Будова двигуна постійного струму
Він повинен складатися з двох частин: статора і ротора. Нерухома частина двигуна постійного струму називається статором. Основною функцією статора є створення магнітного поля. Деталь, яка котиться під час роботи, називається ротором. Його основною функцією є створення електромагнітного моменту та індукованої електрорушійної сили. Це концентратор для перетворення енергії двигуна постійного струму, тому його зазвичай називають якорем. Конструктор і вентилятор та ін.
статор
(1) Головний магнітний полюс
Роль головного полюса полягає у створенні магнітного поля повітряного проміжку. Основний магнітний полюс складається із залізного сердечника головного магнітного полюса та обмотки збудження.
Залізний сердечник, як правило, виготовляється з кремнієвої сталевої пластини товщиною 0.5 мм ~ 1,5 мм, яка штампується та заклепується. Він розділений на дві частини: корпус палиці та башмак палиці. Верхня частина обмотки збудження називається корпусом полюса, а нижня — корпусом полюса. Полюсний башмак ширший за корпус полюса, що може не тільки регулювати розподіл магнітного поля в повітряному зазорі, але й полегшити фіксацію обмотки збудження. Обмотка збудження виконана з ізольованого мідного дроту і насаджена на осердя головного магнітного полюса. Весь головний магнітний полюс закріплений на основі гвинтами,
(2) Полюс комутації
Функція полюса комутації полягає в тому, щоб покращити комутацію та зменшити комутаційні іскри, які можуть утворюватися між щіткою та комутатором під час роботи двигуна. Зазвичай він встановлюється між двома сусідніми головними магнітними полюсами. складається з полюсних обмоток. Обмотка комутаційного полюса виготовлена з ізольованого дроту та закріплена на залізному сердечнику комутаційного полюса. Кількість полюсів, що комутують, така ж, як і у головного магнітного полюса.
(3) Основа машини
Корпус статора двигуна називається рамою. База виконує дві функції:
Перший полягає в тому, щоб закріпити головний магнітний полюс, полюс комутації та торцеву кришку, а також підтримувати та фіксувати весь двигун;
По-друге, сама основа також є частиною магнітного кола, яке становить магнітний шлях між магнітними полюсами, а частина, через яку проходить магнітний потік, називається ярмом. Щоб гарантувати, що основа машини має достатню механічну міцність і чудову магнітну проникність, вона, як правило, виготовляється зі сталевого лиття або зварних сталевих пластин.
(4) Обладнання для щіток
Щіткові пристрої використовуються для введення або відведення постійної напруги та постійного струму. Щітковий пристрій складається з щітки, щіткотримача, щіткотримача і щіткотримача. Щітка поміщається в щіткотримач і притискається пружиною, завдяки чому між щіткою і комутатором забезпечується відмінне ковзання. Ізоляція необхідна. Сидіння стрижня щітки встановлюється на торцеву кришку або внутрішню кришку підшипника, і положення по окружності можна регулювати, і воно буде зафіксовано після регулювання.
ротор
(1) Серцевина арматури
Як правило, залізний сердечник якоря виготовлений із штампованих листів із кремнієвої сталі завтовшки 0,5 мм і ламінований, щоб зменшити втрати на вихрові струми та втрати на гістерезис, що виникають у залізному сердечнику якоря під час роботи двигуна. Складений залізний сердечник закріплюється на обертовому валу або кронштейні ротора. Зовнішнє коло залізного сердечника забезпечене щілиною для якоря, а обмотка якоря вбудована в щілину.
(2) Обмотка якоря
Функція обмотки якоря полягає у створенні електромагнітного крутного моменту та індукованої електрорушійної сили, і вона є ключовим компонентом перетворення енергії двигуна постійного струму, тому її називають якорем. Він складається з багатьох котушок (надалі компоненти), з’єднаних за певними правилами. Котушки виготовлені з високоміцних емальованих проводів або покритих склом плоских мідних проводів. Сторони котушок різних котушок вбудовані в отвір арматури двома шарами. Необхідно правильно ізолювати між залізними жилами та між верхньою та нижньою сторонами котушки. Щоб відцентрова сила не викинула кромку котушки з щілини, щілину фіксують пазовим клином. Кінцева частина котушки, що виходить із щілини, зв’язана термореактивною скляною стрічкою без качка.
(3) Комутатор
У двигуні постійного струму комутатор оснащений щітками, які можуть перетворювати зовнішню потужність постійного струму в змінний струм у котушці якоря.
Напрямок електромагнітного моменту є стабільним і незмінним; у генераторі постійного струму комутатор оснащений щіткою, яка може перетворювати змінну електрорушійну силу, індуковану в котушці якоря, в електрорушійну силу постійного струму, що витягується з позитивної та негативної щіток. Комутатор являє собою циліндр, що складається з багатьох сегментів комутатора, а сегменти комутатора ізольовані листами слюди.
(4) Обертовий вал
Обертовий вал відіграє допоміжну роль у обертанні ротора, і потребує певної механічної міцності та жорсткості. В основному виготовляється з круглої сталі.
Вибір правильного двигуна постійного струму або двигуна постійного струму для конкретного застосування може бути важким завданням, і багато виробників можуть надавати лише базові характеристики двигуна. Ці основні характеристики не відповідають вашим потребам. Нижче ми наводимо специфікації мініатюрних двигунів постійного струму та, якщо можливо, надаємо приблизні значення.
Нижче наведено дуже поширену специфікацію, яку може вказати виробник двигуна постійного струму. Для більшості покупців цієї основної інформації достатньо, щоб зробити покупку чи ні.
1. Номінальна напруга:
Напруга, що відповідає високому ККД двигуна. Спробуйте вибрати акумуляторну батарею, яка відповідає номінальній напрузі вашого приводного двигуна. Наприклад, якщо номінальна напруга двигуна становить 6 В, використовуйте акумуляторну батарею 5 1.2 В, щоб отримати 6 В. Якщо ваш двигун працює при напрузі 3,5 В, використовуйте 3 батарейки АА або 2 ААА. Якщо двигун працює за межами номінальної напруги, ефективність двигуна знижується, що зазвичай вимагає додаткового струму, виділяє багато тепла та скорочує термін служби двигуна. Окрім номінальної напруги, двигуни постійного струму також мають діапазон робочої напруги, і виробник не рекомендує, щоб двигун працював поза цим діапазоном.
2. Швидкість холостого ходу:
Якщо припустити, що зв’язку немає, це найвища швидкість обертання вихідного вала (кутова швидкість). Якщо двигун уповільнився, а швидкість двигуна не відображається окремо, оберти двигуна пропорційні значенню вхідної напруги. «Без навантаження» означає, що двигун не зустрічає жодного опору (маточина або колесо встановлені не до кінця). Зазвичай швидкість без навантаження залежить від номінальної напруги.
3. Номінальна потужність:
Якщо потужність двигуна не вказана, її можна визначити приблизно. Потужність (P) пов'язана зі струмом (I) і напругою (V). Формула: P=I*V. Використовуйте струм холостого ходу та номінальну напругу, щоб приблизно визначити вихідну потужність двигуна. Використовуйте струм заблокованого ротора та номінальну напругу (а не максимальну напругу), щоб отримати максимальну потужність двигуна (це можна використовувати лише протягом короткого періоду часу)
4. Момент зупинки:
Це максимальний крутний момент, який може бути забезпечений, коли вал двигуна не обертається. Якщо двигун буде заблоковано більше ніж на кілька секунд, він зазнає непоправної шкоди. Вибираючи двигун, ви повинні враховувати, що він не повинен перевищувати 1/4-1/3 моменту зупинки.
5. Струм зупинки:
Це струм, який споживає двигун при максимальному крутному моменті. Це може бути дуже високим, і якщо немає контролера для контролю цього струму, він зазнає пошкоджень у дуже великих випадках. Якщо немає ані зупинки, ані номінальної напруги, спробуйте використати номінальну потужність і номінальну напругу двигуна для оцінки струму: потужність [ват]=напруга [вольт]*струм [ампер]
Загальні характеристики:
Загальні специфікації для двигунів постійного струму зазвичай включають вагу, довжину та діаметр валу, а також довжину та діаметр двигуна. Інші корисні характеристики включають розташування монтажного отвору та тип різьби. Якщо вказано довжину або діаметр, зверніться до малюнків, фотографій або креслень у масштабі, щоб зрозуміти інші розміри.
Крутний момент:
«Крутний момент» обчислюється шляхом множення сили на відстань. Двигун, що обертається з моментом зупинки 10 Нм, може бути в межах 1 м
Тримайте 10N. Крім того, він також підтримує 20 Н в межах 0,5 м. Примітка: 1кг*гравітація (9,81м/с2)=9.81N (10N для швидкого розрахунку)
Ідеальні характеристики:
Додаткова інформація, наведена багатьма виробниками двигунів, може бути дуже корисною при виборі правильного двигуна. Під час пошуку двигунів постійного струму ви можете натрапити на наступну інформацію:
Напруга проти швидкості
В ідеалі виробник міг би надати графік залежності напруги двигуна від швидкості. Для швидкого наближення розгляньте залежність швидкості холостого ходу від номінальної напруги: (номінальна напруга, швидкість) і точки (0,0).
Крутний момент проти струму:
Струм - це величина, яку нелегко контролювати. Двигуни постійного струму використовують лише необхідний струм. Ідеальні характеристики включають криві та наближення, які нелегко відтворити. Крутний момент зупинки пов’язаний зі струмом зупинки. Двигун, обертання якого відключено, споживатиме максимальний («заблокований») струм і створюватиме максимально можливий крутний момент. Струм, необхідний для забезпечення заданого крутного моменту, залежить від багатьох факторів, включаючи товщину, тип і конфігурацію проводів, які використовуються для виготовлення двигуна, а також магнітів та інших механічних факторів.
Технічні характеристики або креслення 3D CAD:
Багато роботів при покупці необхідних деталей люблять намалювати зображення робота на комп'ютері. Хоча всі виробники двигунів мають CAD зображення з розмірами, вони рідко публікують їх для громадськості. Ідеальний розмір двигуна містить наведену вище інформацію, а також розташування монтажних отворів і типи різьби. В ідеалі надаються матеріали та розміри, які використовуються для виготовлення двигунів, передач і обмоток.
Коефіцієнт зменшення:
Коли виробник двигуна постійного струму виробляє відповідний мотор-редуктор для двигуна, він повинен забезпечити відповідне передаточне число. Уповільнення використовується для збільшення крутного моменту та зменшення швидкості. Дане значення швидкості холостого ходу завжди є значенням вихідного вала після уповільнення. Щоб отримати значення кутової швидкості до уповільнення, необхідно помножити це значення (значення швидкості обертання без навантаження) на коефіцієнт зниження. Перед уповільненням для крутного моменту зупинки двигуна розділіть крутний момент зупинки на коефіцієнт зниження. Матеріал, який використовується для виготовлення внутрішніх шестерень, як правило, пластик або метал, і вибирається з урахуванням максимального номінального крутного моменту.
Аксесуари: для двигунів-редукторів кодери часто використовуються як аксесуари. Знайти правильний кодер для вашого двигуна може бути дуже складно, якщо ви купуєте його не в одній компанії. Оптичний кодер дозволяє визначити напрямок обертання, а також швидкість обертання двигуна. Разом із відповідним кодуванням оптичний кодер також може надати вам кут вала.
Втулки та муфти:
Маточини коліс (які використовуються для з’єднання вихідного вала з іншими компонентами) поступово адаптуються до різних розмірів вихідних валів. Лише деякі виробники пропонують рідні муфти. Якщо ви не можете знайти відповідну муфту, подумайте про використання прямозубих шестерень, щоб змінити розмір вала.
Вище йдеться про основні параметри, які слід враховувати при виборі мініатюрних двигунів-редукторів постійного струму. Я сподіваюся, що статті, якими поділився редактор Toho Motors, допоможуть вам краще зрозуміти мініатюрні двигуни постійного струму.
