Межвитковое замыкание электродвигателя: Как определить межвитковое замыкание электродвигателя

Процедура

1. Проверка электричества: Проведите краткий обзор электрических цепей в классе (см. Видео). Используйте диаграмму, чтобы определить, что необходимо для зажигания лампочки с батареей и проводом. (Если доступна игрушка Penguin Race Toy, вот как ее использовать в качестве модель электрической схемы.) Основные понятия Полная цепь: Батарея, провод и лампочка должны быть соединены, чтобы электроны могли проходить от батареи через лампочку и обратно к батарее. Напряжение : Напряжение – это мера количества энергии, которую выдает аккумулятор. Батарея дает электронам «энергетический удар», которого достаточно, чтобы они могли самостоятельно пройти через остальную часть цепи. В цепи электроны теряют свою энергию, когда они заставляют загораться лампочку, издают звук в зуммер или приводят в движение двигатель. Текущий: Ток – это мера того, сколько электронов проходит через цепь.

2. Что такое мотор: Сначала студенты проводят мозговой штурм, где они видели моторы. Они, вероятно, идентифицируют газовые двигатели, но поясняют, что здесь мы говорим о электродвигателях . В список «мозгового штурма», где можно найти электродвигатели, могут входить электрический вентилятор, стиральная машина, электрическая точилка для карандашей, пылесос или электричка.Затем спроси: Что делает мотор? Разработайте идею о том, что двигатель использует электрическую энергию, чтобы что-то вращаться. Он преобразует электрическую энергию в кинетическую энергию , что означает «энергия движения».

3. Включите двигатель: Раздайте каждому ученику провод, аккумулятор и мотор. Задача состоит в том, чтобы заставить двигатель работать. Спросите: Как вы узнаете, когда двигатель работает? Дайте студентам время поэкспериментировать и записать свои выводы в Рабочем листе. Важное примечание по безопасности: Как и другие батареи, они не могут вызвать электрошок. Однако другие виды электричества чрезвычайно опасны. Ни при каких обстоятельствах ученики не должны подключать что-либо к сетевой розетке или подключенному к розетке электроприбору. Затем представьте задачу заставить двигатель вращаться в обратном направлении. Просмотрите направления, в которых что-то может вращаться: по часовой стрелке (CW) или против часовой стрелки (CCW). Вот видео о направлении вращения. Раздайте студентам ленту.Каждый ученик должен прикрепить небольшой кусок ленты к своему двигателю и следить за направлением вращения: В какую сторону он движется, если смотреть с конца вала: по часовой стрелке или против часовой стрелки? В какую сторону он идет, если смотреть с противоположного конца: по часовой стрелке или против часовой стрелки? Что вам нужно сделать, чтобы он двигался в обратном направлении с каждого ракурса? Дайте студентам время поэкспериментировать и записать свои выводы в Рабочем листе.

4. Изготовить держатель батареи: Батарейный отсек значительно упрощает работу со схемами.Покажите студентам, как его сделать.

5. Изоляторы и проводники: Студенты могли обнаружить, что когда покрытая часть провода (а не металлический центр) касается батареи, двигатель не работает. Металлическая проволока – это проводник. Он пропускает электричество. Покрытая часть провода представляет собой изолятор. Это предотвращает протекание электричества. Попросите студентов набрать

   1. Подсоедините конец одного провода двигателя к аккумулятору. *
   2. Поместите различные предметы между концом второго провода двигателя и другим концом батареи.*
   3. Какие объекты позволяют двигателю работать? Это проводники. *
   4. Какие предметы не позволяют двигателю работать? Это изоляторы. *
   5. Студенты составляют список изоляторов и список проводников в своих научных тетрадях.

6. Класс собрания: Обсудите следующие темы и представьте домашнее задание:

   1. Батареи, нагрузки и преобразование энергии: Введите термин нагрузка для всего, что может использоваться электричеством. Вход в нагрузку – это электрическая энергия. Выход от нагрузки – это энергия в некоторой другой форме.
   2. Какая энергия переходит в двигатель? Какая форма энергии выходит?
   3. Какая энергия переходит в лампочку? Какая форма энергии выходит?
   4. Переключатели: Спросите студентов:
      • В схемах, которые вы сделали до сих пор, что вам нужно было сделать, чтобы включить или выключить их?
      • Когда вы включаете или выключаете телевизор, свет или фен, что вы делаете?
   5. Это обсуждение должно подготовить почву для домашнего задания Switch Hunt (см. Ниже).

7. Выходы:

   1. Электрическая цепь требует батареи (или другого источника), нагрузки и пути, который соединяет каждую сторону нагрузки с другой стороной батареи.
   2. Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую или кинетическую (энергию движения).
   3. Чтобы изменить направление вращения двигателя, измените способ подключения проводов к аккумулятору, например, прикрепите красный провод к стороне «-» аккумулятора, а черный провод к клемме «+» вместо наоборот. .
   4. Слова-стена со словами: это слова, используемые в уроке, которые могут быть новыми для учащихся. Это не словарные слова, которые нужно запоминать, а слова, вывешенные на стене для использования учащимися в письменной и устной речи. Это слова в Уроке 1: электрическая цепь, батарея, источник, электроны, модель, ток, напряжение, полная цепь, электродвигатель, электрическая энергия, кинетическая энергия, направление движения, по часовой стрелке, против часовой стрелки, нагрузка, вход, выход, проводник. , изолятор.

8. Домашнее задание: Охота на переключателя.Предоставьте ученикам рабочий лист Switch Hunt, чтобы перечислить переключатели, которые они могут найти дома или в другом месте. Для каждого из них они должны указать, где он расположен, что он контролирует и что вы должны делать, чтобы с ним работать. Например, выключатель света расположен на стене, он контролирует, будет ли электрическая энергия течь к светильнику, и вы управляете им, толкая его вверх (включено) или потянув вниз (выключение). Другими способами управления переключателем могут быть поворот ручки, скольжение чего-либо или нажатие кнопки и удерживание ее.

– Инженерное мышление

Узнайте, как работает двигатель постоянного тока, чтобы понять основной принцип работы двигателя постоянного тока. Мы рассматриваем обычный ток, поток электронов, обмотку, якорь, ротор, вал, статор, щетки, щетки, клеммы, ЭДС, электромагниты, магнитное притяжение, а также детальные анимации того, как работает двигатель постоянного тока.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство YouTube.

🎁 Получите БЕСПЛАТНО руководство по эксплуатации Fleming в формате PDF ➡️ Здесь

Детали двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока выглядят примерно так, как показано выше, хотя есть довольно много вариантов. Они используются для преобразования электрической энергии в механическую, и мы можем использовать их, например, в наших электроинструментах, игрушечных машинках и охлаждающих вентиляторах.

Когда мы смотрим на двигатель постоянного тока, мы сначала видим металлический защитный кожух, который образует статор.
На одном конце у нас есть конец вала, выступающий через кожух, на который мы можем прикрепить шестерни, лопасти вентилятора или шкивы.

На другом конце пластиковая заглушка с двумя выводами. Мы можем подключить к этим клеммам источник питания, чтобы вращать вал.

Если мы снимем кожух и заглянем внутрь двигателя, то обнаружим два магнита, которые образуют статор. Это постоянные магниты, которые образуют северный и южный магнитные полюса.

Проходя через центр двигателя, мы видим стержень, который называется валом.Это используется для передачи механической энергии. К валу прикреплен ротор. Ротор состоит из нескольких дисков, которые соединены вместе, каждый диск имеет эти Т-образные рычаги, врезанные в них.

На Т-образные рычаги ротора обмотаны катушки, по которым проходит электрический ток от батареи. Когда ток проходит через катушки, он создает электромагнитное поле, мы контролируем синхронизацию и полярность этого магнитного поля, чтобы создать вращение.

Концы катушек подключены к коммутатору.Коммутатор представляет собой кольцо, разделенное на несколько пластин, расположенных концентрично вокруг вала. Пластины разделены и электрически изолированы друг от друга, а также от вала. Концы каждой катушки подключаются к разным пластинам коммутатора, они делают это для создания цепи, и мы вскоре увидим это подробно.

Внутри пластиковой задней крышки находятся щетки, рычаги и клеммы. Пластины коммутатора находятся между двумя щетками.

Щетки трутся о сегменты коммутатора, замыкая цепь.Затем электричество может течь через клемму, через плечо, в щетку, через сегмент коммутатора, в катушку, затем в другой сегмент коммутатора, в противоположную щетку и обратно в другую клемму.

Эти компоненты представляют собой наш основной двигатель постоянного тока. Чтобы понять, как работает двигатель постоянного тока, нам нужно понять некоторые основы электричества, а также то, как работают компоненты внутри.

Основы электроэнергетики

Электричество – это поток электронов по проводу.Когда много электронов движется в одном направлении, мы называем это током. Электричество постоянного тока означает, что электроны текут только в одном направлении, от одного вывода батареи непосредственно к другому. Если перевернуть батарею, ток будет течь в обратном направлении.

Внутри медного провода мы находим атомы меди. Обращаясь к каждому атому, мы находим свободные электроны, их называют свободными электронами, потому что они могут свободно перемещаться к другим атомам. Они естественным образом перемещаются к другим атомам сами по себе, но это происходит во всех направлениях случайным образом, что для нас бесполезно.Нам нужно, чтобы много электронов текло в одном направлении, и мы можем сделать это, приложив разность напряжений к проводу. Напряжение подобно давлению заставляет электроны двигаться. Электроны текут только по замкнутому контуру. Они всегда пытаются вернуться к своему источнику, поэтому, когда мы даем им путь, такой как провод, они будут проходить через него. Даже если мы временно создадим путь, они воспользуются им, как только он станет доступен. Мы можем разместить компоненты на этом пути, чтобы они проходили через него и выполняли работу за нас, например, освещали лампу.

В этих анимациях мы будем использовать два термина. Это поток электронов и обычный ток. Электронный поток – это то, что на самом деле происходит с электронами, протекающими от отрицательного вывода к положительному выводу. Обычный ток движется в противоположном направлении от положительного к отрицательному. Традиционный ток был исходной теорией, и она все еще широко преподается и используется сегодня, потому что ее легче понять. Просто помните о двух терминах и о том, какой из них мы используем.

Постоянные магниты

Как вы, наверное, уже знаете, магниты поляризованы с северного и южного концов. Эти типы известны как постоянные магниты, потому что их магнитное поле всегда активно. Находясь рядом с другим магнитом, одинаковые концы отталкиваются, а противоположные концы притягиваются. Итак, мы получаем эти толкающие и тянущие силы, вызванные магнитным полем магнитов.

Магниты имеют эти изогнутые линии магнитного поля, которые проходят от северного полюса к южному и простираются, изгибаясь вокруг внешней стороны.Магнитное поле наиболее сильное на концах, мы видим это, потому что силовых линий магнитного поля больше, плотно прилегающих друг к другу.

Мы действительно можем увидеть магнитное поле магнита, посыпав магнит железными опилками.

Когда два магнита находятся в непосредственной близости друг от друга, их магнитные поля взаимодействуют. Два одинаковых конца будут отталкивать друг друга, и их силовые линии магнитного поля не будут соединяться. Однако две противоположные полярности будут притягиваться друг к другу, и силовые линии магнитного поля сойдутся в область высокой концентрации.

Поэтому мы помещаем два магнита противоположной полярности в статор двигателя, чтобы сформировать сильное магнитное поле через ротор.

Электромагниты

Когда мы подключаем провод к положительной и отрицательной клемме батареи, ток электронов будет течь через провод от отрицательной клеммы к положительной.

Когда электроны проходят через медную проволоку, они создают вокруг нее электромагнитное поле.Мы действительно можем это увидеть, поместив несколько магнитов вокруг провода. Когда мы пропускаем электричество по проводу, магниты вращаются. Когда мы меняем направление тока на противоположное, магниты также меняют направление и выравнивают в противоположном направлении.

Итак, мы можем создать магнитное поле, которое действует так же, как постоянный магнит, за исключением того, что с помощью этого типа мы можем выключить магнитное поле.

Проблема с электромагнитным полем в проводе в том, что оно довольно слабое. Но мы можем сделать его намного сильнее, просто свернув провода в катушку.Каждый провод по-прежнему создает электромагнитное поле, но они объединяются в гораздо большее и более сильное магнитное поле, которое мы используем для создания катушек в роторе.

Обмотки

Катушки с проволокой называются обмотками. Самый простой двигатель постоянного тока имеет всего одну катушку. Это более простой дизайн; Однако проблема в том, что они могут выравниваться магнитным полем, что блокирует двигатель и останавливает его вращение. Чем больше у нас наборов катушек, тем плавнее будет вращение, это особенно полезно для низкоскоростных приложений.Поэтому мы обычно находим в двигателе как минимум три катушки, чтобы обеспечить плавное вращение.

Каждая катушка расположена под углом 120 градусов друг от друга. Между каждой катушкой находим пластину коммутатора. Каждая катушка соединена с двумя пластинами коммутатора. Пластины электрически изолированы друг от друга, за исключением того, что они соединены через катушки. Итак, если мы подключим положительную и отрицательную клеммы к двум пластинам коммутатора, мы сможем замкнуть цепь, ток будет течь, и в катушках будет генерироваться магнитное поле.

Ротор

Ротор, или якорь, состоит из нескольких металлических дисков, соединенных вместе.

Каждый диск электрически изолирован друг от друга лаковым покрытием. Если бы якорь был сплошным куском металла, внутри закручивались бы большие вихревые токи. Они вызваны наведенной электродвижущей силой или ЭДС. Эти вихревые токи влияют на КПД двигателя. Чтобы уменьшить их, инженеры сегментируют ротор на изолированные диски, вихревые токи по-прежнему будут течь, но они будут намного меньше.Чем тоньше диск, тем меньше будет вихревой ток.

Коммутатор

Коммутатор состоит из небольших медных пластин, которые крепятся к валу. Каждая пластина электрически изолирована друг от друга, а также от вала. Конец каждой катушки соединен с другой пластиной коммутатора. В этой конструкции каждая пластина коммутатора соединена с 2 катушками.

Пластины подают электричество к катушкам.Чтобы передать электричество от батареи к пластинам, у нас есть несколько щеток, которые трутся о пластины. Держатели щеток удерживают их на месте. Когда мы замыкаем цепь, электричество будет течь в сегменты коммутатора через щетки, а затем течь в 1 или 2 катушки, когда становится доступным путь.

В определенных точках вращения щетки соприкасаются с двумя пластинами. Это создаст дугу, и при этом мы получим небольшие вспышки синего света.Дуги из-за трения со временем разрушат кисть.

Правило для левой руки Flemings

Что-то, что мы должны понять, – это правило левой руки Флемингса, и для этого нам нужно использовать левую руку в этой забавной форме. Вы должны помнить, что правило Флемингса использует ОБЫЧНЫЙ ТОК, а не поток электронов. Обычный ток – от положительного до отрицательного.

Мы используем правило левой руки Флемингса, чтобы определить, в каком направлении катушка будет толкать и тянуть, поскольку электромагнитное поле взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита.

Если мы посмотрим на провод и представим, какой конец подключен к положительному или отрицательному, мы можем определить направление силы.

Для этого вытяните левую руку и представьте, что это большой палец, а затем пальцы 1, 2, 3 и 4. Сведите пальцы 4 и 3. Укажите палец 2 вправо, палец 1 направьте прямо вперед и направьте большой палец вверх.

Ваши 2 ^и пальца указывают в направлении обычного тока от положительного к отрицательному. Палец 1 ^st указывает на магнитное поле постоянного магнита с севера на юг.Ваш большой палец укажет направление движения.

Мы сделали руководство в формате PDF, в котором есть несколько примеров, которые помогут вам это запомнить.

🎁 Получите БЕСПЛАТНО руководство по эксплуатации Fleming в формате PDF ➡️ Здесь

Итак, если мы посмотрим на этот пример, обычный ток идет к нам, а магнитное поле идет слева направо. Итак, мы направляем наши 2 ^и пальца к себе, а 1 ^-й палец в направлении магнитного поля. Таким образом, наш большой палец направлен вверх, что означает, что сила, действующая на провод, будет перемещать его вверх.

В этом примере мы видим, что обычный ток в проводе меняет направление, поэтому он движется от нас. Поэтому мы переворачиваем руку так, чтобы наши 2 ^и пальца были направлены от нас. Наш первый палец по-прежнему указывает в направлении магнитного поля, а большой – вниз. Это означает, что сила, действующая на провод, будет перемещать его вниз.

Если мы свернем провод в катушку, как теперь будут действовать силы? Что ж, нам нужно рассматривать катушку как две половинки.В левой половине обычный ток течет от нас, поэтому наша рука переворачивается, и мы видим, что мы получаем направленную вниз силу. Справа обычный ток течет к нам, поэтому сила направлена ​​вверх. Следовательно, у нас есть объединенная сила, направленная вверх и вниз, поэтому катушка будет вращаться. Итак, теперь мы видим, как вращается мотор, давайте рассмотрим подробнее.

Работа

Хорошо, давайте рассмотрим работу двигателя постоянного тока в замедленном режиме. Мы просто укажем на основные части, это северный и южный магниты, которые концентрируют магнитное поле через центр.В центре мы находим вал, прикрепленный к валу, у нас есть ротор, обернутый вокруг ротора, у нас есть катушки, соединяющие катушки, у нас есть коммутатор и обеспечивающий питание коммутатора, у нас есть щетки и щетки. Затем у нас есть блок питания.

Ротор, катушки и коммутатор будут вращаться, все остальное останется неподвижным.

Мы собираемся рассмотреть протекание обычного тока и силы, возникающие на длинных сторонах каждой катушки.Мы также обозначим эти катушки 1,2 и 3. И пластины коммутатора a, b и c.

1. В этом первом положении обычный ток будет течь от плюса батареи к пластине A, затем через обе катушки 1 и 3, через пластины B и C в правую щетку и обратно к батарее. Правая сторона катушки 1 имеет направленную вниз силу, а левая сторона – восходящую силу. Катушка 3 имеет восходящую силу с этой стороны и нисходящую силу с этой стороны. И так оно вращается.

2.Теперь ток течет через пластину A только в катушку 1, а затем выходит через пластину B. Это создает восходящую силу слева и нисходящую силу справа.

3. Теперь ток течет через пластины A и C через катушки 1 и 2 в пластину B. Катушка 1 имеет направленную вверх силу слева и направленную вниз справа. Катушка 2 имеет направленную вверх силу слева и направленную вниз справа.

4. Теперь ток течет через пластину c в катушку 2 и на пластину b. левая сторона катушки 2 имеет направленную вверх силу, а правая – направленную вниз.

5. Теперь ток течет через пластину c в катушки 3 и 2 и выходит через пластины a и b. это дает нам наши восходящие и нисходящие силы на катушки.

6. Теперь ток течет через пластину c в катушку 3, а затем выходит через пластину a, создавая наши восходящие и нисходящие силы.

7. Теперь ток течет через пластины c и B, через катушки 3 и 1 и выходит через пластину a, давая нам силы с каждой стороны.

8. Теперь ток течет через пластину b в катушку 1 и выходит через пластину a, которая создает наши силы.

9. Теперь ток течет через пластину b в катушки 2 и 1, затем выходит через пластины c и a.

10. Теперь ток течет через пластину b в катушку 2, а затем выходит через пластину c.

11. Теперь ток течет через пластины B и A в катушки 2 и 3, а затем выходит через пластину c.

Это повторяется снова и снова, что дает нам вращающую силу, которую мы используем для вращения вентиляторов, шестерен, колес и шкивов.

Если мы перевернем источник питания, мы изменим направление тока, и это изменит направление сил и, следовательно, направление вращения, так что мы используем магнитные силы и электричество для создания простого двигателя.

Типичные причины отказов обмоток электродвигателей и способы их предотвращения – Accelix

Электродвигатели служат важнейшим компонентом любого объекта. Однако электродвигатели могут быть подвержены любому количеству проблем, которые приводят к неисправностям и сбоям электродвигателей, что может нарушить бизнес-операции, снизить производительность и отрицательно повлиять на прибыль компании.

Тем не менее, мониторинг состояния электродвигателей обычно не является приоритетом для большинства организаций.Важность реализации программ профилактического обслуживания может дать огромные преимущества при обнаружении, выявлении и оценке неисправностей электродвигателя. Без надлежащей видимости увеличивается вероятность поломки двигателя, что приведет к неожиданным простоям.

Для обеспечения бесперебойной работы критически важно внедрение программ профилактического обслуживания для обнаружения, выявления и оценки участков электродвигателей, которые подвержены отказам. Для этого понимание основных причин отказа двигателя имеет решающее значение для определения наилучшего курса действий в случае отказа.В рамках программы регулярного технического обслуживания инструменты диагностики и обслуживания нового поколения, включающие в себя подключенные инструменты, датчики и программное обеспечение, предлагают лучший способ контролировать состояние электродвигателя.

Причины выхода из строя обмоток электродвигателя

Что вызывает отказ электродвигателей? Неблагоприятные условия эксплуатации – электрические, механические или экологические – могут значительно сократить срок службы электродвигателя. Управление электромеханики (EASA) приводит множество причин отказов обмоток электродвигателей, в том числе:

• Электрические сбои, включая однофазные сбои обмотки (соединение звездой или треугольником), вызванные размыканием из-за перегоревшего предохранителя, открытого контактора, обрыва линии питания или плохого соединения, которое нарушает подачу питания на двигатель.
• Нарушения изоляции, в том числе обмотка, закороченная между фазами или между витками, закороченная катушка, заземленная на краю разъема или в разъеме или закороченное соединение – все это обычно вызывается загрязнениями, истиранием, вибрацией или скачком напряжения.
• Термическое ухудшение изоляции в одной фазе обмотки статора, которое может быть результатом неравномерного напряжения между фазами из-за несбалансированной нагрузки на источнике питания, плохого соединения на клеммах двигателя или контакта с высоким сопротивлением; или термическое повреждение всех фаз обмотки статора, как правило, из-за требований к нагрузке, превышающих номинальные параметры двигателя, или из-за очень высоких токов в обмотке статора из-за блокировки ротора.Это также может произойти в результате частых запусков или реверсирования.
• Люфт и выход из строя подшипников. Другая распространенная неисправность возникает из-за механического трения, которое может быть результатом ослабления вала двигателя и / или подшипников двигателя. Наиболее распространенные механические неисправности – это дисбаланс вала, неплотность, несоосность и подшипники. Часто эти механические неисправности связаны: дисбаланс, неплотность или несоосность вала, если их не исправить, вызовут повышенные нагрузки на подшипники, что приводит к быстрому износу подшипников.

Профилактическое обслуживание и диагностика Ключ к предотвращению выхода из строя обмотки электродвигателя

Процентная ставка (ROI) и преимущества надежности и обслуживания на основе состояния были известны в течение десятилетий, но только недавно объединились, чтобы создать методы прогнозного контроля, портативный мониторинг состояния, удаленное управление и мониторинг и программное обеспечение для компьютеризированного управления техническим обслуживанием SaaS (CMMS ) доступный и экономичный. Эти инструменты обслуживания и обеспечения надежности нового поколения поддерживают создание, сбор и консолидацию данных от датчиков, инструментов и существующих систем с возможностью удаленного мониторинга через подключенные устройства, включая настольный компьютер, планшет или смартфон.

Преимущества этих инструментов:

• Облачная CMMS обеспечивает гибкий и простой в использовании метод управления активами, управления рабочими процессами и отчетности.
• Подключенные инструменты и датчики предлагают всем ключевым заинтересованным сторонам доступ к нужным им данным, включая руководителей предприятий, стремящихся поддерживать работоспособность двигателей, инженеров, которые полагаются на точные данные для мониторинга состояния оборудования, и менеджеров по техническому обслуживанию, пытающихся опережать отказы двигателей .
• Инструменты интеграции данных и мобильности объединяют сторонние системы для подключения отделов технического обслуживания объектов к операционным показателям.Сочетание интеграции данных, управления данными и мобильного интерфейса дает обслуживающему и операционному персоналу возможность сопоставлять информацию об автоматизации процессов с данными технического обслуживания и инвентарными записями.

Использование этих инструментов и технологий может дать важную информацию о состоянии электродвигателей. После выявления и понимания основных причин внедрение процедур профилактического обслуживания посредством диагностических испытаний – лучший способ помочь устранить отказы обмоток электродвигателя.

Для диагностики проблемы в каждой категории есть три шага, которые помогут быстро и эффективно управлять рабочим процессом ремонта:

• Шаг 1: Просмотрите свои машины, чтобы определить, какие из них исправны, а какие могут иметь проблемы. Используйте простые инструменты для проверки, такие как измерители вибрации и тепловизоры, которые дают быстрые ответы.
• Шаг 2: Выполните поиск и устранение неисправностей, чтобы выявить основную причину проблемы и проверить машину на наличие неисправностей с указанием серьезности неисправности и рекомендаций по ремонту.Тестеры вибрации должны использоваться для механических неисправностей, а анализаторы двигателей – для электрических неисправностей.
• Шаг 3: Устраните основную причину проблемы. Замените подшипники, отрегулируйте вал и / или выровняйте валы.

Перед возвратом машины в эксплуатацию произведите быструю проверку, чтобы убедиться, что ремонт завершен.

Если вы подозреваете, что проблема связана с обмоткой электродвигателя, существует три категории измерений, помогающих определить вероятный источник неисправности – электрический, механический и тепловой.

Чтобы получить полную картину, оцените вероятные режимы отказа и сопоставьте правильные технологии обслуживания с наиболее вероятным режимом отказа. Программное обеспечение для обслуживания и устройства для сбора данных, которые интегрируются со сторонними поставщиками решений, идеально подходят для этого.

Проблемы с электрикой

ScopeMeter и датчик качества электроэнергии могут помочь в поиске неисправностей в приводе и выходе привода, распределении мощности, выявлении потерь энергии и повышении эффективности.Эти инструменты могут оценивать электронные гармоники, исследования искажений и нагрузки.

Тестер двигателя и изоляции обеспечивает безопасную работу, продлевает срок службы электрических систем и двигателей. Это устройство проверяет скорость, крутящий момент, мощность и КПД двигателя, а также проверяет отсутствие повреждений изоляции двигателя.

Проблемы с перегревом

Инфракрасные тепловизоры – лучшая технология для обнаружения горячих точек в распределительных устройствах и контроллерах двигателей, для проверки процессов и механических активов.Тепловизоры проверяют неисправные соединения, перегретые подшипники и уровни в баке.

Механические проблемы

Инструменты для вибрации и центровки – лучшая технология для диагностики механических неисправностей вращающихся машин. Они могут проверить правильность центровки валов, дисбалансы, люфт, перекос и подшипники.

Владельцы, операторы и менеджеры предприятий могут получить выгоду как от интегрированных данных, так и от управления техническим обслуживанием в единой системе. Группы технического обслуживания могут рентабельно внедрить эту технологическую платформу для легкого удовлетворения своих потребностей, используя свой существующий персонал и масштабируясь по мере необходимости, без дорогостоящей модернизации и крупных инвестиций в ИТ-инфраструктуру.Использование этих инструментов предлагает предприятиям максимальную гибкость и мощность для управления исправностью обмоток электродвигателей, чтобы поддерживать все активы организации в рабочем состоянии без простоев.

– обзор

Бесщеточные приводы двигателей

Эти двигатели пытаются электронным образом копировать действие щеток и коммутатора на постоянном токе. машина. Такое расположение гарантирует, что токи якоря-катушки меняются (коммутируются), когда катушки вращаются под влиянием одной полярности поля на противоположную полярность.Таким образом, общая сила и крутящий момент сохраняют одинаковое направление. Коммутатор и щетки в постоянном токе. машина действует как датчик положения вала. Якорь и мДС поля имеют фиксированное угловое смещение δ , иногда называемое углом крутящего момента (φ _fa ), что схематично показано на рисунке 7.25a, ​​где предполагается, что якорь намотан таким образом, что его общая мДС. идет в том же направлении, что и ток в щетке.

Рисунок 7.25. Бесщеточный d.c. двигатель, (а) Нормальный постоянный ток машина; (б) якорь на статоре; (c) схема управления главной цепью; (d) крутящий момент.

Для полностью бесщеточной машины, для которой поле должно быть постоянным магнитом, катушки якоря намотаны на неподвижный (внешний) элемент (рисунок 7.25b) и соединены через полупроводниковые переключатели, которые активируются из положения вала ( Рисунок 7.25c), так что их токи аналогичным образом меняются на противоположные, чтобы соответствовать полярности полюса вращающегося поля. Таким образом, частота переключения автоматически синхронизируется со скоростью вращения вала, как при обычном d.c. мотор. При δ = 90 ° крутящий момент пропорционален F _a × F _f и, при любом другом угле, предполагая синусоидальную m.m.f. распределений крутящий момент пропорционален F _a F _f sin δ . При движении ротора δ изменяется от 0 ° до 180 °; затем питание переключается, чтобы снова вернуть δ к нулю, и цикл повторяется. Таким образом, крутящий момент будет пульсировать, как однофазная выпрямленная синусоида (рисунок 7.25г). Это устройство эквивалентно постоянному току. машина только с двумя сегментами коммутатора и имеет нулевое минимальное значение крутящего момента. Обычно имеется не менее трех выводов от трехфазной обмотки, которые в свою очередь питаются от трехфазного мостового инвертора. Это срабатывает под управлением детектора положения, так что его выходная частота автоматически регулируется скоростью вала. Пульсации крутящего момента теперь будут похожи на форму выходного сигнала трехфазного мостового выпрямителя; поскольку нулевой крутящий момент отсутствует, пусковой крутящий момент доступен всегда.Профилирование поверхности полюса магнита дополнительно улучшает плавность крутящего момента в течение полного цикла. Моменты переключения можно легко изменить, чтобы получить эффекты, подобные смещению оси кисти, которое иногда в умеренной степени используется на обычном постоянном токе. машины. См. Пример 3.1. Характеристики скорости / нагрузки бесщеточной машины аналогичны характеристикам постоянного тока. машина с фиксированным возбуждением, то есть скорость немного падает с увеличением крутящего момента.

Бесщеточный постоянный ток приводы обычно используются для приложений с позиционным управлением в области промышленного управления.Поскольку продолжительность цикла зависит от движения ротора, ШИМ обычно не применяется к этим приводам. Поток ротора создается постоянными магнитами на роторе, обеспечивая трапециевидную МПС. Вариант с фасонными магнитами для создания синусоидальной МПД. известен как «бесщеточный переменный ток». Бесщеточная машина обычно питается от трехфазного инвертора, и регенерация снова становится простой, если предоставляется подходящая схема силового электронного преобразователя. Несмотря на то, что значительные исследовательские усилия были затрачены на повышение скорости отклика или устранение необходимости в дорогостоящих датчиках на бесщеточных d.c. В большинстве промышленных контроллеров используются простые датчики вала на эффекте Холла и фиксированные углы проводимости с переменным постоянным током. напряжение связи. Коммерческие единицы часто включают в себя контроллеры PI или PID (стр. 197).

Электродвигатели: что это такое и как они работают?

Электродвигатели используются постоянно для питания устройств, которые мы используем каждый день. Будь то двигатель вентилятора, охлаждающий вас в жаркий день, двигатель воздуходувки для листьев или электромобиль, без электродвигателей, мир был бы совсем другим.

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель – это машина, которая может преобразовывать электрическую энергию в механическую (в частности, кинетическую энергию или энергию движения). Обычно это достигается за счет использования взаимосвязи между электричеством и магнетизмом.

Электродвигатели могут питаться от переменного тока, например, от сетевой розетки, или постоянного тока, например от аккумулятора.

Как работает электродвигатель?

Основной принцип, лежащий в основе электродвигателя, заключается в том, что катушка с проволокой должна свободно вращаться в присутствии внешнего магнитного поля.

Когда ток проходит через катушку с проволокой, взаимодействие между током и полем создает крутящий момент, заставляющий катушку вращаться. Это вращение можно использовать, например, для вращения шин игрушечной машины, или оно может приводить в движение коленчатый вал и преобразовывать вращательное движение в поступательное.

Как сделать свой собственный электродвигатель

Иногда лучший способ понять, как работает двигатель, – это построить его самостоятельно. Вы можете построить простой двигатель постоянного тока из обычных предметов домашнего обихода.

Посылая ток через провод тщательно продуманной формы в присутствии магнитного поля, мы можем создать часть нашей цепи, которая будет вращаться, позволяя нам преобразовывать электрическую энергию в механическую.

Сделайте катушку из провода, несколько раз обернув обмотку вокруг батареи 1,5 В с элементом “D” (батарея служит формой; снимите катушку, когда закончите намотку). Оставьте примерно 2-3 см торча с обоих концов. Убедитесь, что все витки намотаны в одном направлении.

Катушка должна быть хорошо сбалансирована на этих концах, чтобы она могла легко поворачиваться при установке в подставку, предусмотренную скрепками. Вы должны удерживать катушку вместе, скручивая последнюю петлю вокруг катушек, чтобы намотать катушки вместе.

Когда катушка находится в показанном положении, с одного из концов провода, который будет контактировать со скрепками, изоляция должна быть удалена только с нижней стороны. Другой конец должен быть полностью обнажен в месте контакта со скрепкой.Таким образом, примерно половину времени через катушку будет проходить ток.

Согните две скрепки так, чтобы они удерживали катушку, как показано, и закрепили их на месте.

Поместите постоянный магнит под катушку.

Подключите источник питания, например батарею D, которую вы использовали в качестве формы, к скрепкам.

Попробуйте запустить двигатель, слегка покрутив катушку. Попробуйте, настройте, попробуйте, настройте, попробуйте и снова настройтесь, пока не добьетесь успеха!

Как это работает?

Если катушка ориентирована, как показано на изображении, ток проходит через катушку по часовой стрелке, а магнитное поле направлено вверх, тогда наверху катушки будет ощущаться сила, указывающая наружу (относительно экрана компьютера, на котором вы это смотрите. ), и нижняя часть катушки почувствует направленную внутрь силу.Это заставит катушку вращаться.

Когда ваша катушка повернется на 180 градусов, ток будет течь против часовой стрелки. Однако, поскольку вы сняли половину провода, ток не будет течь, пока катушка перевернута. Это сделано для того, чтобы у нас не возникла сила в противоположном направлении, заставляющая катушку реверсировать, а не продолжать.

При условии, что первоначальный толчок из-за поля достаточно сильный, катушка перевернется на 180 градусов, сделав полный оборот, к концу которого ток течет таким образом, что сила заставляет ее сделать еще один поворот, как и раньше. .Если все достаточно хорошо сбалансировано, мотор должен вращаться довольно быстро и долго.

Запчасти для коммерческих двигателей

К компонентам промышленного двигателя относятся следующие:

Якорь – это силовая часть двигателя. Он может быть расположен на роторе (вращающаяся часть) или на статоре (неподвижная часть). Якорь состоит из катушек проволоки, которые взаимодействуют с магнитным полем при прохождении тока.В нашем самодельном двигателе катушка была якорем и ротором, а скрепки – статором.

Щетки позволяют передавать ток на ротор при его вращении. В нашем самодельном моторе точка контакта скрепок и медного провода служила той же цели.

Коммутатор служит для периодического изменения направления тока. Это необходимо для двигателя постоянного тока или двигателя постоянного тока, но обычно не требуется для двигателя переменного тока или двигателя переменного тока, потому что ток уже меняет направление.Мы добились включения / выключения тока в нашем двигателе, оставив одну сторону контактного провода изолированной.

Магнит поля или Катушки возбуждения (электромагниты) создают необходимое магнитное поле.

Ось представляет собой стержнеобразную деталь, выровненную с осью вращения ротора, так что она вращается вместе с ротором. Горизонтальные концы нашего самодельного мотора были по сути осью.

Шестерня – это небольшая шестерня, которая может использоваться для передачи движения двигателя другому объекту или части машины.

Типы электродвигателей

Существует множество различных типов электродвигателей. Хотя сначала они подразделяются на двигатели переменного и постоянного тока, возможны и многие другие варианты. Будь то тяжелые, легкие, сельскохозяйственные или общие, здесь перечислены лишь некоторые из множества типов.

Однофазный двигатель работает от одного источника переменного тока.

Трехфазный двигатель – это двигатель, который приводится в действие тремя переменными токами одинаковой частоты, не совпадающими по фазе друг с другом.

Синхронный двигатель – это двигатель, период вращения которого кратен частоте переменного тока.

В асинхронном асинхронном двигателе или электрический ток в роторе создается за счет электромагнитной индукции из магнитного поля обмотки статора.

Шаговый двигатель – это бесщеточный двигатель постоянного тока, который прерывает полный оборот на равные ступени. Мотор может двигаться и удерживаться на любом из шагов.

Электрогенераторы

Электрогенераторы являются реверсом электродвигателей; они берут механическую энергию и преобразуют ее в электрическую. Это можно сделать разными способами.

Например, энергия ветра может использоваться для вращения лопастей вентилятора ветрогенератора, которые вращают ротор внутри генератора, и возникающая в результате электромагнитная индукция вызывает протекание тока. Подобным образом работают гидроэлектростанции: падающая вода вращает лопасти турбины.

Электродвигатели: неисправности электродвигателей

Источник информации:

Руководство по установке и обслуживанию

Большая часть неисправностей, влияющих на нормальную работу электропривода. двигателей можно избежать с помощью технического обслуживания и мер предосторожности профилактического характера.

Широкая вентиляция, чистота и тщательный уход – главные факторы.Еще один важный Фактором является незамедлительное внимание к любой неисправности, о чем свидетельствует вибрация, стук вала, снижение сопротивления изоляции, дым или огонь, искрение или необычный износ контактных колец или щеток, резкие перепады температур подшипников.

При возникновении отказов электрического или механического характера первым делом необходимо принято это остановить двигатель и последующий осмотр всех механических и электрических частей установки.

В случае пожара необходимо отключить установку от электросети, которая обычно выполняется выключением соответствующих переключателей.

В случае возгорания в самом двигателе необходимо принять меры для его сдерживания и удушения. закрытие вентиляционных отверстий.

Для тушения пожара следует использовать сухие химические вещества или огнетушители с углекислым газом, а не воду.

1 – ОТКАЗЫ СТАНДАРТНЫХ ТРЕХФАЗНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Вследствие широкого использования в промышленности асинхронных трехфазных двигателей, которые чаще ремонтируются в цехах завода, далее следует сводка возможных неисправностей и их вероятные причины, обнаружение и способы устранения.

Двигатели обычно проектируются с изоляцией класса B или F и для температур окружающей среды до 40 ° С.

Большинство дефектов обмотки возникает при превышении температурных пределов из-за перегрузки по току. по всей обмотке или даже только по ее частям. Эти дефекты обозначены потемнение или обугливание изоляции провода.

1.1 – КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ МЕЖДУ ОБОРОТАМИ

Короткое замыкание между витками может быть следствием двух совпадающих изоляции дефекты, или результат дефектов, возникших одновременно на двух соседних проводах.

Поскольку провода проверяются наугад, даже самые качественные провода могут иметь слабые места. Слабые места могут В некоторых случаях допускайте скачок напряжения до 30% во время испытания на короткое замыкание между витками, и позже выходят из строя из-за влажности, пыли или вибрации.

В зависимости от интенсивности короткого замыкания становится слышен магнитный гул.

В некоторых случаях асимметрия трехфазного тока может быть настолько незначительной, что защита двигателя устройство не реагирует. Короткое замыкание между витками и фазами на массу из-за изоляции выход из строя случается редко, и даже в этом случае он почти всегда возникает на ранних этапах работы.

1.2 – ОТКАЗ ОБМОТКА

a) Одна сгоревшая фаза обмотки

Эта неисправность возникает, когда двигатель работает по схеме треугольника и ток пропадает в одном основном проводе.

В оставшейся обмотке ток возрастает от 2 до 2,5 раз с одновременное заметное падение скорости, если двигатель остановится, ток увеличится с 3,5 до В 4 раза больше номинального значения.

В большинстве случаев этот дефект связан с отсутствием защитного выключателя или иначе переключатель установлен слишком высоко.

b) Две перегоревшие фазы обмотки

Этот отказ возникает, когда пропадает ток в одном основном проводе и обмотка двигателя со звездой. Одна из фаз обмотки остается обесточенной, в то время как другие поглощают полную напряжение и несут чрезмерный ток. Скольжение почти удваивается.

c) Три фазы перегоревшей обмотки

Возможная причина 1: Двигатель защищен только предохранителями; перегрузка мотор будет причиной неисправности.Следовательно, прогрессирующее обугливание проволоки и изоляция приводит к короткому замыканию между витками или короткому замыканию на раму.

Защитный выключатель, расположенный перед двигателем, легко решит эту проблему.

Возможная причина 2: Двигатель неправильно подключен.

Например: Двигатель с обмотками на 220 / 38V подключается по схеме звезда-треугольник. переключиться на 38OV. Потребляемый ток будет настолько высоким, что обмотка перегорит через несколько секунд. секунд, если предохранители или неправильно установленный защитный выключатель не срабатывают быстро.

Возможная причина 3: Переключатель звезда-треугольник не коммутируется, и двигатель продолжает работать в течение некоторого времени, подключенного к звезде, в условиях перегрузки.

Поскольку он развивает только 1/3 своего крутящего момента, двигатель не может достичь номинальной скорости. Повышенное скольжение приводит к более высоким омическим потерям из-за эффекта Джоуля. Как ток статора, согласованный с нагрузкой, не может превышать номинальное значение для соединения треугольником, защитный выключатель сработает. не реагировать.

Из-за повышенных потерь в обмотке и роторе двигатель перегреется и обмотка Выгореть.

Возможная причина 4: Отказы по этой причине возникают из-за тепловой перегрузки, должный к слишком большому количеству запусков при прерывистой работе или к слишком долгому циклу запуска.

Безупречное функционирование двигателя, работающего в этих условиях, обеспечивается только тогда, когда соблюдаются следующие значения:

а) количество пусков в час;
б) пуск с грузом или без груза;
в) механический тормоз или инверсия тока;
г) ускорение вращающихся масс, связанных с валом двигателя;
e) момент нагрузки vs.скорость при разгоне и торможении.

Постоянное усилие, прилагаемое ротором во время прерывистого пуска, приводит к более тяжелому потери, провоцирующие перегрев.

При определенных обстоятельствах существует вероятность повреждения обмотки статора. с двигателем на холостом ходу в результате нагрева двигателя. В таком случае двигатель с контактным кольцом рекомендуется, так как большая часть тепла (из-за потерь в роторе) рассеивается в реостат.

1.3 – НЕИСПРАВНОСТИ РОТОРА

Если двигатель, работающий в условиях нагрузки, издает шум различной интенсивности и уменьшение частоты при увеличении нагрузки, причина, в большинстве случаев, будет несимметричная обмотка ротора.

В двигателях с короткозамкнутым ротором причиной почти всегда будет поломка одного или нескольких стержней ротора; одновременно могут регистрироваться периодические колебания тока статора. Как правило, этот дефект появляется только в литых или литых алюминиевых клетках.Сбои из-за точечного нагрева в том или ином стержней в стопке ротора идентифицируются синим цветом в затронутых точках.

При выходе из строя различных смежных стержней могут возникать вибрации и вздрагивание, как если бы из-за дисбаланса и часто интерпретируются как таковые. Когда пакет ротора приобретает синий цвет или фиолетовая окраска, это признак перегрузки.

Это может быть вызвано слишком большим скольжением, слишком большим количеством пусков или слишком продолжительными циклами пуска. Этот Выход из строя также может возникнуть из-за недостаточного сетевого напряжения.

1.4 – НЕИСПРАВНОСТИ КОЛЬЦА РОТОРА

Обрыв одной фазы обмотки ротора обнаруживается сильным вибрационным шумом. который меняется в зависимости от скольжения и, кроме того, более сильного периодического тока статора колебания.

Предполагая, что два контактных кольца были покрыты пятнами из-за искрения щеток, а третье остается невредимым, причина чаще всего может возникать из-за разрушения сварного шва, вызванного перегрузкой осуществляется за счет связи между витками обмотки ротора.

Возможно, но редко, что разрыв мог произойти в соединении между обмотка и контактное кольцо. Однако рекомендуется сначала проверить, есть ли обрыв в реостат подключения стартера, или даже в самой детали.

1.5 – КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ МЕЖДУ ОБОРОТАМИ В ДВИГАТЕЛЯХ С КОЛЬЦЕВЫМ КОЛЬЦОМ

Эта неисправность возникает только в очень редких случаях. В зависимости от величина короткого замыкания запуск может быть резким, даже если реостат находится на первое нажатие на его исходное положение.
В этом случае через кольца не проходят сильные пусковые токи, и поэтому на них не будет следов ожога. наблюдал на них.

1.6 – НЕИСПРАВНОСТИ ПОДШИПНИКА

Повреждение подшипника вызвано перегрузкой из-за чрезмерно натянутого ремня или осевые удары и напряжения. Недооценка расстояния между ведущим шкивом и ведомым шкив – обычное дело.

Таким образом, площадь контакта ремня с приводным шкивом становится недопустимо малой, и поэтому ремень натяжения недостаточно для передачи крутящего момента.

Несмотря на это, обычно увеличивают натяжение ремня, чтобы добиться достаточного привода.

По общему признанию, это возможно с новейшими типами ремней, армированными синтетическими материалами.

Однако в этой практике не учитывается нагрузка на подшипник, и в результате подшипник выходит из строя. в короткие сроки. Тем не менее существует вероятность того, что вал будет подвергаться недопустимо высоким нагрузки, когда двигатель оснащен слишком широким шкивом.

1.7 – ИЗЛОМЫ ВАЛА

Хотя подшипники традиционно составляют более слабую часть, а валы спроектирован с широким диапазоном безопасности, вполне вероятно, что вал может разрушение из-за усталости из-за напряжения изгиба, вызванного чрезмерным натяжением ремня.

В большинстве случаев трещины возникают сразу за подшипником со стороны привода.

Вследствие переменного напряжения изгиба, вызванного вращающимся валом, трещины перемещаются внутрь с внешней стороны вала до точки разрыва, когда сопротивление оставшегося поперечного сечения вала больше не хватает.Избегайте дополнительного сверления вала (отверстия для крепежных винтов), поскольку такие операции имеют тенденцию вызывать концентрацию напряжений.

1.8 – ПРИВОДЫ КЛИНОВЫЕ НЕБАЛАНСИРОВАННЫЕ

Замена только одного или другого параллельного ремня привода возможна. часто причина переломов вала, а также злоупотребление служебным положением.

Любые использованные и, следовательно, растянутые ремни, оставшиеся на приводе, особенно те, которые находятся ближе всего к двигателя, а новые и нерастянутые ремни размещаются на одном приводе, поворачивая его дальше от подшипник может увеличивать нагрузку на вал.

1.9 – ПОВРЕЖДЕНИЯ ИЗ-ЗА НЕПРАВИЛЬНО УСТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ТРАНСМИССИИ ИЛИ НЕПРАВИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВЫРАВНИВАНИЕ

Повреждение подшипника и излом валов часто возникают из-за неправильной установки шкивы, муфты или шестерни. Эти детали «стучат» при вращении. Дефект признан царапины, которые появляются на валу, или возможный масштаб, например, отслаивание конца вала.

Шпоночные пазы с краями, изъеденными незакрепленными шпонками, также могут привести к отказы валов.

Плохо выровненные муфты вызывают удары, радиальные и осевые сотрясения вала и подшипников.

В течение короткого времени эти неправильные действия приводят к износу подшипников и увеличение кронштейна крышки подшипника, расположенного со стороны привода.

Поломка вала может произойти и в более серьезных случаях.

Самый простой способ изменить направление вращения электродвигателя

Большая часть этого веб-сайта посвящена активным полупроводникам и электронике, управляющим двигателями постоянного тока. Например, у многих роботов есть микроконтроллеры, которые определяют направление вращения двигателя через транзисторный H-мост.Однако иногда вам нужно очень простое решение, в котором человек может напрямую управлять двигателем одним щелчком переключателя. Это легко сделать.

Список деталей:

• Клейкая лента или клейкая бумага для заметок.

Испытательные детали

Первое, что вам нужно проверить, это аккумулятор и мотор. Это устранит любые проблемы с ними, прежде чем вы усложняете схему одного или нескольких переключателей.Эти тесты проще всего выполнить с зажимами из крокодиловой кожи, если они у вас есть.

Электросхема прямого и обратного хода двигателя и аккумуляторной батареи. Показан красный провод, потому что белый провод не отображается на белом фоне.

1. Переверните провода от аккумулятора к двигателю, чтобы убедиться, что двигатель вращается в другом направлении (белый провод от положительного конца аккумулятора к отрицательному полюсу двигателя, черный провод от отрицательного конца аккумулятора. к положительной клемме + двигателя).

Если мотор не вращается, проверьте соединения. Также может быть, что напряжение батареи слишком низкое или батарея разряжена. Если двигатель вращается слишком быстро, замените батарею на более низкое напряжение или приобретите двигатель с редуктором.

Прежде чем продолжить, у вас должны быть мотор и аккумулятор, которые прошли этапы 2 и 3 теста.

Подключение центрального выключателя DPDT

Очевидно, вам не захочется каждый раз перетягивать мотор, чтобы выключить его или изменить направление.Мы позволим переключателю сделать это. Внутри переключателя есть металлические полоски, которые либо соединяют провода, либо отключают их, так как рычаг переворачивается вперед и назад.

Электропроводка и тумблер.

Вот назначение проводов:

• Желтый: положительный полюс двигателя.
• Синий: отрицательный полюс двигателя.
• Белый: положительный полюс аккумулятора.
• Черный: отрицательный полюс аккумуляторной батареи.

Припаяйте белые (плюсовые) провода к переключателю DPDT.

1. Подключите белый провод (положительное питание) к переключателю DPDT, как показано выше. Вам понадобится один длинный провод, идущий от батареи к первой клемме переключателя. И вам понадобится меньший кусок провода, идущий от первой клеммы переключателя к противоположной клемме, как показано.

Припаяйте черные (отрицательные) провода к переключателю DPDT.

2.Подключите черный провод (отрицательное напряжение) к переключателю DPDT, как показано выше. Вам понадобится один длинный провод, идущий от аккумулятора к нижней клемме переключателя. И вам понадобится меньший кусок провода, идущий от нижней клеммы переключателя к противоположной клемме, как показано.

Припаяйте желтый и синий провода двигателя к переключателю DPDT.

3. Подключите желтый и синий провода от двигателя к центральным клеммам переключателя DPDT, как показано выше.

4. Подсоедините желтый и синий провода к клеммам двигателя.

5. Перед подключением аккумулятора убедитесь, что переключатель находится в центральном (выключенном) положении.

6. Подключите белый и черный провода к аккумулятору.

Печатная плата вместо проводов

Электропроводка может быть немного неудобной. Вместо этого вы можете использовать небольшую печатную плату (особенно если вы собираетесь подключить более одного переключателя).

Плата переключателя двигателя DPDT

Управление двунаправленным переключателем двигателя

Давайте рассмотрим, что происходит, когда вы нажимаете переключатель вверх, в центр и вниз …

Отсутствие соединений в переключателе DPDT, приводящее к выключенному двигателю.

Когда рычаг переключателя находится в среднем положении, двигатель выключен, потому что металл внутри переключателя не соединяет провода от средних клемм (двигателя) с какими-либо внешними клеммами (источник питания).Это то же самое, как если бы вы просто отключили провода от аккумулятора. Ничего не случится. Электроэнергия не используется.

Соединения в переключателе DPDT, приводящие в движение двигатель.

Когда рычаг переключателя находится в верхнем положении, двигатель вращается вперед. Если ваш двигатель вращается в противоположном направлении, чем вы ожидали или хотели, просто переориентируйте переключатель в руке так, чтобы рычаг был обращен вниз, а затем переведите рычаг в верхнее положение.В качестве альтернативы вы можете поменять местами провода на или клеммы аккумулятора, или клеммы двигателя.

Внутри переключателя рычаг имеет металлические полосы, так что провода двигателя на средней клемме электрически соединяются с одной парой внешних клемм, ведущих к батарее. Термин «двойной полюс» относится к тому факту, что этот переключатель имеет пару выводов, которые он подключает или отключает одновременно. Если нам нужно было подключить или отключить только один провод, мы могли бы использовать однополюсный (SP) переключатель.

Подключения в переключателе DPDT, приводящие к вращению двигателя в обратном направлении.

Когда рычаг переключателя находится в нижнем положении, двигатель вращается назад.

Внутри переключателя рычаг имеет металлические полосы, так что провода двигателя на средней клемме электрически соединены с другой парой внешних клемм, ведущих к батарее. Обратите внимание, что черный и белый провода аккумулятора находятся на противоположных сторонах на верхней и нижней клеммах переключателя.Вот почему мотор вращается в обратном направлении.

Термин «двойной бросок» относится к тому факту, что этот переключатель можно бросить вверх и бросить вниз (два разных броска). Если бы нам нужно было только, чтобы двигатель двигался вперед или выключался, мы могли бы использовать одинарный переключатель (ST).

Устранение неисправностей

Если ваш двигатель не работает должным образом, дважды проверьте, что провода идут к правильным клеммам переключателя.Также убедитесь, что проводка не ослаблена и не сломана. Используйте увеличительное стекло, чтобы убедиться, что даже крошечная жила провода случайно не коснется другого провода или клеммы.

Альтернативное управление двигателем с автоматическим ограничителем хода

Полезно иметь возможность напрямую управлять двигателем. Но иногда вы не обращаете внимания, и элемент, подключенный к двигателю, врезается в преграду или иным образом выходит за пределы своего максимального положения.

Было бы неплохо добавить пару дополнительных переключателей для автоматической остановки двигателя, когда он зашел слишком далеко, но по-прежнему позволять оператору вернуть двигатель в разрешенное положение.

Схема подключения двигателя, подключенного к DPDT, плюс два переключателя мгновенного действия для управления пользователем с помощью концевых упоров.

Схема подключения выше аналогична показанной ранее. Были вставлены два дополнительных переключателя. Один переключатель подключает (или отключает) белый провод на нижней клемме. Другой переключатель подключает (или отключает) черный провод на верхней клемме.

Переключатели мгновенного действия нашли хорошее применение в моем роботе Flip-Flop.Если вы не знакомы с переключателями этих типов, взгляните на изображения и посмотрите видео.

Идея состоит в том, что каждый переключатель мгновенного действия подключен таким образом, чтобы соответствующий провод был нормально подключен (NC), как это было на более ранних схемах. Это позволяет переключателю DPDT пользователя работать в обычном режиме.

Однако, когда что-то нажимает на переключатель мгновенного действия, он отключает провод, отключая питание только в этом направлении.Если пользователь поворачивает рычаг в противоположном направлении, другой переключатель мгновенного действия не прижимается, и, таким образом, он позволяет двигателю реверсировать.

Если вы установили моторизованное устройство на линейную (прямую) дорожку и поместили каждый переключатель мгновенного действия на противоположных концах дорожки, вы можете повернуть переключатель в одном направлении, и устройство автоматически остановится, когда достигнет конца трека. Затем вы можете повернуть переключатель в противоположном направлении, и устройство переместится на другой конец дорожки, прежде чем остановиться.

Точно так же вы можете добавить к диску штифт или рычаг, который будет давить на переключатель мгновенного действия, когда вал двигателя вращается на желаемый угол.

Куда идти дальше?

В этой статье показано, как изменить направление на небольшом двигателе от источника потребительской батареи с помощью переключателя центрального положения DPDT. Есть много вариантов использования и вариаций такой схемы.

Можно использовать более мощные двигатели и более мощные источники энергии.Самым большим ограничением будет поиск физического переключателя, способного выдерживать достаточный ток и напряжение. Вы должны быть уверены, что производитель оценивает коммутатор как минимум на максимальную мощность, которую вы собираетесь использовать.

Фактически, лучше всего было бы подключить переключатель с низким номиналом и слабым источником питания к реле с более мощным источником питания. Реле – это переключатель с магнитным приводом, который действует как прокси, повторяя действия пользователя с переключателем с низким энергопотреблением.

Со временем выключатель, подключенный к большому двигателю или источнику питания, перегорит из-за электрической дуги при замыкании или разрыве электрических соединений. Еще одна проблема с большими двигателями (особенно когда они подключены к оборудованию) – это внезапный запуск и остановка. Импульс может быть убийцей. Управление скоростью или методы цифровой широтно-импульсной модуляции позволяют плавно увеличивать или уменьшать обороты мощных двигателей.

В целом, самая серьезная проблема с большими двигателями или значительными источниками питания (такими как розетки переменного тока) – это безопасность.Вот почему эти вещи следует оставить на усмотрение профессионального оборудования с надлежащими корпусами, резервными датчиками пределов и независимыми сертифицированными испытаниями.

При этом этот переключатель DPDT должен комфортно работать с небольшими двигателями постоянного тока и источниками батарей, такими как модели, игрушечные поезда и роботы-любители.