Структурата на постояннотоковия двигател
Тя трябва да се състои от две части: статор и ротор. Стационарната част на DC двигателя се нарича статор. Основната функция на статора е да генерира магнитно поле. Частта, която се търкаля по време на работа, се нарича ротор. Основната му функция е да генерира електромагнитен въртящ момент и индуцирана електродвижеща сила. Той е центърът за преобразуване на енергията на DC двигателя, така че обикновено се нарича арматура. Конструктор и вентилатор и др.
статор
(1) Главен магнитен полюс
Ролята на главния полюс е да генерира магнитно поле на въздушна междина. Основният магнитен полюс се състои от желязната сърцевина на главния магнитен полюс и възбуждащата намотка.
Желязното ядро обикновено е направено от 0.5 mm~1,5 mm дебела силиконова стоманена плоча, щанцована и занитвана. Той е разделен на две части: тялото на щеката и обувката на щеката. Горната част на намотката на възбуждане се нарича полюсно тяло, а долната част се нарича полюсно тяло. Полюсната обувка е по-широка от тялото на полюса, което може не само да регулира разпределението на магнитното поле във въздушната междина, но и да улесни фиксирането на намотката на възбуждане. Възбуждащата намотка е направена от изолиран меден проводник и е поставена върху сърцевината на главния магнитен полюс. Целият главен магнитен полюс е фиксиран към основата с винтове,
(2) Комутационен стълб
Функцията на комутационния полюс е да подобри комутацията и да намали комутационните искри, които могат да се генерират между четката и комутатора, когато двигателят работи. Обикновено се инсталира между два съседни главни магнитни полюса. съставен от полюсни намотки. Намотката на комутиращия полюс е направена от изолиран проводник и е поставена върху желязната сърцевина на комутационния полюс. Броят на комутиращите полюси е същият като този на главния магнитен полюс.
(3) Машинна база
Корпусът на статора на двигателя се нарича рамка. Базата има две функции:
Единият е да фиксира главния магнитен полюс, комутационния полюс и крайния капак, както и да поддържа и фиксира целия двигател;
Второто е, че самата основа също е част от магнитната верига, която съставлява магнитния път между магнитните полюси, а частта, през която преминава магнитният поток, се нарича ярем. За да се гарантира, че основата на машината има достатъчна механична якост и отлична магнитна пропускливост, тя обикновено е изработена от стоманени отливки или заварени стоманени плочи.
(4) Четка оборудване
Устройствата с четки се използват за въвеждане или извличане на постоянно напрежение и постоянен ток. Устройството за четка се състои от четка, четкодържател, четкодържател и четкодържач. Четката се поставя в четкодържача и се притиска от пружина, така че да има отлично плъзгащо се докосване между четката и комутатора. Необходима е изолация. Седалката на пръта на четката е монтирана на крайния капак или вътрешния капак на лагера и периферната позиция може да се регулира и ще бъде фиксирана след настройката.
ротор
(1) Арматурно ядро
Като цяло желязното ядро на котвата е направено от щанцовани листове, изработени от листове от силициева стомана с дебелина 0.5 mm и ламинирани, за да се намалят загубите от вихрови токове и загубите от хистерезис, генерирани в желязното ядро на котвата, когато двигателят работи. Подредената желязна сърцевина е фиксирана върху въртящия се вал или конзолата на ротора. Външният кръг на желязното ядро е снабден с прорез за котва, а намотката на котвата е вградена в прореза.
(2) Намотка на котвата
Функцията на намотката на котвата е да генерира електромагнитен въртящ момент и индуцирана електродвижеща сила и е ключовият компонент на преобразуването на енергията на DC двигателя, така че се нарича арматура. Състои се от множество намотки (наричани по-нататък компоненти), свързани по определени правила. Бобините са изработени от високоякостни емайлирани проводници или плоски медни проводници със стъклено покритие. Страните на намотките на различните намотки са вградени в слота на арматурата на два слоя. Необходимо е правилно да се изолира между железните сърцевини и между горната и долната страна на намотката. За да се предотврати центробежната сила да изхвърли ръба на бобината извън слота, шлицът е фиксиран с клин за шлиц. Крайната част на намотката, излизаща от слота, е обвързана с термореактивна стъклена лента без вътък.
(3) Комутатор
При DC двигател комутаторът е снабден с четки, които могат да преобразуват външното DC захранване в променлив ток в арматурната намотка
Посоката на електромагнитния въртящ момент е стабилна и непроменена; в генератора за постоянен ток комутаторът е снабден с четка, която може да преобразува променливата електродвижеща сила, индуцирана в арматурната намотка, в електродвижеща сила на постоянен ток, извлечена от положителните и отрицателните четки. Комутаторът е цилиндър, съставен от много комутационни сегменти, а комутаторните сегменти са изолирани с листове слюда.
(4) Ротационен вал
Въртящият се вал играе поддържаща роля при въртенето на ротора и се нуждае от определена механична якост и твърдост. Обикновено се обработва от кръгла стомана.
Изборът на правилния DC мотор или DC редуктор за конкретно приложение може да бъде трудна задача и много производители може да предоставят само основни спецификации на мотора. Тези основни спецификации не отговарят на вашите нужди. По-долу изброяваме спецификациите на миниатюрните постояннотокови двигатели и предоставяме приблизителна стойност, ако е възможно.
Следното е много често срещана спецификация, която производителят на постояннотоков двигател може да посочи. За повечето купувачи тази основна информация е достатъчна, за да направят покупка или не.
1. Номинално напрежение:
Напрежение, съответстващо на висока ефективност на двигателя. Опитайте се да изберете батерия, която отговаря на номиналното напрежение на вашия двигател. Например, ако двигателят е 6V, използвайте 5 1.2V батерия, за да получите 6V. Ако вашият двигател работи на 3,5 V, използвайте 3 AA или 2 AAA батерии. Ако двигателят работи над номиналното си напрежение, ефективността на двигателя намалява, което обикновено изисква допълнителен ток, генерира много топлина и намалява живота на двигателя. В допълнение към номиналното напрежение, постояннотоковите двигатели имат и диапазон на работно напрежение и производителят не препоръчва двигателят да работи извън този диапазон.
2. Скорост на празен ход:
Ако приемем, че няма връзка, това е най-бързата скорост на въртене на изходящия вал (ъглова скорост). Ако двигателят се е забавил и скоростта на двигателя не се показва отделно, оборотите на двигателя са пропорционални на стойността на входното напрежение. „Без товар“ означава, че двигателят не среща никакво съпротивление (главината или колелото не са монтирани докрай). Обикновено предоставената скорост на празен ход е свързана с номиналното напрежение.
3. Номинална мощност:
Ако мощността на двигателя не е посочена, тя може да бъде приблизителна. Мощността (P) е свързана с тока (I) и напрежението (V). Формулата е: P=I*V. Използвайте ток на празен ход и номинално напрежение, за да определите приблизително изходната мощност на двигателя. Използвайте тока на заключен ротор и номиналното напрежение (не максималното напрежение), за да получите максимална мощност на двигателя (това може да се използва само за кратък период от време)
4. Въртящ момент при спиране:
Това е максималният въртящ момент, който може да се осигури, когато валът на двигателя не се върти. Ако двигателят е блокиран за повече от няколко секунди, той ще претърпи непоправима повреда. Когато избирате двигател, трябва да имате предвид, че той не трябва да надвишава 1/4-1/3 от въртящия момент на спиране.
5. Ток на спиране:
Това е токът, консумиран от двигателя при максимален въртящ момент. Това може да бъде много високо и ако няма контролер, който да контролира този ток, той ще претърпи повреда в много големи случаи. Ако не е осигурено нито спирачно, нито номинално напрежение, опитайте се да използвате номиналната мощност и номиналното напрежение на двигателя, за да оцените тока: мощност[ват]=напрежение[волтове]*ток[ампери]
Общи спецификации:
Общите спецификации за постояннотокови двигатели обикновено включват тегло, дължина на вала и диаметър на вала, както и дължина и диаметър на двигателя. Други полезни спецификации включват местоположението на монтажния отвор и вида на резбата. Ако са предоставени дължини или диаметри, вижте картини, снимки или мащабни чертежи, за да добиете представа за други измерения.
Въртящ момент:
„Въртящият момент“ се изчислява чрез умножаване на силата по разстоянието. Двигател, въртящ се с 10 Nm, спирачният момент може да бъде в рамките на 1 m
Задръжте 10N. По същия начин поддържа 20N в рамките на 0,5 m. Забележка: 1kg*гравитация (9,81m/s2)=9.81N (10N е за бързо изчисление)
Идеални спецификации:
Допълнителната информация, посочена от много производители на мотори, може да бъде много полезна при избора на правилния мотор. Когато търсите двигатели с постоянен ток, може да срещнете част от следната информация:
Напрежение срещу скорост
В идеалния случай производителят може да посочи графика на напрежението на двигателя спрямо скоростта. За бързо приближение обмислете използването на скорост на празен ход спрямо номинално напрежение: (номинално напрежение, скорост) и точка (0,0).
Въртящ момент срещу ток:
Токът е стойност, която не се контролира лесно. DC двигателите използват само необходимия ток. Идеалните спецификации включват криви и приближения, които не са лесни за възпроизвеждане. Въртящият момент на спиране е свързан с тока на спиране. Мотор, който не може да се върти, ще изтегли максималния ("заключен") ток и ще произведе максималния възможен въртящ момент. Токът, необходим за осигуряване на даден въртящ момент, се основава на много фактори, включително дебелината, типа и конфигурацията на проводниците, използвани за направата на двигателя, както и магнити и други механични фактори.
Технически спецификации или 3D CAD чертежи:
Много роботи обичат да рисуват картина на робота на компютъра, когато купуват необходимите части. Въпреки че всички производители на мотори имат CAD снимки с размери, те рядко ги публикуват публично. Идеалният размер на двигателя включва информацията по-горе, както и местоположението на монтажните отвори и видовете резби. В идеалния случай са предоставени материалите и размерите, използвани за направата на двигателите, зъбните колела и намотките.
Коефициент на намаляване:
Когато производителят на постояннотоков двигател произвежда съответния мотор-редуктор за двигателя, той трябва да осигури съответното съотношение на редукция. Забавянето се използва за увеличаване на въртящия момент и намаляване на скоростта. Дадената стойност на скоростта на празен ход винаги е стойността на изходящия вал след забавяне. За да се получи стойността на ъгловата скорост преди забавяне, е необходимо тази стойност (стойност на скоростта на въртене на празен ход) да се умножи по коефициента на намаляване. Преди забавяне, за въртящия момент на спиране на двигателя, разделете въртящия момент на спиране на коефициента на намаляване. Материалът, използван за направата на вътрешните зъбни колела, обикновено е пластмаса или метал и е избран да понася максималния номинален въртящ момент.
Аксесоари: За редукторни двигатели енкодерите често се използват като аксесоари. Намирането на подходящия енкодер за вашия двигател може да бъде много трудно, ако не се снабдявате от същата компания. Оптичен енкодер ви позволява да намерите посоката на въртене, както и скоростта на въртене на двигателя. Заедно с подходящо кодиране, оптичен енкодер може да ви даде и ъгъла на вала.
Главини и съединители:
Главините на колелата (които се използват за свързване на изходящия вал с други компоненти) постепенно се адаптират към различни размери на изходящите валове. Само няколко производителя предлагат нативни съединители. Ако не можете да намерите подходящ съединител, обмислете използването на цилиндрични зъбни колела, за да изместите вала към друг размер.
Горното се отнася за основните параметри, които трябва да се имат предвид при избора на миниатюрни постояннотокови мотор-редуктори. Надявам се, че статиите, споделени от редактора на Toho Motors, могат да ви помогнат да разберете по-добре миниатюрните постояннотокови двигатели.
