AC коллекторных двигателей

Первая работа Чарльза Proteus Steinmetz после прибытия в Америку было изучение проблем, возникающих при проектировании переменного тока версия коллекторного мотора коммутатор. Ситуация была настолько плохой, что двигатели не могли быть разработаны до начала фактического строительства. Успех или неудача конструкции двигателя не было известно, пока он был на самом деле построен с большими затратами и протестированы. Он сформулировал законы магнитного гистерезиса в поиске решения. Гистерезис является отставание от напряженности магнитного поля по сравнению с намагничивающей силы. Это приводит к потере нет в магнетиках постоянного тока. Низкий сплавов гистерезис и нарушение сплава в тонкий изолированный расслоение позволило точно проектировать коллекторных двигателей переменного тока до здания.

AC коллекторных двигателей, как и сопоставимые двигатели постоянного тока, имеют более высокий пусковой момент и более высокую скорость, чем двигатели переменного тока индукции. Серия двигатель работает намного выше синхронной скорости обычных двигателей переменного тока. AC коллекторных двигателей могут быть как однофазными или поли-фазы. Однофазного переменного тока версия страдает двойная линия частота пульсации крутящего момента, не присутствует в поли-фазный электродвигатель. Поскольку коммутатор двигатель может работать на гораздо большей скоростью, чем асинхронные двигатели, он может выводить больше энергии, чем аналогичные асинхронным двигателем размера. Однако коллекторных двигателей не так обслуживания как асинхронные двигатели, в связи с кистью и коммутатор износа.

Однофазный двигатель серии

Если двигатель постоянного тока серии оснащены ламинированные поле подключен к сети, отстает реактивного поля катушки значительно уменьшить ток. Хотя такой двигатель будет вращаться, операции незначительны. При запуске, обмотки якоря связаны с коммутатором сегментов закорочены кисти выглядеть короткое трансформатор превращается в поле. Это приводит к значительным дуги и искрение на кисти, как якорь начинает вращаться. Это меньше проблем, как увеличение скорости, которая разделяет дуги и искрение между коммутатором сегментов отставание реактивность и дуги кисти только допустимые в очень небольших нескомпенсированных серии двигателей переменного тока работает на высокой скорости. Серия двигателей переменного тока меньше, чем ручные дрели и кухни смесители могут быть компенсации. (Рис. ниже )

Безвозмездное серии переменного тока.

Компенсированный мотора серии

Дуги и искрение смягчается размещения компенсационной обмотки статора в серии с якоря расположены так, что его магнитодвижущей силы (МДС) сокращается арматуры AC ММФ. (Рис. ниже ), менее мощный двигатель воздушного зазора и меньшим количеством поворотов поле уменьшает реактивность отставание в серии с якоря повышения коэффициента мощности. Все, кроме очень небольшой AC коллекторных двигателей использовать компенсирующие обмотки. Двигатели, как больших, которые применяются на кухне смеситель, или больше, используя компенсацию обмотки статора.

Компенсированный серии переменного тока.

Универсальный электродвигатель

Вполне возможно, разрабатывать небольшие (до 300 Вт), универсальные двигатели, которые работают либо постоянного или переменного тока. Очень маленькие универсальные двигатели могут быть компенсации. Большие высокой скорости универсальные двигатели использовать компенсирующие обмотки. Двигатель будет работать медленнее, чем на AC DC из-за реактивного столкнулся с переменного тока. Тем не менее, вершины синусоиды насыщение магнитной путь снижения общего потока ниже значения тока, увеличивая скорость "серии" двигатель. Таким образом, компенсирующие эффекты приводят к почти постоянной скоростью от постоянного тока до 60 Гц. Малые линия управлением техникой, такой как дрели, пылесосы, миксеры и, требуя от 3000 до 10000 оборотов в минуту использования универсальных двигателей. Впрочем, развитие твердыми выпрямителями и недорогой постоянных магнитов делает DC двигатель с постоянным магнитом жизнеспособной альтернативой.

Отвращение двигателя

Отталкивание двигателя (см. рис ниже ) состоит из поля непосредственно связана с напряжением переменного тока и пара короткое кисти компенсировано ¹⁵ ° до ²⁵ ° от оси поля. Поле индуцирует ток в короткое арматуры, магнитное поле, что выступает против поля катушки. Скорость может быть conrolled вращением кисти по отношению к оси поля. Этот двигатель обладает превосходными коммутационными ниже синхронной скорости, уступает коммутации выше синхронной скорости. Низкий пусковой ток дает высокий пусковой момент.

Отвращение переменного тока.

Отвращение начала асинхронный двигатель

Когда асинхронный двигатель приводит в действие жесткие нагрузки, начиная, как компрессор, высокий пусковой момент отталкивания двигателя могут быть использованы. Асинхронный электродвигатель обмотку ротора выведены на коммутатор сегментов, начиная от пары короткое кисти. В ближайшее скорость бега, центробежный выключатель шорты все коммутатора сегментов, давая эффект ротора с короткозамкнутым ротором. Кисти могут быть сняты, чтобы продлить жизнь куста. Пусковой момент 300% до 600% от полной стоимости скорости по сравнению с до 200% для чистого асинхронного двигателя.

Резюме: AC коллекторных двигателей

• Единственный двигатель серии фаза представляет собой попытку создать двигатель, как двигатель постоянного тока коммутатор. В результате двигатель только практические в мельчайших размеров.
• Кроме того компенсирующей обмотки дает компенсацию серии двигателей, преодоление чрезмерной коммутатор искрение. Большинство AC коммутатор двигателей этого типа. На высокой скорости этот мотор обеспечивает более высокую мощность, чем в тот же размер асинхронный двигатель, но не требует технического обслуживания.
• Можно производить небольшие двигатели Устройство питается от сети переменного или постоянного тока. Это известно как универсальный двигатель.
• Сети переменного тока непосредственно связан со статором отталкивания двигателя с коммутатором на короткое кисти.
• Выдвижной короткое кисти может начать фазным ротором асинхронного двигателя. Это известно как асинхронный двигатель начале отталкивания.