  • Выход из строя ротора (якоря) или статора. Такое случается при перегрузке в сети, когда короткое замыкание подается на коллектор. В этом случае горит обмотка и у той и у другой детали. Однако в большинстве устройств установлены предохранители, которые горят первыми при КЗ, сохраняя «внутрянку» аппарата целой. Стоимость предохранителей не велика.
  • Перегрев двигателя. Бывает при длительной работе. Например, цепная электропила может глохнуть после 15 мин использования из-за плохого охлаждения обмоток.
Читать еще:  Что такое игрушки двигатели

У бензиновых двигателей поломок гораздо больше и случаются они чаще (хотя многое зависит от интенсивности использования). Вот некоторые из них:

  • Глохнет двигатель из-за «забитого» воздушного или топливного фильтра. Чем в более пыльных условиях работаем, тем быстрее фильтр забивается и раньше нужно его чистить. Эта неисправность является постоянной (периодичной), поэтому чистка нужна регулярная.
  • Неисправность свечей. Здесь проблем может быть довольно много. Например, на свече нет искры, так как ее залило — придется просушивать и ставить опять. В свою же очередь залитие свечи может означать неправильную работу карбюратора. Также свеча может иметь сильный нагар из-за некачественного масла или несоблюдения пропорции при смешивании бензина с маслом для двухтактных двигателей. Отметим, что срок жизни свечи в среднем равен сроку жизни угольной щетки, а стоимость свечи примерно в 3 — 4 раза дороже (зависит от производителя).
  • Нагар в глушителе. Может свидетельствовать о неправильной работе поршневой группы. Здесь нужно будет почистить глушитель от нагара, а возможно дополнительно отрегулировать работу поршневой группы, что самостоятельно сделать проблематично и придется нести в сервисный центр.
  • Забился карбюратор. Решается разборкой и чисткой без обращения в сервисный центр. В среднем для бензопилы, которая находится в регулярном использовании такая чистка понадобится раз в полгода.
  • Неправильная работа карбюратора. Потребуется регулировка карбюратора, которую без определенных навыков сам не сделаешь, поэтому придется нести в сервисный центр.
  • Неисправность бензонасоса. Может сочиться бензин из-под уплотнительной прокладки, которую придется заменить.

Из вышеперечисленного видим, что проблем у бензинового двигателя больше и возникают они чаще. Некоторые из них можно решить простой регулировкой или чисткой, а иногда придется полностью менять деталь. Конечно, в электродвигателе тоже случаются серьезные проблемы, например, когда сгорает якорь и его нужно полностью менять. Однако такие затратные поломки случаются гораздо реже, чем в бензиновом оборудовании.

Что делать при подозрении на перегрев

В завершение рассмотрим, что делать, если греется электродвигатель.

Общий алгоритм такой:

  1. Определите температуру перегрева и обесточьте мотор при достижении критического параметра.
  2. Оцените наличие посторонних шумов в процессе работы. Если звук идет изнутри двигателя, проблема, скорее всего, в подшипниках. Их необходимо проверить, смазать или заменить.
  3. Проверьте ток по фазам, чтобы сделать вывод о перекосе или перегрузе.
  4. Отбросьте нагрузку и дайте поработать агрегату на холостом ходу.
  5. Убедитесь в правильности работы воздушного охлаждения.
  6. Проверьте работу защиты по току.

Для защиты от перегрева рекомендуется контролировать ток и напряжение, а также устанавливать на входе автоматы и тепловые реле.

Если вы обнаружили, что греется электродвигатель триммера, насоса, вентилятора, газонокосилки или другого оборудования, срочно примите меры. Своевременная диагностика позволяет выявить проблему, устранить неисправность и избежать окончательного дорогостоящего агрегата.

Что Вы думаете по этому поводу? Какая причина перегрева вашего электродвигателя? Пишите в комментариях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector