Будова та принцип дії колекторного двигуна

 Основні відомості про електричні двигуни

Принцип дії багатьох приладів, машин і механізмів ґрунтується на перетворенні електричної енергії в механічну. Пристрій, який для цього призначений, називають електричним приводом. В електро­механічних приладах таким приладом є електричні двигуни. Вони мають переваги над іншими двигунами, наприклад внутрішнього згоряння і па­ровим: вони не потребують для своєї роботи затрат природних ресурсів (вугілля, нафти, газу, води); не викидають у навколишнє середовище пи­лу, газу, диму, отже, не забруднюють довкілля; простіші в обслуговуванні й ремонті, їх можна монтувати без складних підготовчих операцій та мон­тажу спеціального обладнання. Залежно від будови, принципу дії та при­значення електричні двигуни класифікують за джерелом споживаного струму (постійного чи змінного, однофазного чи трифазного), за спожива­ною потужністю: великою або малою. За умовами застосування електро­двигуни бувають спеціального та універсального призначення.

Великого поширення набуло ви­користання універсаль­них колекторних електродвигунів. Універсальними їх називають тому, що вони можуть працювати як від мережі змінного, так і постійного струму. Вони дають також можли­вість плавно змінювати швидкість обертання приводу – його вала, який приводить у рух виконавчий механізм. Цього вимагає, наприк­лад, електричний привід швейної машини, шуруповерта, електродри­ля, побутової техніки якими, за необхідності, можна змінювати швидкість виконання робіт. За допомогою них приводяться в рух механіз­ми трамваїв і тролейбусів, локомотивів і електротранспортерів.

Колекторними їх називають тому, що вони містять спеціальний пристрій, призначений для підведення електричного струму до рухомих та нерухомих елементів електроприводу.

Принцип роботи та будова колекторного електродвигуна

В основі роботи колекторних двигунів лежить фізичне явище – втягу­вання або виштовхування провідника з електричним струмом у магнітно­му полі. Щоб провідник зі струмом безперервно рухався між полюсами магніту, йому надають форми рамки, на обидва боки якої магніт діятиме одночасно, але в протилежних напрямах: один бік рамки втягуватиме, а другий – виштовхуватиме.

Через півоберта рамка зупинить­ся. А щоб вона і далі оберталась у тому самому напрямі, у цей момент треба змінити напрям струму в рам­ці, тобто поміняти місцями кінці проводів, що підводять струм від джерела.

Для автоматичної зміни напряму струму в рамці установлений спе­ціальний перемикач – колектор.

У даному разі він виготовлений із двох напівкруглих латунних плас­тин. До пластин притиснуті ковзні графітові контакти (щітки), через які до рамки надходить електрич­ний струм. У промислових колек­торних електродвигунах рамку із проводів намотують у пази, вирізані в залізному осерді. Залізо підсилює магнітне поле, яке діє на рамку. Ту частину двигуна, де намо­тані рамки, називають якорем, або ротором. Оскільки обмоток на яко­рі кілька, то й колектор складається з багатьох ізольованих одна від одної і від вала двигуна латунних плас­тин. Колектор жорстко закріплений на валу якоря. До колектора при­тискуються за допомогою пружин графітові щітки. Графіт для щіток і латунь для колектора вибрані тому, що під час обертання ротора ці матеріали мало стираються, а отже, і довший термін їх використання.

Під час роботи двигуна рух якоря передається валу, а з нього – безпосе­редньо робочим органам споживача.

Охолодження електро­двигуна забезпечує вентилятор, крильчатка якого закріплена на валу.

Догляд за електродвигунами

Електроприводи в процесі роботи потребують періодичного обслугову­вання: огляду і виявлення неполадок, з’ясування стану поверхонь меха­нічних частин і частин, що обертаються. У результаті тертя вони зношу­ються і утворюють дрібні частинки, які осідають на поверхнях деталей. Найчастіше виникає необхідність у змащуванні мастильними матеріала­ми підшипників та вала, очищенні колектора і колекторних щіток від бруду, перевірці якості кріплення струмопровідних елементів тощо.

Можливі неполадки і методи їх усунення наведені в інструкції до приладу. Перед початком експлуатації приладу необхідно ознайомитися з цим докумен­том, з’ясувати умови його використання, правила безпечного користування.

Крім інструкції, кожен прилад має власний паспорт. У ньому зазначені такі технічні характеристики, як значення робочої напруги, на яку розра­хований прилад, величина споживаної ним потужності, швидкість обер­тання вала двигуна, рік випуску, підприємство-виробник та інші дані. Зазначений паспорт кріпиться у вигляді таблички на корпусі приладу.

Джерела: Терещук Б. М. Трудове навчання. Технічні види праці: підручник для 8 кл./Б. М. Терещук, В. І. Туташинський, В. К. Загорний. – К.: Генеза,2008.