Istnieje wiele rodzajów silników, ale według zasilacza są to nic innego jak silniki prądu przemiennego i prądu stałego. Czy istnieje silnik, który może wykorzystywać zarówno prąd przemienny, jak i prąd stały?
Odpowiedź brzmi: tak, jednofazowy silnik wzbudzenia szeregowego (wzbudzenia szeregowego), który zostanie przedstawiony poniżej, jest jednym z takich silników.
Silniki jednofazowe o wzbudzeniu szeregowym (wzbudzenie szeregowe) są dość powszechne. Różne ręczne elektronarzędzia, takie jak wiertarki ręczne, szlifierki kątowe i małe urządzenia gospodarstwa domowego, najczęściej wykorzystują jednofazowe silniki wzbudzenia szeregowego (wzbudzenia szeregowego). Najbardziej oczywistą cechą tego silnika są szczotki węglowe.
Mechanizm jednofazowego silnika wzbudzenia szeregowego (wzbudzenia szeregowego)
Struktura jednofazowego silnika wzbudzenia szeregowego (wzbudzenia szeregowego) jest w zasadzie taka sama jak w przypadku silnika wzbudzenia serii DC.
Stojan składa się z żelaznego rdzenia i uzwojenia wzbudzenia, a wirnik składa się z żelaznego rdzenia, uzwojenia twornika, komutatora i obracającego się wału. Uzwojenie wzbudzenia i uzwojenie twornika są uzwojeniami uzwojonymi i oba tworzą obwód szeregowy przez szczotkę węglową i komutator, który jest również źródłem wzbudzenia szeregowego.
Uzwojenie stojana, to znaczy uzwojenie pola, ma na ogół tylko jedną parę biegunów magnetycznych. Cewka uzwojenia wirnika, czyli uzwojenie twornika, nie jest zamknięta, a zamknięta pętla powstaje tylko wtedy, gdy stykają się szczotki węglowe.
Zasada działania jednofazowego silnika szeregowego
Struktura silnika szeregowego i silnika serii DC jest taka sama, więc chwilowy stan pracy obu jest taki sam. Możemy najpierw zrozumieć zasadę działania silnika serii DC, a następnie trochę zmienić, aby zrozumieć pracę silnika szeregowego. zasada.
Zasada działania silnika wzbudzenia szeregowego jest stosunkowo prosta, jak wspomniano w poprzednim podręczniku.
Prąd wpływa do cewki po lewej stronie, przechodzi przez uzwojenie wirnika i wychodzi z cewki po prawej stronie. Zgodnie z efektem magnetycznym prądu uzwojenie stojana wygeneruje pole magnetyczne o kierunku od N do S na rysunku. Ponieważ kierunek prądu jest stały, kierunek pola magnetycznego jest również stały.
Jednocześnie na uzwojenie wirnika, do którego płynie prąd, oddziałuje siła elektromagnetyczna, a kierunek siły można ocenić zgodnie z regułą lewej ręki. Cewki w zakresie biegunów N i S są poddawane działaniu tej samej siły, ale w różnych kierunkach, a moment elektromagnetyczny spowoduje, że wirnik zacznie się obracać.
Ze względu na siłę elektromagnetyczną plus bezwładność, po obrocie wirnika o pół koła, z powodu istnienia komutatora, zmieni się kierunek prądu płynącego do cewki wirnika, tak że kierunek siły w zakresie N i S pozostaną niezmienione, a wirnik będzie się nadal obracał. spadać.
To jest zasada działania silnika serii DC. Ponieważ jednofazowy silnik szeregowy jest podłączony do prądu przemiennego, kierunek prądu stale się zmienia, a kierunek pola magnetycznego generowanego przez uzwojenie stojana również się zmienia, ale kierunek prądu uzwojenia wirnika zmienia się synchronicznie. , więc kierunek siły wirnika się nie zmieni.
Chciałbym powiedzieć kilka słów o komutatorze. Podczas podłączania do prądu stałego komutator odgrywa rolę w zmianie kierunku prądu uzwojenia wirnika, ale podczas podłączania do prądu przemiennego zmiana kierunku jest spowodowana charakterystyką samego prądu przemiennego. Wydaje się, że nie jest szczególnie właściwe nazywanie komutatora w fazie silnika szeregowego. Ponadto, o regule lewej-prawej ręki, regule ampera, indukcji elektromagnetycznej itp., w poprzednim artykule już to wprowadziłem i nie będę tego tutaj powtarzał. Znajomi, którzy tego potrzebują, mogą przejść do poprzedniego artykułu o trójfazowych silnikach asynchronicznych.
Charakterystyki silników jednofazowych o wzbudzeniu szeregowym (wzbudzenie szeregowe)
Silnik szeregowy ma zalety polegające na rozruchu bez kondensatorów, dużej prędkości i dużym momencie rozruchowym, ale ma również wady, takie jak wysoki poziom hałasu, łatwe zużycie szczotek węglowych i silne zakłócenia elektromagnetyczne.
Dlaczego silnik szeregowy charakteryzuje się dużym momentem rozruchowym?
Najpierw spójrz na wzór momentu obrotowego: T=Ct*Φ*Ia, gdzie Ct jest stałą momentu obrotowego powiązaną ze strukturą silnika; Φ jest strumieniem szczeliny powietrznej; Ia to prąd twornika. Można zauważyć, że przy określaniu silnika moment obrotowy silnika szeregowego jest związany głównie z strumieniem magnetycznym i prądem twornika.
W poprzednim artykule dowiedziałem się już, że uzwojenie będzie indukować wsteczne pole elektromagnetyczne podczas przecinania linii strumienia magnetycznego. Im wyższa prędkość, tym większa tylna EMF i większe ograniczenie prądu uzwojenia.
W przypadku silnika szeregowego położenie pola magnetycznego stojana jest stałe. W momencie włączenia wirnik i stojan są względnie statyczne i nie ma linii cięcia strumienia magnetycznego, więc nie ma wstecznej siły elektromotorycznej. Prąd jest w tym czasie bardzo duży, strumień magnetyczny i prąd twornika są również duże, a generowany moment elektromagnetyczny jest również duży. Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej zwiększa się tylna siła elektromotoryczna, prąd maleje, a moment obrotowy maleje.
Jest to cecha silnika seryjnego. Im mniejsza prędkość, tym większy moment obrotowy. Powinniśmy mieć to uczucie podczas korzystania z ręcznych elektronarzędzi.
Skoro silnik szeregowy nie potrzebuje kondensatora do rozruchu, to co robi kondensator w elektronarzędziu?
Silnik szeregowy nie wymaga kondensatorów rozruchowych ani kondensatorów roboczych. Dodawanie kondensatorów służy głównie do filtrowania, które służy do poprawy właściwości elektrycznych, zmniejszenia iskrzenia szczotek węglowych, poprawy żywotności silnika i zmniejszenia zakłóceń elektromagnetycznych.
Napisz na końcu:
Jak wspomniano w poprzednim artykule, zwykle zajmuję się głównie konserwacją i zwracam większą uwagę na wady powierzchniowe, ale zwracam mniejszą uwagę na zasadę. Kiedy inni zadają mi fundamentalne pytanie, nie wiem, jak je wyrazić. Wierzę, że wiedza o zasadzie na pewno pomoże w przyszłej pracy. Na koniec wszelkie poprawki są mile widziane.
