Коллекторный электродвигатель
Коллекторный электродвигатель представляет собой синхронную электрическую машину, в которой переключатель тока в обмотке и датчик положения ротора выполнены в виде одного и того же устройства – щеточно-коллекторного узла. Это устройство бывает разных видов. Коллекторный электродвигатель Разновидности Коллекторный электродвигатель постоянного тока обычно включает в свой состав такие элементы, как: - трехполюсной ротор на подшипниках скольжения; - двухполюсной статор на постоянных магнитах; - медные пластины в качестве щеток коллекторного узла. Этот
набор характерен для самых маломощных решений, используемых обычно в детских игрушках, где не требуется большая мощность. В состав более мощных двигателей включается еще несколько конструктивных элементов: - четыре графитовые щетки в виде коллекторного узла; - ротор с несколькими полюсами на подшипниках качения; - статор из постоянных магнитов с четырьмя полюсами. Чаще всего устройство электродвигателя такого типа используется в современных автомобилях для реализации привода вентилятора системы охлаждения и вентиляции, насосов омывателей, дворников и прочих элементов.
Существую и более сложные агрегаты. Мощность электродвигателя в несколько сотен ватт предполагает использование в составе четырехполюсного статора, выполненного из электромагнитов. Для подключения его обмоток может использоваться один из нескольких способов: - Последовательно с ротором. В данном случае получается большой максимальный момент, однако из-за больших оборотов холостого хода велик риск повреждения двигателя. - Параллельно с ротором. В данном случае обороты остаются стабильными в условиях изменяющейся нагрузки, однако максимальный момент заметно меньше.
- Смешанное возбуждение, когда часть обмотки подключается последовательно, а часть параллельно. В данном случае совмещены достоинства предыдущих вариантов. Используется этот тип для стартеров автомобилей. - Независимое возбуждение, при котором используется отдельный источник питания. В данном случае получаются характеристики, соответствующие параллельному подключению. Используется этот вариант довольно редко. Коллекторный электродвигатель обладает определенными достоинствами: их просто изготавливать, ремонтировать, эксплуатировать, а их ресурс работы достаточно велик.
В качестве недостатков обычно выделяется следующий: эффективные конструкции подобных устройств обычно являются быстроходными и низкомоментными, поэтому большинство приводов требует установки редукторов. Это утверждение вполне обосновано, так как электрическая машина, ориентированная на низкую скорость, характеризуется заниженным КПД, а также связанными с этим проблемами охлаждения. Последние таковы, что для них сложно найти изящное решение.