Коллекторный мотор что это: Чем отличается коллекторный и бесколлекторный двигатель?

Чем отличается коллекторный и бесколлекторный двигатель?

Задача электрического двигателя создать вращение, что приводит в движение радиоуправляемые модели.Часто одни и те же радиоуправляемые модели — автомодели, авиамодели, судомодели — сильно отличаются друг от друга по цене — почти в 2 раза. Эти модели могут быть укомплектованы коллекторными и бесколлекторными двигателями и соответственными регуляторами. Нужно понять, какой двигатель выбрать.

Существует 2 основных типа электродвигателей, использующихся в радиоуправляемых моделях: коллекторные и бесколлекторные.

Коллекторные двигатели (brushed, щеточные) дешеле, но модели с такими двигателями развивают меньшую скорость и такие моторы менее надежны.

Определяющей особенностей коллекторных двигателей является наличие щеточно-коллекторного узла, который обеспечивает движение радиоуправляемой модели. Главным внешним отличием коллекторного двигателя от бесколлекторного является наличие у него двух проводов вместо трех.

Коллекторный двигатель состоит из подвижной части — ротор и неподвижной — статор (корпус). Коллектор — набор контактов, расположены на роторе и щётки — скользящие контакты, расположены вне ротора и прижаты к коллектору. Ротор с обмотками вращается внутри статора. Щётки используются, чтобы передавать электрическую энергию на катушки вращающихся обмоток ротора. Обычные коллекторные электродвигатели, имеют всего два провода (положительный и отрицательный), которыми двигатель подключается к регулятору скорости.

Коллекторные двигатели, используемые в радиоуправляемых моделях, работают от постоянного тока. К примеру, подав на два провода двигателя соответствующее напряжение от источника постоянного тока, например, обычной батарейки или аккумулятора, приводим вал двигателя в движение. Схема регулятора для коллекторного двигателя простая, что так же уменьшает стоимость такой комплектации. Ротор двигателя разгоняет магнитное поле, создаваемое на обмотках. Величина этого поля зависит от напряжения приложенного к обмоткам, чем большее магнитное поле будет создано, тем быстрее будет крутиться ротор. На двигателе обычно указывается число оборотов обмотки двигателя, чем меньше число, тем выше скорость вращения вала двигателя.
Среди преимуществ коллекторных двигателей радиоуправляемых моделей можно выделить: малые размеры, вес, а также относительно низкая стоимость. Поэтому такой тип двигателя наиболее часто применяется в бюджетных комплектациях моделей или в моделях начального уровня. Если говорить о надежности коллекторного двигателя, то он сильно уступает бесколлекторному. При всей их простоте, у них один огромный недостаток — ограниченный ресурс. Наличие щеточно-коллекторного узла подразумевает механическую систему подвижных контактов, то есть механическая работа щеточек и коллектора может привести к искрению при перегреве и быстрый износ при неблагоприятных условиях эксплуатации (влага, грязь, пыль). В процессе работы коллекторных двигателей происходит постепенный износ графитовых щеток и металла коллектора, по которым щетки скользят и рано или поздно они выходят из строя. Перед началом эксплуатации модели, двигатель желательно обкатать при пониженной нагрузке для того, чтобы щетки правильно притерлись к коллектору. При агрессивной (может быть 2 заезда) или длительной эксплуатации модели замена коллекторного моторчика – это частое и обыденное явление.

Бесколлекторные двигатели (brushless, бесщёточные) – дороже, но способны развить большую скорость, а также более износостойкие. Модель, оборудованная современной бесколлекторной системой, ездит и быстрее, и дольше.

Высокая эффективность (коэффициент полезного действия) и износостойкость достигается благодаря отсутствию щеточно-коллекторного узла. Бесколлекторные моторы являются более мощными, чем коллекторные моторы того же размера. Главным внешним отличием бесколлекторного мотора от коллекторного является наличие у него трёх проводов вместо двух. У бесколлекторного двигателя подвижной частью является как раз статор (корпус) с постоянными магнитами, а неподвижной частью — ротор с трехфазной обмоткой. Переключение обмоток происходит за счет относительно сложной электронной схемы — регулятора.

Бесколлекторный двигатель приводится во вращение трёхфазным переменным током, поэтому для их работы необходим специальный контроллер скорости (регулятор), преобразующий постоянный ток от аккумулятора в переменный. Как бесколлекторный двигатель, так и регулятор для бесколлекторного двигателя имеет более сложную конструкцию, в силу чего, стоимость возрастает.

Двигатели, используемые в моделях, имеют закрытый корпус, что делает их устойчивыми к влаге, пыли, грязи. Можно сказать, что бесколлекторные моторы практически не изнашиваются. Изнашиваться могут только подшипники. Единственная возможность разбить мотор — в столкновении. Еще можно сжечь контроллер — как и любой регулятор, но при наличии в контроллере защиты по току он тоже прослужит долго.

Значения характеристик двигателя для радиоуправляемых моделей

.

Помимо деления на коллекторные и бесколлекторные, двигатели делятся по следующим значимым характеристикам: мощности, КV, напряжению, максимальному току.

По размерам. Для коллекторного двигателя — эта характеристика называется класс, где цифрой, к примеру, 280, 300,400, 480, 500, 600, 650, 700, 720, 820, 900, обозначается длина корпуса двигателя. Существует набор классов.

Пример: класс двигателя определяется его длиной — если мы говорим о двигателе 400-го класса, то речь идет о моторе с длиной корпуса 400мм. У Бесколлектоных двигателей важной характеристикой яляется его размер — длина и ширина. Различия в размерах дает представление о мощности бесколлекторного электромотора. Чем больше размер — тем выше мощность.
Пример: Двигатель 4274 означает:
диаметр — 42 мм,
длина — 74 мм.
Например, двигатель с такими размерами один из самых мощных, он подойдет на автомодель масштаба 1:8.

Мощность двигателя (power, watt) — определяет работу, которую двигатель может выполнить в единицу времени. Самая важная характеристика мотора. Зная мощность, можно определить максимальную нагрузку которую может выдержать двигатель по формуле.

Мощность (Ватт) = Напряжение питания (Вольт) * Сила тока (Ампер).
Зная мощность можно подобрать аккумулятор и регулятор по максимальной силе тока, получаемой из формулы.

Обороты, об/В (KV, RPM) — обороты на вольт.
Важный параметр указывает скорость вращения вала двигателя. Обороты в минуту определяются количеством вращений в минуту, проще говоря как быстро вращается мотор. Скорость вращения ротора, измеряется в KV. Так принято обозначать коэффициент отношения частоты вращения оборотов мотора (об/мин) к напряжению питания мотора (В). Грубо говоря kV показывает насколько быстро будут вращаться разные моторы при одинаковом напряжении.
Максимальные обороты = KV * Напряжение питания двигателя.
Например: мотор мощностью 980 KV, на который подаются 11.1V от батарейки будет вращаться при 980 x 11.1 = 10878 оборотах в минуту без нагрузки.
Показания тока могут представлять максимальный непрерывный ток и предельные значения тока, который может подаваться на двигатель.

Выбирая аккумулятор и регулятор, выбирайте те, на которых указаны значения максимального непрерывного тока равного и больше, чем значения тока на моторе.
Для разных моделей, разных используемых шестеренок и пропеллеров требуемый kV мотора подбирается и вычисляется индивидуально. По этому параметру можно подобрать применение мотора, аккумулятор и пропеллер. Так моторы с KV больше 2000, как правило, применяют на вертолетах либо на скоростных моделях. Мотор с высоким KV можно использовать с батарей из меньшего количества банок и он более эффективен с пропеллером с меньшим шагом. Моторы этого класса чаще используют на летающих крыльях. Моторы с меньшим KV позволяют ставить аккумуляторы с большим количеством банок, таким образом несколько набирая вес, но увеличивая продолжительность полета — не за счет емкости, а за счет снижения максимальных токов при той же работе выполняемой мотором. Чем выше KV моторов, тем компактнее должны быть винты. Винты небольшого размера обеспечивают более высокую скорость, но снижают эффективность. Конфигурацию с винтами большого размера и, соответственно, моторы с более низким значением KV проще заставить стабильно летать, она расходует меньше энергии, позволяет поднять большую массу.
KV — значимая характеристика для бесколлекторных моторов. У коллекторных моторов обычно на KV не смотрят. Если моделист принял решение заменить коллекторный мотор, то обычно меняет на точно такой же.

Напряжение питания, В (cell count, volts)
Напряжение, к которому приспособлен двигатель. Определяет количество банок аккумулятора, которое можно использовать с мотоустановкой. При превышении резко уменьшается время жизни мотора.

Например, имеются моторы с рабочим напряжением 4,8 вольта, 6 вольт, и 7,2 вольта. Эти цифры указывают, с каким количеством банок в батарее предназначен работать этот двигатель. Напряжение на одной банке NiMH (никель-металгидридном) аккумулятора составляет 1,2 вольта — мотор с рабочим напряжением 4,8 вольт предназначен для работы от 4-х баночного аккумулятора. Эти цифры ориентировочные, моторы способны работать и при повышенных напряжениях.
Напряжение и KV связаны.

Максимальная нагрузка, А (max load, peak current, max amps, surge current)
Сила тока, которую способен без повреждения выдержать двигатель и регулятор. Максимальный ток тем больше,чем больше физические размеры бесколлекторного двигателя.

Рабочая нагрузка

, А (current load, continuous current)
Количество ампер длительно и без перегрузки пропускаемое мотором при номинальном напряжении. Позволяет посчитать, сколько времени прослужит аккумулятор с этим мотором.

Максимальная эффективность, % (max efficiency)
КПД — то количество энергии, которое мотор переводит непосредственно в полезную работу. Чем выше — тем лучше.

По конструкции бесколлекторные моторы делятся на две группы: inrunner и outrunner. Эта характеристика говорит о конструктивной особенности мотора.
Двигатели Inrunner имеют расположенные по внутренней поверхности корпуса обмотки, и вращающийся внутри магнитный ротор. Большенству радиоуправляемых моделей — машин и лодок требуются бесколлекторный мотор Inrunner.
Двигатели Outrunner имеют неподвижные обмотки, внутри двигателя, вокруг которых вращается корпус с помещенными на его внутреннюю стенку постоянными магнитами, т. е. в аутраннерах вращается внешняя часть мотора. Аутранеры выбирают для авиамоделей, т. к. они в силу своей конструкции лучше охлаждаются и у них больше вариаций, как их можно прикрепить. Моторы Outrunner имеют меньшие значения в Киловольтах, что означает, что они движутся с меньшей скоростью, но с большим крутящим (вращающим) моментом. Обычно мощность Аутранеров не определяют по внешним габаритам. Аутраннеры благодаря своей конструкции позволяют использовать большее число магнитных полюсов.

Количество полюсов магнитов, используемых в бесколлекторных двигателях, может быть разным.
По количеству полюсов можно судить о крутящем моменте и оборотах и двигателя. Моторы с двухполюсными роторами имеют наибольшую скорость вращения при наименьшем крутящем моменте. Моторы с большим количеством полюсов имеют меньшую скорость вращения, но зато больший крутящий момент.

Также бесколлекторные двигатели бывают сенсорные и бессенсорные.
Сенсорные лучше, так как сенсор обеспечивает более плавную работу двигателя, быстрый и плавный старт, более рациональное использование энергии.

Перейти к моторам для радиоуправляемых моделей машинок, катеров, квадрокоптеров оптовой компании «Прямые дистрибьюции»: Моторы для радиоуправляемых моделей

ПОЛУЧИТЬ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ОТ ОПТОВОЙ КОМПАНИИ «ПРЯМЫЕ ДИСТРИБЬЮЦИИ»

Как работает бесколлекторный мотор — HPI Racing

HPI предлагает для всех типов радиоуправляемых электроавтомоделей великолепную бесколлекторную систему  Flux Brushless System! Бесколлекторная система Flux идеально подходит для шоссейных автомоделей, моделей багги и внедорожников в масштабе 1/10 и позволяет разогнать эти машины до скорости почти 100 километров в час!

 

Flux Brushless System состоит из электронного регулятора скорости и бесколлекторного двигателя.  

Бесколлекторный двигатель — это лучший выбор почти для всех электроавтомоделей в масштабе 1/10. С таким мотором ваша модель станет сверхбыстрой на трассе и сможет развивать бешенную скорость! Со стандартным никель-металлогидридным аккумулятором, состоящим из 6-и элементов, или с 2S LiPo (7,4 вольт) аккумулятором вы можете получить до 60 км/ч даже со стандартным редуктором! Мощность бесколлекторного мотора Flux эквивалентна высокофорсированным коллекторным  9 – 10 витковым  двигателям, работающих от шести элементных NiMH батарей, а это огромная мощность!

Особенности бесколлекторных двигателей Flux:

1. Мощный, высокоскоростной бесколлекторныый мотор – эквивалент  коллекторного  9,5 виткового двигателя.
2. Отлично сочетание огромной мощности и необычайной эффективности.
3. Такой же размер, как у стандартного мотора  540-го типа.
4. Необслуживаемая конструкция.
5. Внешние контакты для легкой перепайки проводов.
6. Крупногабаритные шарикоподшипники.
7. Высокий крутящий момент, термостойкий неодимовый ротор.
8. Специальная конструкция статора обеспечивает плавное линейное увеличение крутящего момента.
9. Простой и удобный монтаж через 4 точки.
10.  Ресурс в разы больше, чем в сопоставимых коллекторных моторах.
11. Легко заменяемые подшипники и ротор.
12. Совместим с любым бездатчиковым регулятором скорости для бесколлекторных двигателей.

 

Электронный регулятор скорости — «мозг» системы Flux. Регулятор скорости серии Fluxимеет разъемы для подключения мотора, разъем типа Dean для подключения и трехжильный кабель с разъемом для соединения с приемником, так что вы сможете легко установить регулятор в любом удобном месте на вашей модели. Регулятор способен работать с бесколлекторными двигателями разных размеров и мощности, а так же совместим как с NiMH аккумуляторами, так и LiPo батареями, что позволяет получить максимальную мощность от вашей системы Flux Brushless System! Регулятор Flux — небольшой по размеру, но огромный по допустимой мощности! На сайте HPI вы можете получить рекомендации по программированию регулятора скорости с помощью компьютера!

Особенности регулятора скорости Flux:

1. Программируемый электронный регулятор скорости с функцией заднего хода для бесколлекторных  / коллекторных электродвигателей.
2. Отсечка при низком напряжении для LiPo аккумуляторов**
3. Эффективный алюминиевый радиатор.
4. Пропорциональный тормоз с контролем усилия.
5. Огромная рабочая мощность (70A * непрерывно / 380A в пике).
6. Плавный старт бездатчиковых двигателей (патенты находятся на рассмотрении)
7. Dean’s разъем для подключения батареи.
8. Надежный выключатель.
9. Просто программируется.
10. Возможность легко настроить параметры с помощью кабеля HPI link (в комплект не входит).
11. Работает с бесколлекторными и стандартными коллекторными двигателями.

 Система Flux Brushless System, разработанная HPI, предназначена для любителей и спортсменов, которые хотят иметь мощную, универсальную и доступную бесколлекторную систему. Двигатели Flux чрезвычайно мощные, очень надежные и эффективные, а это самой легкий путь к победе! У бездатчиковых двигателей HPI гораздо меньше проводов, которые можно повредить во время гонки, и это избавляет вас от лишних забот. Вы можете приобрести двигатель в комплекте с регулятором скорости или купить их по отдельности!

Перспективы модернизации

 Владельцы Flux Motiv могут обновлять параметры регулятора с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения! Программисты постоянно делают обновления программного обеспечения Flux Motive и вы можете загружать их, используя набор HPI PC USB programming kit. Этот комплект позволяет подключить регулятор скорости прямо к компьютеру, работающему под Windows, и сохранить настройки профиля, внести изменения в настройки, обновить прошивку и многое другое!

 

Давайте сначала узнаем, как работает коллекторный двигатель.

Чтобы узнать, почему бесколлекторные двигатели настолько эффективны и имеют высокую мощность, необходимо знать, как работает стандартный коллекторный мотор.

Обычные коллекторные  электродвигатели, которые вы можете найти в машинахSprint 2 или E-Firestorm  имеют всего два провода  (положительный и отрицательный), которыми двигатель подключается к регулятору скорости. Внутри корпуса двигателя можно увидеть два изогнутых постоянных магнита, а по центру установлен вал с якорем, на котором намотаны обмотки из медной проволоки. С одной стороны вала якоря устанавливается моторная шестерня, с другой стороны вала расположен так называемый коллектор из медных пластин, через который с помощью угольных щеток ток подается к обмоткам якоря.

Две угольные щетки постоянно скользят по вращающемуся медному коллектору. Как вы можете видеть на рисунке выше, напряжение по проводам через щетки и коллектор поступает к обмоткам якоря, возникает электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянными магнитами статора и заставляет якорь вращаться.

 

Как начинает вращаться стандартный коллекторный двигатель.
Когда на обмотки якоря поочередно поступает постоянный электрический ток, в  них возникает электромагнитное поле, которое с одной стороны имеет «северный» а с другой «южный» полюс. Поскольку «северный» полюс любого магнита автоматически отталкиваются от «северного»  полюса другого магнита, электромагнитное поле одной из обмоток якоря, взаимодействуя с полюсами постоянных магнитов статора, заставляет якорь вращаться. Через коллектор и щетки ток поступает на следующую обмотку якоря, что заставляет якорь вместе с валом мотора продолжать вращение, и так до тех пор, пока  к мотору подается напряжение. Как правило, якорь коллекторного мотора имеет три обмотки (три полюса) — это не позволяет двигателю застревать в одном положении.

 

Недостатки стандартных коллекторных двигателей
Недостатки коллекторных двигателей выявляются, когда нужно получить огромное количество оборотов от них. Поскольку щетки должны постоянно находиться в контакте с коллектором, в месте их соприкосновения возникает трение, которое значительно увеличивается, особенно на высоких оборотах. Любой дефект коллектора приводит к значительному износу щеток и нарушению контакта, что в свою очередь снижает эффективность мотора.  Именно поэтому серьезные гонщики протачивают и полируют коллектор двигателя и меняют щетки почти после каждого заезда. Коллекторный узел  стандартного мотора так же является источником радиопомех и требует особого внимания и обслуживания.

 

Теперь посмотрим, как работает бесколлекторный двигатель.
Основной особенностью конструкции бесколлекторного двигателя является то, что он по принципу работы похож на коллекторный мотор, но все устроено как бы  «наизнанку», и в нем отсутствуют коллектор и щетки. Постоянные магниты, которые в коллекторном моторе установлены на неподвижном статоре, у бесколлекторного мотора расположены вокруг вала, и этот узел называется ротор. Проволочные обмотки бесколлекторного мотора размещены вокруг ротора и имеют несколько различных магнитных полюсов. Датчиковые бесколлекторные моторы имеют на роторе сенсор, который посылает сигналы о положении ротора в процессор электронного регулятора скорости.

Почему бесколлекторный двигатель эффективней, чем коллекторный мотор
Из-за отсутствия коллектора и щеток в бесколлекторном моторе нет изнашивающихся деталей, кроме шарикоподшипников ротора, а это автоматически делает его более эффективным и надежным. Наличие сенсора контроля вращения ротора также значительно повышает эффективность. У коллекторных двигателей не возникает искрения щеток, что резко снижает возникновение помех, а отсутствие узлов с повышенным трением благоприятно сказывается на температуре работающего мотора, что так же повышает его эффективность.

Существуют ли недостатки у бесколлекторных двигателей?
Единственный возможный недостаток бесколлекторной системы – это несколько более высокая стоимость, однако каждый, кто испытал высокую мощность бесколлекторной системы, почувствовал прелесть отсутствия необходимости периодической замены щеток, пружин, коллекторов и якорей, тот быстро оценит общую экономию и не вернется к коллекторным моторам … никогда!

Действительно ли бесколлекторный двигатель не требует «никакого обслуживания?
Да! Они таковы, экономят время, поэтому гонщики всего мира теперь с удовольствием могут передохнуть между заездами. Вам больше не придется после каждой гонки демонтировать двигатель, разбирать его, шлифовать коллектор, менять щетки, вновь собирать и заново устанавливать . .. отсутствие этих забот — это огромное удовольствие!

Единственное, что вам возможно потребуется делать, это содержать двигатель в чистоте, и при необходимости менять подшипники. Эти процедуры выполняются редко, так что их нельзя классифицировать как регулярное техническое обслуживание.

Почему без датчика?
Помимо базовых размеров и различных параметров, бесколлекторные двигатели могут подразделяться по типу: с датчиком и без датчика. Двигатель с датчиком используют очень маленький сенсор на роторе и кроме трех толстых кабелей, по которому мотор получает питание, имеют дополнительный шлейф из тонких проводов, которые соединяют двигатель с регулятором скорости. Дополнительные провода передают информацию с датчика о положении ротора сотни раз в секунду. Эта информация обрабатывается электронным регулятором скорости, что позволяет мотору работать плавно и эффективно, насколько это возможно. Такие моторы используют профессиональные гонщики, однако такие двигатели намного дороже и сложнее в использовании.

Бездатчиковая бесколлекторная система, как можно догадаться, не имеет датчиков и дополнительных проводов, а ротор таких двигателей вращается без точной регистрации его положения и оборотов регулятором скорости. Это позволяет сделать двигатель и регулятор скорости проще в изготовлении, проще в установке и в целом дешевле. Бездатчиковые системы способны обеспечить такую же мощность, как датчиковые, просто с чуть-чуть меньшей точностью, а это идеальное решение для любителей и начинающих спортсменов.

В HPI пришли к выводу, что нашим клиентам не нужна точность, которая доступна для датчиковых систем, для них важнее надежность, и мы решили использовать популярную бездатчиковую систему для комплектов серии Flux.

Мы надеемся, что данная статья объяснит все, что вам нужно знать о системе HPI Flux Brushless.

Универсальный коллекторный двигатель

Универсальный двигатель

Дмитрий Левкин

Конструкция универсального коллекторного электродвигателя не имеет принципиальных отличий от конструкции коллекторного электродвигателя постоянного тока с обмотками возбуждения, за исключением того, что вся магнитная система (и статор, и ротор) выполняется шихтованной и обмотка возбуждения делается секционированной. Шихтованная конструкция и статора, и ротора обусловлена тем, что при работе на переменном токе их пронизывают переменные магнитные потоки, вызывая значительные магнитные потери.

Универсальный двигатель

Секционирование обмотки возбуждения вызвано необходимостью изменения числа витков обмотки возбуждения с целью сближения рабочих характеристик при работе электродвигателя от сетей постоянного и переменного тока [2].

Схема универсального коллекторного двигателя

Универсальный коллекторный электродвигатель может быть выполнен как с последовательным, так и с параллельным и независимым возбуждением.

В настоящее время универсальные коллекторные электродвигатели выполняют только с последовательным возбуждением.

Принцип работы универсального двигателя

Возможность работы универсального двигателя от сети переменного тока объясняется тем, что при изменении полярности подводимого напряжения изменяются направления токов в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. При этом изменение полярности полюсов статора практически совпадает с изменением направления тока в обмотке якоря. В итоге направление электромагнитного вращающего момента не изменяется:

,

• где M — электромагнитный момент, Н∙м,
• – постоянный коэффициент, определяемый конструктивными параметрами двигателя,
• – ток в обмотке якоря, А,
• Ф — основной магнитный поток, Вб.

В качестве универсального используют двигатель последовательного возбуждения, у которого ток якоря является и током возбуждения, что обеспечивает почти одновременное изменение направления тока в обмотке якоря Iа и магнитного потока возбуждения Ф при переходе от положительного полупериода переменного напряжения сети к отрицательному.

Если двигатель подключить к сети синусоидального переменного тока, то ток якоря Ia и магнитный поток Ф будут изменяться по синусоидальному закону:

,

• где i — ток, А,
• – амплитуда тока, А,
• – частота, рад/c.

,

• где – наибольшее значение магнитного потока, Вб,
• – угол сдвига фаз между током возбуждения и магнитным потоком, обусловленный магнитными потерями в двигателе, рад.

Отсюда получим формулу электромагнитного момента коллекторного двигателя последовательного возбуждения, включенного в сеть синусоидального переменного тока, Нм:

.

После преобразования:

.

Первая часть выражения представляет собой постоянную составляющую электромагнитного момента Mпост, а вторая часть — переменную составляющую этого момента Мпер, изменяющуюся во времени с частотой, равной удвоенной частоте напряжения питания.

Таким образом, результирующий электромагнитный момент при работе двигателя от сети переменного тока пульсирует. Пульсации электромагнитного момента практически не нарушают работу двигателя. Объясняется это тем, что при значительной частоте пульсаций электромагнитного момента () и большом моменте инерции якоря вращение последнего оказывается равномерным.

Особенности универсального двигателя

Коэффициент полезного действия универсального двигателя при его работе от сети переменного тока более низкий, чем при его работе от сети постоянного тока. Другой недостаток универсального двигателя — тяжелые условия коммутации, вызывающие интенсивное искрение на коллекторе при включении двигателя в сеть переменного тока. Этот недостаток объясняется наличием трансформаторной связи между обмотками возбуждения и якоря, что ведет к наведению в коммутируемых секциях трансформаторной ЭДС, ухудшающей процесс коммутации в двигателе.

Наличие щеточно-коллекторного узла является причиной ряда недостатков универсальных коллекторных двигателей, особенно при их работе на переменном токе (искрение на коллекторе, радиопомехи, повышенный шум, невысокая надежность). Однако эти двигатели по сравнению с асинхронными и синхронными при частоте питающего напряжения f = 50 Гц позволяют получать частоту вращения до 10 000 об/мин и более (наибольшая синхронная частота вращения при f = 50 Гц равна 3000 об/мин) [3].

Области использования

Благодаря тому, что универсальный двигатель может иметь высокую скорость вращения при работе от однофазной сети переменного тока без использования дополнительных преобразовательных устройств, он получил широкое применение в таких домашних приборах как пылесосы, блендеры, фены и др. Так же универсальный электродвигатель широко используется в таких инструментах, как дрели и шуруповерты.

Благодаря тому, что скорость вращения универсального двигателя легко регулируется изменением величины питающего напряжения ранее он широко использовался в стиральных машинах. Сейчас благодаря развитию преобразовательной техники более широкое использование получают бесщеточные электродвигатели (СДПМ, АДКР) скорость вращения которых регулируется изменением частоты напряжения питания.

Смотрите также

Коллекторный двигатель: виды, принцип работы, схемы

В бытовом электрооборудовании, где используются электродвигатели, как правило, устанавливаются электромашины с механической коммутацией. Такой тип двигателей называют коллекторными (далее КД). Предлагаем рассмотреть различные виды таких устройств, их принцип действия и конструктивные особенности. Мы также расскажем о достоинствах и недостатках каждого из них, приведем примеры сферы применения.

Что такое коллекторный двигатель?

Под таким определением подразумевается электромашина, преобразовывающая электроэнергию в механическую, и наоборот. Конструкция устройства предполагает наличие хотя бы одной обмотки подсоединенной к коллектору (см. рис. 1).

Рисунок 1. Коллектор на роторе электродвигателя (отмечен красным)

В КД данный элемент конструкции используется для переключения обмоток и в качестве датчика, позволяющего определить положение якоря (ротора).

Виды КД

Классифицировать данные устройства принято по типу питания, в зависимости от этого различают две группы КД:

1. Постоянного тока. Такие машины отличаются высоким пусковым моментом, плавным управлением частоты вращения и относительно простой конструкцией.
2. Универсальные. Могут работать как от постоянного, так и переменного источника электроэнергии. Отличаются компактными размерами, невысокой стоимостью и простотой управления.

Первые, делятся на два подвида, в зависимости от организации индуктора он может быть на постоянных магнитах или специальных катушках возбуждения. Они служат для создания магнитного потока, необходимого для образования вращательного момента. КД, где используются катушки возбуждения, различают по типам обмоток, они могут быть:

• независимыми;
• параллельными;
• последовательными;
• смешанными.

Разобравшись с видами, рассмотрим каждый из них.

КД универсального типа

На рисунке ниже представлен внешний вид электромашины данного типа и ее основные элементы конструкции. Данное исполнение характерно практически для всех КД.

Конструкция универсального коллекторного двигателя

Обозначения:

• А – механический коммутатор, его также называют коллектором, его функции были описаны выше.
• В – щеткодержатели, служат для крепления щеток (как правило, из графита), через которые напряжение поступает на обмотки якоря.
• С – Сердечник статора (набирается из пластин, материалом для которых служит электротехническая сталь).
• D – Обмотки статора, данный узел относится к системе возбуждения (индуктору).
• Е – Вал якоря.

У устройств данного типа, возбуждение может быть последовательным и параллельным, но поскольку последний вариант сейчас не производят, мы его не будем рассматривать. Что касается универсальных КД последовательного возбуждения, то типовая схема таких электромашин представлена ниже.

Схема универсального коллекторного двигателя

Универсальный КД может работать от переменного напряжения благодаря тому, что когда происходит смена полярности, ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление. В результате этого вращательный момент не изменяет своего направления.

Особенности и область применения универсальных КД

Основные недостатки данного устройства проявляются при его подключении к источникам переменного напряжения, что отражается в следующем:

• снижение КПД;
• повышенное искрообразование в щеточно-коллекторном узле, и как следствие, его быстрый износ.

Ранее КД широко применялись, во многих бытовых электроприборах (инструмент, стиральные машины, пылесосы и т.д.). На текущий момент производители практически престали использовать данный тип двигателей отдав предпочтение безколлекторным электромашинам.

Теперь рассмотрим коллекторные электромашины, работающие от источников постоянного напряжения.

КД с индуктором на постоянных магнитах

Конструктивно такие электромашины отличаются от универсальных тем, что вместо катушек возбуждения используются постоянные магниты.

Конструкция коллекторного двигателя на постоянных магнитах и его схема

Этот вид КД получил наибольшее распространение по сравнению с другими электромашинами данного типа. Это объясняется невысокой стоимостью вследствие простоты конструкции, простым управлением скорости вращения (зависит от напряжения) и изменением его направления (достаточно изменить полярность). Мощность двигателя напрямую зависит от напряженности поля, создаваемого постоянными магнитами, что вносит определенные ограничения.

Основная сфера применения – маломощные приводы для различного оборудования, часто используется в детских игрушках.

КД на постоянных магнитах с игрушки времен СССР

К числу преимуществ можно отнести следующие качества:

• высокий момент силы даже на низкой частоте оборотов;
• динамичность управления;
• низкая стоимость.

Основные недостатки:

• малая мощность;
• потеря магнитами своих свойств от перегрева или с течением времени.

Для устранения одного из основных недостатков данных устройств (старения магнитов) в системе возбуждения используются специальные обмотки, перейдем к рассмотрению таких КД.

Независимые и параллельные катушки возбуждения

Первые получили такое название вследствие того, что обмотки индуктора и якоря не подключаются друг к другу и запитываются отдельно (см. А на рис. 6).

Рисунок 6. Схемы КД с независимой (А) и параллельной (В) обмоткой возбуждения

Особенность такого подключения заключается в том, что питание U и UK должны отличаться, в противном случае н возникнет момент силы. Если невозможно организовать такие условия, то катушки якоря и индуктора подключается параллельно (см. В на рис. 6). Оба вида КД обладают одинаковыми характеристиками, мы сочли возможным объединить их в одном разделе.

Момент силы у таких электромашин высокий при низкой частоте вращения и уменьшается при ее увеличении. Характерно, что токи якоря и катушки независимы, а общий ток является суммой токов, проходящих через эти обмотки. В результат этого, при падении тока катушки возбуждения до 0, КД с большой вероятностью выйдет из строя.

Сфера применения таких устройств – силовые установки с мощностью от 3 кВт.

Положительные черты:

• отсутствие постоянных магнитов снимает проблему их выхода из строя с течением времени;
• высокий момент силы на низкой частоте вращения;
• простое и динамичное управление.

Минусы:

• стоимость выше, чем у устройств на постоянных магнитах;
• недопустимость падения тока ниже порогового значения на катушке возбуждения, поскольку это приведет к поломке.

Последовательная катушка возбуждения

Схема такого КД представлена на рисунке ниже.

Схема КД с последовательным возбуждением

Поскольку обмотки включены последовательно, то ток в них будет равным. В результате этого, когда ток в обмотке статора становится меньше, чем номинальный (это происходит при небольшой нагрузке), уменьшается мощность магнитного потока. Соответственно, когда нагрузка увеличивается, пропорционально увеличивается мощность потока, вплоть до полного насыщения магнитной системы, после чего эта зависимость нарушается. То есть, в дальнейшем рост тока в обмотке катушки якоря не приводит к увеличению магнитного потока.

Указанная выше особенность проявляется в том, что КД данного типа непозволительно запускать при нагрузке на четверть меньше номинальной. Это может привести к тому, что ротор электромашины резко увеличит частоту вращения, то есть, двигатель пойдет «в разнос». Соответственно, такая особенность вносит ограничения на сферу применения, например, в механизмах с ременной передачей. Это связано с тем, что при ее обрыве электромашина начинает работать в холостом режиме.

Указанная особенность не распространяется на устройства, чья мощность менее 200 Вт, для них допустимы падения нагрузки вплоть до холостого режима работы.

Преимущества КД с последовательной катушкой, такие же, как у предыдущей модели, за исключением простоты и динамичности управления. Что касается минусов, то к ним следует отнести:

• высокую стоимость в сравнении с аналогами на постоянных магнитах;
• низкий уровень момента силы при высокой частоте оборотов;
• поскольку обмотки статора и возбуждения подключены последовательно, возникают проблемы с управлением скоростью вращения;
• работа без нагрузки приводит к поломке КД.

Смешанные катушки возбуждения

Как видно из схемы, представленной на рисунке ниже, индуктор на КД данного типа обладает двумя катушками, подключенных последовательно и параллельно обмотке ротора.

Схема КД со смешанными катушками возбуждения

Как правило, одна из катушек обладает большей намагничивающей силой, поэтому она считается, как основная, соответственно, вторая – дополнительная (вспомогательная). Допускается встречное и согласованное включение катушек, в зависимости от этого интенсивность магнитного потока соответствует разности или сумме магнитных сил каждой обмотки.

При встречном включении характеристики КД становятся близкими к соответствующим показателям электромашин с последовательным или параллельным возбуждением (в зависимости от того, какая из катушек является основной). То есть, такое включение актуально, если необходимо получить результат в виде неизменной частоты оборотов или их увеличению при возрастании нагрузки.

Согласованное включение приводит к тому, что характеристики КД будут соответствовать среднему значению показателями электромашин с параллельными и последовательными катушками возбуждения.

Единственный недостаток такой конструкции – самая высокая стоимость в сравнении с другими типами КД. Цена оправдывается благодаря следующими положительными качествами:

• не устаревают магниты, за отсутствием таковых;
• малая вероятность выхода из строя при нештатных режимах работы;
• высокий момент силы на низкой частоте вращения;
• простое и динамичное управление.

Коллекторный электродвигатель: достоинства, недостатки, область применения

Мы часто встречаемся с электродвигателями. Они обеспечивают работу бытовой и строительной техники, являются составной частью производственного оборудования. Немалая часть устройств имеет в составе коллекторный двигатель. Это один из простых и недорогих движков, который имеет хорошие характеристики. Именно этим, да ещё невысокой ценой, обусловлена его популярность. 

Что такое коллекторный двигатель и его особенности

Коллектором называют часть двигателя, контактирующую со щётками. Этот узел обеспечивает передачу электроэнергии в рабочую часть агрегата. Коллекторным называется двигатель, у которого хотя бы одна обмотка ротора соединена со щётками и коллектором. Коллекторные электродвигатели бывают:

• постоянного тока;
• переменного тока;
• универсальные.

Коллекторный двигатель может быть постоянного и переменного тока. Есть универсальные модели, которые могут работать от источника напряжения любого типа

Последние универсальные, работают как от постоянного, так и от переменного тока. Они сохраняют популярность, даже несмотря на то, что наличие щёток отрицательный момент, так как щётки стираются и искрят. За этим узлом требуется постоянное наблюдение, техническое обслуживание. К плюсам коллекторных двигателей относят возможность плавной регулировки скорости в широких пределах, невысокую стоимость.

Как и другие электромоторы, коллекторный состоит из статора и ротора (часто называют «якорь»). Его отличительной чертой является наличие на валу коллекторного узла, через который на машину передаётся электропитание. Устройство коллекторных моторов постоянного и переменного тока похожи, но имеют определённые отличия, потому рассмотрим подробнее их по отдельности.

Общее устройство коллекторных двигателей

Как и любой электродвигатель, коллекторный преобразует электрическую энергию в механическую. Он состоит из неподвижной части – статора и подвижной – ротора. В статоре располагаются обмотки возбуждения, ротор отвечает за передачу возникающей механической энергии. Одна из составляющих частей ротора – вал. С одной стороны, на валу размещён коллекторный узел, с помощью которого на обмотки ротора передаётся электрическая энергия.

Коллекторный двигатель: устройство

Статор состоит из корпуса, который защищает компоненты мотора от повреждений. Сверху и снизу корпуса крепятся магнитные полюса. Они необходимы для поддержания магнитного потока между статором и ротором.

Ротор коллекторного двигателя

Ротор коллекторного двигателя состоит из вала, на который насаживается сборный магнитопровод. С одной стороны, на вал крепится коллекторный узел, с другой, лопасти вентилятора. Для обеспечения лёгкого вращения и для фиксации в корпусе на вал с двух сторон надеваются подшипники. Для нормальной работы электродвигателя, необходимо чтобы ротор был отлично сбалансирован. Потому к изготовлению этой части подходят особенно скрупулёзно.

Подвижная (вращающаяся) часть

Роторная обмотка

Сердечник ротора собирается из металлических пластин, отштампованных из магнитного металла. Толщина пластин 0,35-0,5 мм, каждая из них залита слоем диэлектрического лака, для избавления от паразитных токов. Пластины по внешнему краю имеют пазы, в которые затем укладываются витки медной проволоки. Эти пластины насаживаются на вал и закрепляются на нём, собирается пакет требуемого размера. Эта система является магнитопроводом.

Так выглядит ротор коллекторного двигателя

В пазы магнитопровода укладывается витки медного обмоточного провода. Выходы обмоток выводятся на коллекторный узел, где и происходит их переключение.

Как устроен коллекторный узел и как он работает

Коллекторный узел стоит рассмотреть подробнее. Иначе понять, как вращается ротор, сложно. Коллектор имеет цилиндрическую форму и набран из медных пластин (иногда называют ламелями), которые изолированы друг от друга слюдяными или текстолитовыми прокладками. Нет электрического контакта и с осью вала, к которому  он крепится.

Коллектор имеет вид цилиндра, который набран из медных пластин. Пластины сделаны в виде секторов, разделены диэлектрическими прокладками

Получается, коллектор собран из медных секторов и без обмотки электрически друг с другом не связанных. К каждой пластине коллектора крепится вывод одной рамки обмотки ротора. К плоскости двух противоположных рамок коллектора прижимается две щетки. Они плотно прилегают к поверхности медной пластины коллектора, что даёт хороший контакт. На эти щётки подаётся потенциал, который и передаётся в тот виток обмотки ротора, который подключён к этим пластинам.

К парным пластинам коллектора прижимаются графитовые щетки

Так как ротор с некоторой скоростью вращается, одна пара пластин сменяется другой. Таким образом, напряжение передаётся на все обмотки ротора. При этом возникающие друг за другом поля поддерживают вращение ротора, «проталкивая» его в нужном направлении.

Принцип работы

Вот теперь, после того как рассмотрели устройство ротора, можно поговорить о том, как работает коллекторный двигатель. Собственно, принцип действия не отличается от других моторов, ротор начинает вращаться в магнитном поле благодаря наведенным на нём токам. Но как именно и почему эти тока наводятся? Для понимания надо вспомнить, как возникает электродвижущая сила в постоянном магнитном поле. Если в поле постоянного магнита ввести прямоугольную рамку, под действием возникающего в ней тока она начинает вращение. Направление вращения определяется по правилу буравчика. Для постоянного поля оно гласит так, если ввести правую руку в поле так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, вытянутые пальцы укажут направление движения.

Иллюстрация к пояснению принципа работы коллекторного двигателя постоянного тока

Если посмотреть на устройство ротора, то видим, что каждая обмотка представляет собой такую рамку. Только состоит она не из одного провода, а из нескольких, но сути это не меняет. При помощи коллекторного узла, в какой-то момент времени, обмотка подключается к питанию, по ней протекает ток и вокруг проводника возникает магнитное поле. Оно взаимодействует с полем статора. В зависимости от типа, стоят там постоянные магниты или тоже протекает постоянный ток в обмотках, генерируя на полюсах собственное магнитное поле. Поля ротора и статора рассчитаны так, что при взаимодействии они «проталкивают» ротор в нужном направлении. Вот, коротко и без особых подробностей описание работы коллекторного двигателя постоянного тока.

Обмотки на роторе подключаются к пластинам коллектора. Когда с пластинами контактируют щетки, получаем замкнутый контур, по которому течет ток

Если немного вдуматься, можно понять, почему коллекторный двигатель позволяет легко и плавно регулировать скорость. Чем больше напряжение подается на обмотки ротора, тем более мощное поле генерирует статор, тем сильнее их взаимодействие и быстрее крутится ротор, так как его толкают с большей силой. Если напряжение уменьшить, взаимодействие меньше, результирующая скорость вращения тоже. Так что все что нужно регулировать напряжение, а это может даже простой потенциометр (переменное сопротивление).

Достоинства и недостатки

Как водится, начнём с перечисления плюсов. Достоинства коллекторных электромоторов такие:

• Простое устройство.
• Высокая скорость до 10 000 об/мин.
• Хороший крутящий момент даже на малых оборотах.
• Невысокая стоимость.
• Возможность регулировать скорость в широких пределах.
• Невысокие пусковые токи и нагрузки.

Схема коллекторного двигателя

Неплохие качества, но есть и недостатки, причём они не менее серьёзные. Минусы коллекторных электродвигателей такие:

• Высокий уровень шумов при работе. Особенно на высоких скоростях. Щетки трутся о коллектор, дополнительно создавая шумы.
• Искрение щёток, их износ.
• Необходимость частого обслуживания коллекторного узла.
• Нестабильность показателей при изменении нагрузки.
• Высокая частота отказов из-за наличия коллектора и щёток, малый срок службы этого узла.

В целом, коллекторный двигатель неплохой выбор, иначе его не ставили бы на бытовой технике. Справедливости ради стоит сказать, что при нормальном качестве исполнения, работают такие двигатели годами. Могут и 10-15 лет проработать без проблем.

Коллекторный двигатель постоянного тока с магнитами

В коллекторных двигателях постоянного тока постоянное магнитное поле обеспечивают:

• постоянные магниты;
• обмотки возбуждения.

Магниты и обмотки располагаются на корпусе статора, и чаще всего, вверху и внизу. Если говорить о маломощных моторах, то более популярны коллекторные двигатели с постоянными магнитами. Они проще в производстве, дешевле, быстро реагируют на изменение напряжения, что позволяет плавно регулировать скорость. Недостаток моторов с постоянными магнитами является их невысокая мощность, а еще то, что со временем или при перегреве магниты теряют свои свойства и это приводит к ухудшению характеристик двигателя.

Устройство коллекторного двигателя постоянного тока

Такие моторы имеют небольшую мощность, от единиц до сотен Ватт. Они используются в технике, для которой важна плавная регулировка скоростей. Это обычно детские игрушки, некоторые виды бытовой техники (в основном вентиляторы). Недостатком коллекторного мотора с магнитами является постепенная потеря мощности, магниты со временем становятся слабее, и без того небольшая мощность падает. Но в последнее время появились новые магнитные сплавы с большой магнитной силой, позволяющие создавать двигатели с большой мощностью.

С обмотками возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока с обмотками возбуждения нашли более широкое применение. От двигателей этого типа работает аккумуляторный электроинструмент: болгарки, дрели, шуруповерты т.д. Обмотки возбуждения делают из изолированного медного провода (в лаковой оболочке). В качестве основы используются канавки в полюсных наконечниках. На них как на основу наматываются обмотки.

Коллекторный двигатель с системой обмоточного возбуждения

Если посмотреть на устройство коллекторного двигателя, мы видим два несвязанных между собой устройства, ротор и обмотки возбуждения. От способа их подключения зависят характеристики и свойства двигателя. Различают четыре способа соединения ротора и обмоток возбуждения. Эти способы называют способами возбуждения. Вот они:

• Независимое. Возможно только если напряжения на обмотке возбуждения и на якоре неравны (бывает очень редко). Если они равны, используется схема параллельного возбуждения.
• Параллельное. Хорошо регулируется скорость, стабильная работа на низких оборотах, постоянные характеристики, независимы от времени. К недостаткам подключения этого типа относится нестабильность двигателя при падении тока индуктора ниже нуля.
• Последовательное. При таком подключении нельзя включать двигатель с нагрузкой на валу ниже 25% от номинальной. При отсутствии нагрузки скорость вращения сильно возрастает, что может разрушить двигатель. Потому с ременной передачей такой тип подключения не используют, при обрыве ремня мотор разрушается. Схема последовательного возбуждения имеет высокий момент на низких оборотах, но не слишком хорошо работает на высоких, управлять скоростью сложно.
• Смешанное. Считается одним из лучших. Хорошо управляется, имеет высокий крутящий момент на низких оборотах, редко выходит из-под контроля. Из недостатков самая высокая цена по сравнению с другими типами.

Способы подключения обмоток возбуждения

Коллекторные двигатели постоянного тока могут иметь КПД от 8-10% до 85-88%. Зависит от типа подключения. Но высокопродуктивные отличаются высокими оборотами (тысячи оборотов в минуту, реже сотни) и низким моментом, так что они идеальны для вентиляторов. Для любой другой техники используют низкооборотистые модели с малым КПД, либо к продуктивным моделям добавляют редуктор, другого решения пока не нашли.

Универсальные коллекторные двигатели

Несмотря на то, что коллекторный узел можно назвать самым слабым местом электродвигателя, подобные модели нашли широкое применение. Все благодаря невысокой цене и легкости управления скоростью. Коллекторные двигатели переменного тока стоят практически в любой бытовой технике, как крупной, так и мелкой. Миксеры, блендеры, кофемолки, строительные фены, даже стиральные машины (привод барабана).

Универсальный коллекторный двигатель работает от постоянного и переменного напряжения

По строению универсальные коллекторные двигатели не отличаются от моделей постоянного тока с обмотками возбуждения. Разница, безусловно есть, но она не в устройстве, а в деталях:

• Схема возбуждения всегда последовательная.
• Магнитные системы ротора и статора для компенсации магнитных потерь делают шихтованного типа (единая система без сплошных разрезов).
• Обмотка возбуждения состоит из нескольких секций. Это необходимо, чтобы режимы работы на постоянном и переменном напряжении были схожи.

Работа коллекторных электродвигателей универсального типа основана на том, что если одновременно (или почти одновременно) поменять полярность питания на обмотках статора и ротора, направление результирующего момента останется тем же. При последовательной схеме возбуждения полярность меняется с очень небольшой задержкой. Так что направление вращения ротора остается тем же.

Достоинства и недостатки

Хотя универсальные коллекторные двигатели активно используются, они имеют серьёзные недостатки:

• Более низкий КПД при работе на переменном токе (если сравнивать с работой на постоянном такого же напряжения).
• Сильное искрение коллекторного узла на переменном токе.
• Создают радиопомехи.
• Повышенный уровень шума при работе.

Во многих моделях строительной техники

Но все эти недостатки нивелируются тем, что при частоте питающего напряжения в 50 Гц они могут вращаться со скоростью 9000-10000 об/мин. По сравнению с синхронными и асинхронными двигателями это очень много, максимальная их скорость — 3000 об/мин. Именно это обусловило использование этого типа моторов в бытовой технике. Но постепенно они заменяются современными бесщеточными двигателями. С развитием полупроводников их производство и управление становится всё более дешёвым и простым.

Универсальный коллекторный двигатель — это.

.. Что такое Универсальный коллекторный двигатель? Схема одного из вариантов УКД. Допускается работа и от постоянного, и от переменного тока

Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном токе. Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, лёгкости регулирования оборотов, относительно низкой цены.

Особенности конструкции

Строго говоря, универсальный коллекторный двигатель является коллекторным электродвигателем постоянного тока с последовательно включенными обмотками возбуждения (статора), оптимизированным для работы на переменном токе бытовой электрической сети. Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мягкого материала, имеющего малый гистерезис (сопротивление перемагничиванию). Для уменьшения потерь на вихревые токи статор выполняют наборным из изолированных пластин.

Особенностью (в большинстве случаев — достоинством) работы такого двигателя именно на переменном токе (а не на постоянном такого же напряжения) является то, что в режиме малых оборотов (пуск и перегрузка) индуктивное сопротивление обмоток статора ограничивает потребляемый ток и соответственно максимальный момент двигателя (оценочно) до 3—5 от номинального (против 5—10 при питании того же двигателя постоянным током). Для сближения механических характеристик у двигателей общего назначения может применяться секционирование обмоток статора — отдельные выводы (и меньшее число витков обмотки статора) для подключения переменного тока.

Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.

Достоинства и недостатки

Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей («мягкость-жёсткость», максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу.

Достоинства в сравнении с коллекторным двигателем постоянного тока:

• Прямое включение в сеть, без дополнительных компонентов (для двигателя постоянного тока требуется, как минимум, выпрямление).
• Меньший пусковой (перегрузочный) ток (и момент), что предпочтительнее для бытовых устройств.
• Проще управляющая схема (при её наличии) — тиристор (или симистор) и реостат. При выходе из строя электронного компонента двигатель (устройство) остаётся работоспособным, но включается сразу на полную мощность.

Недостатки в сравнении с коллекторным двигателем постоянного тока:

• Меньший общий КПД из-за потерь на индуктивность и перемагничивание статора.
• Меньший максимальный момент (может быть недостатком).

Достоинства в сравнении асинхронным двигателем:

• Быстроходность и отсутствие привязки к частоте сети.
• Компактность (даже с учётом редуктора).
• Больший пусковой момент.
• Автоматическое пропорциональное снижение оборотов (практически до нуля) и увеличение момента при увеличении нагрузки (при неизменном напряжении питания) — «мягкая» характеристика.
• Возможность плавного регулирования оборотов (момента) в очень широком диапазоне — от ноля до номинального значения — изменением питающего напряжения.

Недостатки в сравнении с асинхронным двигателем:

• Нестабильность оборотов при изменении нагрузки (где это имеет значение).
• Наличие щёточно-коллекторного узла и в связи с этим:
  • Относительно малая надёжность (срок службы)
  • Сильное искрение на коллекторе из-за коммутации переменного тока и связанные с этим радиопомехи
  • Высокий уровень шума
  • Относительно большое число деталей коллектора (и соответственно двигателя)

Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.

Сравнение с асинхронным двигателем

Двигатели (УКД и асинхронный) одной и той же мощности, независимо от номинальной частоты асинхронного двигателя, имеют разную механическую характеристику:

• УКД — «мягкая» характеристика, момент прямо, а обороты обратно пропорциональны нагрузке на валу (потребляемой мощности) — практически линейно — от режима холостого хода до режима полного торможения. Номинальный момент выбирается примерно в 3-5 раз меньшим максимального. Обороты холостого хода ограничиваются только потерями в двигателе и могут разрушить мощный двигатель при включении его без нагрузки.
• Асинхронный двигатель — «жёсткая» характеристика — двигатель поддерживает близкую к номинальной частоту вращения, резко (десятки процентов) увеличивая момент при незначительном снижении оборотов (единицы процентов). При значительном снижении оборотов (до полного торможения) момент двигателя не растёт, а даже падает, что вызывает полную остановку. Обороты холостого хода постоянны и слегка превышают номинальные.

Механическая характеристика в первую очередь и обуславливает (разные) области применения данных типов двигателей.

Из-за малых оборотов, ограниченных частотой сети переменного тока, асинхронные двигатели той же мощности имеют значительно бо́льшие вес и размеры, чем УКД. Если асинхронный двигатель запитывается от преобразователя (инвертора) с высокой частотой, то вес и размеры обеих машин становятся соизмеримы. При этом остаётся жёсткость механической характеристики, добавляются потери на преобразование тока и, как следствие увеличения частоты, повышаются индуктивные и магнитные потери (снижается общий КПД).

Аналоги без коллекторного узла

Ближайшим аналогом УКД по механической харатеристике является бесколлекторный электродвигатель (вентильный электродвигатель, в котором электронным аналогом щёточно-коллекторного узла является инвертор с датчиком положения ротора (ДПР).

Электронным аналогом универсального коллекторного двигателя является система: выпрямитель (мост), синхронный электродвигатель с датчиком углового положения ротора (датчик угла) и инвертором (другими словами — вентильный электродвигатель с выпрямителем).

Однако из-за применения постоянных магнитов в роторе максимальный момент вентильного двигателя при тех же габаритах будет меньше.

Применение

Ручной электроинструмент:

Бытовая техника:

См. также

• Вентильный электродвигатель
• Электродвигатель

Ссылки

Коллекторный двигатель: Устройство, виды и принцип работы

Большое количество оборудования имеет силовые установки, работающие от электрической сети питания. Коллекторный двигатель это силовая установка, преобразующая  электрическую энергию в физическую силу. Отличие коллекторного двигателя от бесколлекторного состоит в наличии коллекторно-щеточного узла.

Виды коллекторных двигателей

В зависимости от источника тока, к которому подключается мотор, коллекторные установки делят на два вида:

• Работающий от источника постоянного тока. Используются в автомобилях, самоходной технике, детских игрушках и т.д. Отличаются простотой конструкции. Подключаются только к источнику постоянного тока;
• Универсальный коллекторный двигатель. Работает как от постоянного, так и от переменного тока. Применяется в бытовых электрических приборах.

СПРАВКА: Универсальный коллекторный силовой агрегат  отличается простотой конструкции и небольшими габаритно массовыми параметрами. Благодаря этому может быть использован в качестве силовой установки ручного инструмента.

В зависимости от максимальной мощности силовые установки делятся на три типа:

1. Небольшой мощности. Используются в детских игрушках, аудио – видеотехнике и т.д. Напряжение питания таких установок составляет от 1.5 до 9 Вольт. Оси якоря устанавливаются на специализированные втулки. Они играют роль подшипников скольжения. Токопроводящие щетки выполнены в виде двух пластин;
2. Средней мощности. Якорь устанавливается на втулках или подшипниках. Применяются на автомобильной и самоходной технике. Напряжение питания составляет от 12 до 24 вольта;
3. Высокой мощности. Отличаются высокими показателями мощности и наличием электрических магнитов.

Устройство коллекторного двигателя

Для того чтобы понять как работает коллекторный двигатель, необходимо разобраться в его конструкции. Независимо от вида силового агрегата он состоит из следующих основных элементов:

• Якорь. Состоит из металлического вала,  на который установлены обмотки. Вал устанавливается на подшипниках скольжения или качения в корпусе мотора. Якорь является движущейся частью мотора, которая передаёт крутящий момент к необходимому оборудованию;
• Коммутатор (коллектор). Необходим для определения положения якоря. Располагается на роторе. Выполнен в виде медных контактов трапециевидного сечения;

Читайте также:  Двигатель Д 240: Устройство и технические характеристики

• Щётки. Изготовлены из графита. Щетки используются для подачи напряжения к обмоткам ротора;
• Держатели щёток. Изготавливаются из металла или пластика. Держатели щёток устанавливаются на корпус мотора при помощи не проводящих ток прокладок. Такая конструкция исключает  подачу напряжения на корпус мотора;

ВАЖНО: Щётки или держатели оснащаются пружинами. Они необходимы для прижимания щетки к коллектору во время работы силовой установки.

• Подшипники. На небольших моторах используются пластиковые или металлические втулки. Мотор оборудован двумя подшипниками. Они необходимы для нормального вращения вала якоря;
• Сердечник статора. Изготавливается из большого количества металлических пластин;
• Обмотки. Необходимы для создания магнитного поля.

Принцип работы коллекторного двигателя

Коллекторный двигатель переменного тока 220 Вольт и мотор постоянного тока, преобразуют электрическую энергию в физическую силу. Создание физической силы осуществляется путём раскручивания якоря, установленного на двух подшипниках в корпусе мотора.

Ротор и статор силового агрегата имеют обмотки. Они изготовлены из провода. Во избежание замыкание витков обмотки между собой провод выполнен в изолирующей оболочке. Напряжение подается на обмотку статора при помощи провода.

Якорь коллекторного мотора подвижный. Для передачи напряжения на обмотку якоря используется коллектор.

Он выполнен в виде медных контактов. На них передаётся напряжение через графитовые щетки. Такая конструкция позволяет передавать напряжение на обмотку якоря независимо от скорости его вращения.

При прохождении электрического тока через обмотки возникает магнитное поле. Обмотка якоря имеет магнитное поле противоположной полярности полю обмотки статора. Под воздействием электромагнитных полей разной полярности якорь двигателя начинает вращаться.

ВНИМАНИЕ: Коллекторный двигатель может быть использован в качестве генератора постоянного тока.

Варианты обмоток возбуждения

Подключить коллекторный двигатель постоянного тока можно несколькими способами. Возбуждение мотора зависит от способа подключения обмоток.

• Независимое подключение. Обмотки мотора постоянного тока подключаются отдельно. Для подключения используется два источника постоянного тока. Обмотка статора оснащается реостатом. Он необходим для установки необходимой частоты вращения ротора. Обмотка  ротора оборудуется пусковым реостатом. Он нужен для контроля над силой тока в обмотке ротора при запуске силовой установки;
• Параллельное подключение. Питание обмоток якоря и статора осуществляется от одного и того же источника питания. Обмотки оснащены регуляторами;
• Последовательно-соединенное. Электродвигатель такой конструкции имеет обмотку статора, последовательно подключенную с обмоткой якоря. Ротор может быть оснащен регулятором, необходимым для ограничения силы тока при запуске. Статор оснащается реостатом, регулирующим в частоту вращения вала.

ВАЖНО: Использование коллекторного мотора с последовательным подключением без нагрузки, может привести  к выходу его из строя.

• Смешанное возбуждение. Данная конструкция использует две катушки подключенные параллельно, и последовательно одновременно.

Преимущества и недостатки коллекторного двигателя

Однофазный коллекторный двигатель переменного тока или аналогичный работающий от источника постоянного тока имеют плюсы и минусы.

Плюсы

1. Однофазный мотор коллекторного типа ( универсальный), можно подключить к любой сети питания. Такая конструкция позволяет использовать мотор от источника питания переменного тока, без использования выпрямителей;
2. В отличие от бесколлекторных двигателей, модели с коллекторами имеют небольшие размеры. Это позволяет использовать силовые установки  для монтажа на электрический инструмент, детские игрушки, и т.п;
3. Небольшая сила тока при запуске. Позволяет использовать моторы от бытовой сети питания;
4. Простота регулировки вращения вала ротора. Для управления оборотами применяется реостат. При выходе из строя регулятора, мотор останется работоспособным;

Недостатки

1. Необходимость регулярного обслуживания. Графитовые щетки при длительной работе стираются. Необходимо вовремя менять щетки на новые. Нарушение этого правила может привести к выходу из строя коллектора;
2. Отсутствие стабильности показателей мощности. При изменении нагрузки на якорь показатели мощности силового агрегата могут изменяться.

Возможные поломки и способы их ремонта

В результате работы коллекторного двигателя могут возникнуть неисправности. Большинство из них самостоятельно сможет устранить человек не имеющий специализированных технических знаний и оборудования. Ниже представлены наиболее часто возникающие неисправности.

Повышенный шум при работе узла. Сильный уровень шума при работе мотора может свидетельствовать о выходе из строя подшипников, на которые установлен якорь.

При выходе из строя подшипников качения необходимо заменить изношенные детали новыми.

Износ щёток. Критическая изношенность щёток сопровождается повышенным уровнем шума при работе. Несвоевременная замена может привести к поломке коллектора. При возникновении неисправности необходимо заменить графитовые щётки. При выборе щёток необходимо обратить внимание на их толщину. Новые детали не должны застревать в держателях.

Читайте также:  Двигатель 1ZZ: Характеристики двигателя

Отсутствие вращения якоря при подключении мотора к сети питания. Отсутствие вращения может возникнуть в результате обрыва цепи питания. Обрыв может произойти в результате поломки пружины прижимающей щётку к коллектору или при обрыве провода. При поломке пружины необходимо заменить ее новой деталью. При обрыве провода необходимо восстановить его целостность.

Отсутствие вращения ротора может возникнуть в результате выхода из строя предохранителя. Для восстановления работоспособности необходимо установить новый предохранитель. Перед установкой предохранителя необходимо определить причину, по которой старое устройство вышло из строя. После устранения причины можно установить предохранитель и провести испытание двигателя.

Отсутствие регулировки вращения вала якоря. После запуска агрегат работает на максимальных оборотах. Такая неисправность возникает в результате поломки реостата. Для восстановления работоспособности двигателя необходимо заменить регулятор.

Медленное вращение ротора. Снижение частоты вращения вала может возникнуть в результате низкого напряжения в сети питания. Необходимо проверить напряжение. Снижение оборотов якоря может быть спровоцировано высокой нагрузкой. Необходимо снизить нагрузку на якорь.

Из вышеперечисленного следует, что коллекторный мотор  преобразовывает электрическую энергию в физическую силу. Для передачи напряжения к обмоткам якоря используются щётки. Моторы отличаются простотой конструкции и небольшими габаритно массовыми параметрами.



Что такое BLDC-мотор

BLDC двигатель, он же вентильный двигатель — это бесколлекторный синхронный двигатель постоянного тока на постоянных магнитах. Функцию коллектора в данном случае выполняет электронный контроллер, как если бы двигатель был коллекторный — контроллер переключает обмотки в зависимости от положения ротора с магнитами, определяемого датчиками Холла, установленными в мотор. Если двигатель застопорить, то контроллер будет подавать ток в те две фазы, которые должны его стронуть в нужную сторону. Контроллер не будет переключать фазы, пока ротор стоит. Дополнительно в отличие от механических коллекторов,это обеспечивает работу большого количества магнитных пар,чем может быть обеспечен значительно больший момент.

По сути, BLDC – это коллекторный двигатель с «электронным коллектором», но лишенный его недостатков в виде механического износа щеток и постоянного обслуживания щеточного узла для удаления нагара и загрязнений.

«Вентильный электродвигатель» — это наше, советское название. В зарубежной литературе они называются по другому. Общие аббревиатуры для обозначения синхронных бесколлектроных электродвигателей постоянного тока — это BLDC или PMSM:

1. BLDC — Brushless DC electric motor (бесколлекторный электродвигатель постоянного тока).
2. PMSM — Permanent Magnet Synchronous Motor (синхронный двигатель с постоянными магнитами).

Конструкция: 

В роторе двигателя размещаются постоянные магниты, создающие магнитное поле, которые чередуются + — + -… В зависимости от количества магнитов, двигатель имеет соответствующее количество полюсов. Роторы линейки Golden Motor 3-5-10-20кВт имеют 8 магнитов, т.е. 4 пары магнитов. 

Статор сделан из электротехнической стали и медной обмотки, уложенной в пазы сердечника. Количество обмоток определяет количество фаз двигателя. Для вращения необходимы 3 фазы. Обычно ВД трёхфазные, в Golden Motor в т.ч.

BLDC двигатель так же имеет более высокие эксплуатационные характеристики по сравнению с асинхронными двигателями. Он обладает лучшей удельной мощностью (мощность на килограмм массы), лучшим КПД, особенно на низких оборотах и на старте, более простое управление (асинхронным двигателям требуется чистый синус).

Каждому мотору нужен свой управляющий контроллер. 

Ниже представлено видео, объясняющая принцип действия:

 

Как работает коллекторный двигатель постоянного тока

Добавлено 4 июля 2019 в 15:29

Сохранить или поделиться

Узнайте все преимущества и недостатки коллекторного электродвигателя для вашего проекта.

Если вы работаете над проектом, в котором есть движущаяся часть, вы, вероятно, будете искать двигатель, чтобы сделать это движение возможным. В этой серии статей мы рассмотрим наиболее популярные типы двигателей, которые используют разработчики. Прежде всего, это коллекторный двигатель постоянного тока.

Чтобы узнать, для каких проектов лучше всего подходят коллекторные двигатели постоянного тока, ознакомьтесь с обзором:

Самый простой тип электродвигателя (и самый распространенный) – это коллекторный двигатель постоянного тока. Вы можете найти этот двигатель везде. В вашем телефоне, вероятно, тоже есть один, обеспечивающий функцию вибрации. Коллекторные двигатели постоянного тока используются практически в любой движущейся игрушке. Аккумуляторные дрели работают на коллекторных двигателях постоянного тока.

Коллекторные двигатели постоянного тока используются везде: в игрушках, в чем-либо с вибрирующим мотором, в таких обычных инструментах, как аккумуляторные дрели.

Как они работают?

Коллекторные двигатели постоянного тока представляют собой простые устройства, состоящие из нескольких частей.

Коллекторные двигатели постоянного тока состоят всего из нескольких основных частей.

Вокруг корпуса двигателя расположены магниты статора. Это постоянные магниты, положительные с одной стороны и отрицательные с другой. В середине двигателя, соединенного с валом двигателя, находятся, по меньшей мере, три проволочных обмотки, соединенных с металлическими пластинами, которые называются якорем.

На противоположной от вала двигателя стороне обмоток расположен коллектор (от которого в русскоязычном варианте этот тип двигателя получил свое название) – пара металлических пластин, прикрепленных к обмоткам. Наконец, щетки (в англоязычном варианте этот тип двигателя называется «brushed», «щеточный») также расположены на стороне двигателя, противоположной валу двигателя.

Щетки создают физический контакт с коллектором. Когда на щетки подается постоянное напряжение, это напряжение передается на коллектор, который, в свою очередь, питает обмотки. Это входное напряжение генерирует магнитное поле вокруг якоря.

Левая сторона якоря отталкивается от левого магнита статора в направлении магнита справа. А правая сторона якоря отталкивается от правого магнита влево.

При постоянном изменении полярности магнитного поля вокруг якоря вал будет постоянно вращаться.

Достоинства коллекторных двигателей постоянного тока

Недорогие

Коллекторные двигатели постоянного тока производятся большими сериями и широко используются, что делает их дешевле других типов электродвигателей.

Простота управления

Чтобы заставить двигатель вращаться, просто подайте постоянное напряжение. Более высокое напряжение (или более высокий коэффициент заполнения, или более низкая скважность, ШИМ сигнала) заставит двигатель работать быстрее. Изменение полярности напряжения изменит направление вращения. Коллекторные двигатели постоянного тока даже не нуждаются в использовании микроконтроллера, вы можете запустить их, просто подключив к аккумулятору.

Высокий начальный крутящий момент

Коллекторные двигатели постоянного тока выдают высокий крутящий момент на низких скоростях. Это важно, потому что этот высокий начальный крутящий момент позволяет электродвигателю быстро набирать скорость, даже если у двигателя есть нагрузка.

Оценка характеристик коллекторных двигателей постоянного тока.

Недостатки коллекторных двигателей постоянного тока

Быстрый износ

Поскольку щетки физически трутся об коллектор, они со временем изнашиваются. Следовательно, по сравнению с другими типами электродвигателей, коллекторные двигатели постоянного тока изнашиваются быстрее.

Много электрического шума

Внутри коллекторного двигателя постоянного тока между щетками и коллектором образуются электрические дуги. Это вызывает много электрического шума, что не очень хорошо для микроконтроллеров или датчиков, работающих в этой же системе.

Ограниченная максимальная скорость

Физический контакт между щетками и коммутатором во время работы означает, что между этими двумя частями есть трение. Там, где есть трение, есть тепло. Коллекторные двигатели постоянного тока имеют ограниченную максимальную скорость, потому что слишком высокая скорость может привести к нагреву, способному нанести повреждения.

Оригинал статьи:

Теги

ДвигательДвигатель постоянного токаКоллекторный двигатель постоянного токаЭлектродвигатель

Сохранить или поделиться

Двигатель постоянного тока коллекторный

Коллекторный двигатель постоянного тока

Преобразование электрического тока в механическое движение (вращение) осуществляется электромеханическим преобразователем энергии — электрической машиной. Принцип работы, которой, основан на явлениях электромагнитной индукции и силы Ампера, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле.

Электрические машины делятся по видам преобразования энергии: • Генератор — преобразует механическую энергию в электрическую и тепло; • Электрический двигатель — преобразует электрическую энергию в механическую работу и тепло; • Электромеханический преобразователь (трансформатор) — преобразуют электрическую энергию одного вида в электрическую энергию другого вида, отличающуюся по напряжению, частоте и другим параметрам;

• Электромагнитный тормоз — механическая и электрическая энергии преобразуются в тепло.

В большинстве случаев электрическая машина состоит из двух элементов рис. 1; • Ротор (якорь) — вращающаяся часть, состоит из обмотки якоря и коллекторного узла;

• Статор — неподвижная часть, состоит из источника магнитного поля. Постоянный магнит или электромагнит.

Рисунок 1. Основные узлы двигателя.

Между ротором и статором присутствует воздушный зазор, который служит их разделителем. Электрические машины делятся на:

Коллекторные	Бесколлекторные
Постоянного тока	Синхронные
Универсальные	Асинхронные

Коллекторный электродвигатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Щеточно-коллекторный узел — обеспечивает электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части двигателя. Состоит из коллектора (набора контактов, расположенных на роторе) и щёток (скользящих контактов, расположенных вне ротора и прижатых к коллектору), рис. 2.

Рисунок 2. Коллекторно-щеточный узел

Обычно в маломощных моторах всего два полюса обмотки возбуждения (одна пара) и трехзубцовый якорь. Три зуба это минимум для запуска из любого положения, но чем больше зубцов тем более эффективно используется обмотка, меньше токи и более плавный момент, т.к сила является проекцией на угол, а активный участок обмотки проворачивается на меньший угол.

В коллекторном электродвигателе щёточно-коллекторный узел одновременно выполняет две функции: • является датчиком углового положения ротора (датчик угла) со скользящими контактами;

• переключателем направления тока со скользящими контактами в обмотках ротора в зависимости от углового положения ротора.

Щеточно-коллекторный узел является сам ненадежным элементом электрических машин, поскольку скользящие контакты интенсивно изнашиваются от трения.

Электродвигатели характеризуют два основных параметра — это скорость вращения вала (ротора) и момент вращения, развиваемый на валу. В общем плане оба этих параметра зависят от напряжения, подаваемого на двигатель и тока в его обмотках.

Принцип работы коллекторного двигателя постоянного тока.

Рисунок 3. Принцип работы коллекторного двигателя постоянного тока.

Прямоугольная рамка (ротор), свободно вращающаяся вокруг своей оси, помещена между постоянными магнитами. Если через рамку пропустить ток, то на обе ее стороны начнут действовать электродинамические силы. Действие этих сил, приводит рамку в движение. Рамка будет двигаться до тех пор, пока не достигнет положения, когда щетки попадут на диэлектрический зазор между пластинами коллектора. Рамка по инерции проскочит это положение, направление тока в рамке поменяется на противоположное, но силы действующие на рамку не поменяют своего направления, и она продолжит свое вращение в том-же направлении.

Разновидности коллекторных двигателей постоянного тока:

Малой мощности (единицы Ватт), рабочее напряжение 3-9 В: • трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения; • коллекторный узел из двух щёток — медных пластин;

• двухполюсной статор из постоянных магнитов.

Более мощные (десятки Ватт), рабочее напряжение 12–24 В: • многополюсный ротор на подшипниках качения; • коллекторный узел из двух или четырёх графитовых щёток;

• четырёхполюсный статор из постоянных магнитов.

Высокой мощности (сотни Ватт): • Четырех полюсный статор из электромагнитов.

Подключение обмотки статора

Обмотки статора могут подключаться несколькими способами: 1. Последовательно с ротором (так называемое последовательное возбуждение, см. рис. 4 Преимущество: большой максимальный момент;

Недостаток: большие обороты холостого хода, способные повредить двигатель.

Рисунок 4. Последовательное соединение.

2. Параллельно с ротором (параллельное возбуждение), см. рис. 5 Преимущество: большая стабильность оборотов при изменении нагрузки;

Недостаток: меньший максимальный момент.

Рисунок 5. Параллельное соединение

3. Часть обмоток параллельно с ротором, часть последовательно (смешанное возбуждение), см. рис. 6. До некоторой степени совмещает достоинства предыдущих типов.

Рисунок 6. Смешанное возбуждение

4. Отдельным источником питания (независимое возбуждение), см. рис. 7.

Рисунок 7. Независимое возбуждение

Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока — простота изготовления, эксплуатации и ремонта, достаточно большой ресурс. К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с большим КПД и малой массой) таких двигателей являются низкомоментыми и быстроходными (сотни и тысячи оборотов в минуту), поэтому для большинства приводов (кроме вентиляторов и насосов) необходимы редукторы.

Управление коллекторными двигателями постоянного тока.

Для работы двигателя достаточно подать на него напряжения питания постоянного тока. Проблемы начинают возникать, когда появляется необходимость в регулировке скорости вращения вала такого двигателя. Нужно учитывать, что при вращении на малых скоростях, крутящий момент на валу будет то же мал. Если требуются низкие скорости вращения, то применяются редуктора.

В коллекторных двигателях постоянного тока ярко выражен пусковой ток, который превышает номинальный в несколько раз (10-40 раз). Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки, (8).

Рисунок 8

Ioя — ток обмотки якоря; U — напряжение питающей сети;

∑r — сопротивление обмоток якоря;

Как только двигатель начнет движение, то возникает противоЭДС — Епр. Обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость, формула 9.

Рисунок 9

Снижение пускового тока можно добится уменьшением напряжения питания или повышением сопротивления обмотки якоря. Для повышения сопротивления обмотки якоря применяется ввод дополнительного сопротивления Rд, формула (10).

Рисунок 10

Таким образом, можно добиться величины пускового тока, в нужном диапазоне, безопасном для двигателя. Добавочное сопротивление может быть как в виде реостата, так и в виде нескольких резисторов. Это нужно для того, чтобы в процессе запуска двигателя, менять сопротивление в якорной цепи.

Епр — противоэдс, зависит от конструкции двигателя, и оборотов, формула 11.

Рисунок 11

Ce — одна из конструктивных констант. Они зависят от конструкции двигателя, числа полюсов, количества витков, толщин зазоров между якорем и статором. Нам она не особо нужна, при желании ее можно вычислить экспериментально. Главное, что она константа и на форму кривых не влияет. Ф — поток возбуждения. т.е. сила магнитного поля статора. В моторах, где она задается постоянным магнитом это тоже константа, а в двигателях с обмоткой возбуждения, этот параметр можно менять.

n — обороты якоря.

Зависимость момента M от тока и потока, формула 12.

Рисунок 12

См — конструктивная константа.

Вот тут стоит обратить внимание, что зависимость момента от тока совершенно прямая. Т.е. просто замеряя ток, при неизменном потоке возбуждения, мы можем совершенно точно узнать величину момента.

Импульсный способ управления.

Следующий метод управления, как более перспективный, основан на применении широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Он, действительно, самый распространенный. К двигателю подводятся импульсы неизменного по амплитуде напряжения управления U у.ном, в результате чего его работа состоит из чередующихся периодов разгона и торможения, рис 14. Если эти периоды малы по сравнению с полным временем разгона и остановки ротора, то угловая скорость ротора не успевает к концу каждого периода достигать установившихся значений и установится некоторая средняя угловая скорость. Значение при неизменных моменте нагрузки и напряжении возбуждения однозначно определяется относительной продолжительностью импульсов ε

Рисунок 14

tи — длительность импульса; Ти — период. С увеличением относительной продолжительности импульсов угловая скорость ротора растет (ωср>ωср).В период паузы tп ротор обязательно должен тормозиться. Если это условие не будет выполняться, то угловая скорость ротора при любом значении ω будет непрерывно увеличиваться, пока не достигнет значения угловой скорости х.х., так как во время импульса угловая скорость будет возрастать, а во время паузы — оставаться практически неизменной.

С ростом частоты управляющих импульсов амплитуда колебаний скорости уменьшается; среднее значение угловой скорости остается при этом неизменным.

Литература

1. Щёточно-коллекторный узел

2. Электрическая машина 3. Коллекторный электродвигатель 4. Электрические машины 5. Двигатель постоянного тока 6. Способы управления исполнительными двигателями постоянного тока 7. Управление коллекторными электродвигателями постоянного тока 8. Управление двигателями постоянного тока

Двигатели коллекторные постоянного тока – строение и принцип действия приборов

Машина постоянного тока коллекторная в разрезе

Сегодня уже невозможно представить, что бы мы делали без электрических двигателей. Они применяются буквально везде – в зубных щетках, принтерах, детских игрушках, в автомобилях в банкоматах и многом, многом другом. Двигатели коллекторные постоянного тока очень надежны.

Их конструкция практически не изменилась за последние сто лет. Сегодня мы расскажем вам все, что знаем об этих устройствах, так облегчающих жизнь современному человеку.

Основные понятия

Давайте вкратце пробежимся по строению двигателя, чтобы дальнейший материал был проще для усвоения.

Как устроен двигатель постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока коллекторный – строение

На схеме выше вы можете рассмотреть основные части любого коллекторного двигателя постоянного тока. Его строение более чем классическое, и разница в двигателях достигается за счет их мощности и настроек.

Итак, давайте по порядку:

Коллекторный двигатель постоянного тока — якорь

• Якорь или ротор – это подвижная часть устройства, которая и осуществляет механическую работу. Представляет собой он крепкий металлический вал, который закреплен в корпусе агрегата через подшипники качения, что, собственно, и позволяет детали вращаться.
• Смотрим на фото выше и идем справа налево, разбирая элементы, установленные на валу.
• На подшипнике мы видим пылезащитную шайбу. Она не дает механизму забиваться грязью, а также обеспечивает его надежную и мягкую фиксацию внутри металлического корпуса двигателя.
• Далее идут по кругу короткие параллельные пластины, которые изолированы друг от друга. Эта часть якоря и есть коллекторы двигателей постоянного тока. Их назначение состоит в том, чтобы постоянно во время вращения ротора менять запитываемые участки обмотки якоря, с целью достижения максимальной эффективности работы.

Ремонт коллектора двигателей постоянного тока – в домашних условиях практически невозможен

• Если вы не в курсе, что такое закон электромагнитной индукции, то сейчас вам, наверняка, стало непонятно, о чем мы только что сказали. Подождите немного, мы дадим разъяснения в следующей главе.
• Идем дальше. От коллектора отходит в разные стороны припаянная медная проволока. Это выводы обмотки якоря, которая запитывается через коллектор.
• Далее идет самая толстая и важная часть якоря, состоящая из магнитопровода (сердечника) – шихтованный бочонок, набранный из стальных пластин, и самой обмотки – медных проводов, уложенных определенным образом в пазах магнитопровода.

Интересно знать! Обмотку якоря от абразивной пыли защищает броня из шнура. Абразивная пыль внутри двигателя постоянно образуется из-за трения друг о друга металлических деталей в подшипнике.

• Венчает ротор пластиковая крыльчатка, которая отвечает за охлаждение двигателя во время его работы.

Электродвигатель коллекторный постоянного тока – статор

• Вторая, но не менее важна рабочая часть двигателя – это статор. Данная деталь является неподвижной. По сути, статор – это электромагнит, задача которого генерировать направленное магнитное поле.
• Состоит он из сердечника, также набранного из пластин, и обмотки.

Интересно знать! Обратите внимание, за исключением того, что ток на обмотку статора подается через неподвижные соединения на клеммы, и сама деталь является неподвижной, его строение точно такое же, как и у ротора, что и определяет свойства электрических двигателей.

• И статор, и ротор удерживаются в правильном положении за счет корпуса, который изготавливается из стали.
• К корпусу может присоединяться станина, которая обеспечивает устойчивость двигателя, но это уже больше зависит от типа мотора и режима его использования.

Двигатель постоянного тока коллекторного типа нуждается в щетках

• Следующая важная часть двигателя постоянного тока – это щеточный аппарат. Эти детали является расходуемыми и заменяемыми в процессе эксплуатации. Они обеспечивают скользящий контакт. Именно так коллекторы для двигателей постоянного тока запитываются электричеством.
• Сделаны щетки из графита. Также есть модели с центральным медным стержнем, такие щетки называются медно-графитовыми.
• От щеток отходят провода, которые уже последовательно соединяются с системой управления двигателем и источником питания.

Электромагнитная индукция

Разобрав строение двигателя переменного тока с коллектором, давайте немного поговорим о законах физики, благодаря которым, сей агрегат может работать.

Коллекторные двигатели постоянного тока – разбираем принцип работы

• Итак, суть любого электромотора заключается в преобразовании электрической энергии в кинетическую. То есть в механическое усилие, которое обычно передается на ведомые механизмы через вращающийся вал, посредством различных передач.
• Основной физический закон, заставляющий двигатель вращаться – это взаимодействие магнитных полей. Закон электромагнитной индукции также очень важен для понимания функционирования этих машин. Давайте попробуем немного в нем разобраться.
• На схеме выше показано, как функционирует генератор постоянного тока. Не спешите ругаться, принцип работы с двигателем у этого устройства имеет общие моменты и даже более…
• Мы видим постоянный магнит, создающий поле линии которого направлены от северного полюса к южному.
• Согласно закону электромагнитной индукции, если поперек этих волн переместить проводник, то в нем образуется электродвижущая сила (ЭДС). Другими словами, в проводнике индуцируется ток.
• Этот ток ничем не хуже любого другого, а значит, тоже создает магнитное поле вокруг проводника. Данный принцип заложен в работу двигателей с короткозамкнутым ротором. Но в нашем случае магнитное поле от ЭДС оказывает тормозящий эффект.
• Смотрим на внутреннюю часть схемы. Там мы видим вращающуюся рамку – простейший аналог обмотки якоря.

Так бы работал двигатель постоянного тока, коллектора в котором нет

• Представим, что изначально рамка стоит горизонтально. Когда происходит вращение, части рамки аб и вг начинают пересекать магнитное поле. Ток начинает расти, пока рамка не займет строго вертикальное положение.
• Далее ток начинает падать до нуля, пока рамка снова не примет горизонтальную позицию.

Интересно знать! Падение происходит за счет того, что в таком положении проводники уже не пересекают магнитное поле, а скользят по его линиям.

• Данное положение является противоположным изначальному – части рамки поменялись местами.

Направление, в котором течет ток в проводнике, зависит от того, в какую сторону проводник двигается

• Продолжаем вращение. Ток начинает снова расти, но согласно правилу левой руки, он сменит свое направление в цепи на противоположное. Именно так действует генератор переменного тока. Его отличие от героя нашего обзора состоит в том, что у него нет коллектора, а вместо него используется сплошное контактное кольцо. Такой ток в графическом виде представляется как синусоида – смотрите изображение ниже, пункт «b».

Коллекторы для электродвигателей постоянного тока не дают току менять свое направление

• Смысл назначения коллектора в том, что он не дает току менять направление. Напоминаем, коллектор состоит из изолированных пластин, которые контактирую со щетками так, чтобы при смене полуоборотов рамки, они менялись местами.
• Графически ток, выдаваемый такой рамкой, показан на схеме выше, пункт «с».

Итак, это была вводная информация, которая позволит вам лучше понять то, о чем мы будем говорить во второй части статьи.

Принцип работы двигателя постоянного тока

Коллекторные электродвигатели постоянного тока

Уникальным свойством коллекторных машин является обратимость этих устройств. Что под эти понимается?

• Все просто! Данные агрегаты способны работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора постоянного тока, при соответствующем подключении статора и ротора двигателя.
• Когда машина постоянного тока подключается к источнику энергии, ток начинает бежать в обмотках ротора и статора агрегата. И там и там моментально образуются электромагнитные поля – якоря и возбуждения. Взаимодействие этих полей создает на роторе некий электромагнитный момент (М).
• Этот момент является вращающим, не обладающий тормозящим эффектом, как в генераторе тока.
• Под действием момента М якорь приходит в движение. При этом потребляется электрическая энергия из питающей сети.
• Когда ротор приходит в движение, в его обмотке начинает индуцироваться ЭДС, подобно тому, как мы описывали в предыдущей главе.

Электродвигатели постоянного тока коллекторные – правило правой руки поможет определить направление магнитного поля обмотки якоря

• Направление ЭДС легко определяется по правилу левой руки, подробное описание которого представлено на рисунке выше.
• Интересно то, что данная ЭДС будет направлена в противоположную сторону питающему ротор току, поэтому данная сила называется противо-ЭДС, то есть она тормозит якорь.
• Если не вдаваться в формулы и расчеты, то можно просто сказать, что при увеличении электромагнитного момента, то есть, когда возрастает нагрузка на вал двигателя, происходит рост мощности в обмотке якоря (на входе двигателя).
• Мы знаем, что напряжение, подводимое к двигателю, постоянно остается неизменным, а значит, из-за возрастания нагрузки происходит рост питающего ротор тока.
• Другими словами, частота вращения якоря будет прямо пропорциональной напряжению и обратно пропорциональной возбуждающему потоку. Растущий ток повышает момент вращения при неизменном нагрузочном моменте
• Говоря еще проще, зажмите чем-нибудь вал двигателя. При этом замедлится его вращение, а сила тока возрастет. Увеличьте силу тока без нагрузки на вал, он раскрутится сильнее, все просто.

Интересно знать! Если нагрузка на вал будет настолько сильной, что во время работы заставит вращаться его в обратном направлении, двигатель перейдет в режим генератора.

Разновидности двигателей постоянного тока

Коллекторный электродвигатель постоянного тока для компактных устройств

Все двигатели постоянного тока можно разделить по их мощности и назначению:

• Самые маленькие экземпляры имеют мощность в единицы Ватт.
• Их обычно устанавливают в небольшие устройства и детские игрушки. Их рабочее напряжение варьируется в пределах 3-9 Вольт, что могут обеспечить обычные батарейки.
• Строение основных рабочих частей таких двигателей следующее: трехполюсной ротор, коллектор с соответствующим количеством пластин, двухполюсной статор, роль которого выполняют постоянные магниты.
• Электродвигатели коллекторные постоянного тока средней мощности, которые выдают десятки ватт.
• Их строение немного отличается: многополюсной ротор и коллектор, щеточный аппарат из двух или четырех щеток, четырехполюсной статор на постоянных магнитах.

Двигатели постоянного тока коллекторные

• Мощные агрегаты, выдающие и потребляющие сотни и тысячи Ватт энергии, имеют практически такое же строение, но вместо маломощных постоянных магнитов в них используются электрические.

Способы возбуждения двигателей постоянного тока

Способы подключения двигателей постоянного тока

Существует четыре способа возбуждения двигателя постоянного тока.

Независимое возбуждение

Не трудно догадаться, что при такой схеме якорь двигателя питается от основного источника постоянного тока – от сети, генератора или выпрямителя, а обмотка возбуждения подключена к дополнительному источнику.

• Обмотка возбуждения имеет регулировочный реостат, позволяющий контролировать режимы работы двигателя.
• К цепи обмотки ротора подключается пусковой реостат. Его назначение — ограничение тока при пуске двигателя.
• Особенностью такой схемы является то, что возбуждающие токи от токов нагрузки не зависят, а значит, магнитный поток двигателя практически не будет зависеть от нагрузки. То есть зависимость частоты вращения и момента будут линейными.
• Огромный недостаток такого двигателя, это то, что если его включить без нагрузки, частота вращения станет очень большой, что может привести даже к выходу его из строя. Ток в обмотке якоря сильно возрастает, из-за чего может возникнуть круговой огонь.
• От работы двигателя в таком режиме защищает автоматика, которая отключает подачу питания.

Интересно знать! Чисто теоретически, работа в таком режиме не может заставить постоянно увеличиваться скорость вращения ротора. Она прекратит нарастать, когда противо-ЭДС достигнет значения напряжения питания.

• Если во время работы такого двигателя произойдет разрыв цепи возбуждения, при условии, что нагрузка на валу близка к номинальной, двигатель остановится, так как электромагнитный момент станет меньше, чем нагрузка на валу. В этом случае ток на обмотке якоря также резко возрастет, что приведет к его перегреву и прочим неприятным последствиям.

Параллельное возбуждение

Схема параллельного возбуждения

В этой схеме обе обмотки питаются от одного источника. В цепи также включены два реостата – регулировочный и пусковой.

• Несмотря на подключение к одной сети, питание, по сути, остается независимым, а значит, ток обмотки возбуждения, также не будет зависеть от тока обмотки якоря.
• Двигатель с таким подключением имеет такие же характеристики, как и независимый.
• Тем не менее, разница есть – такой мотор будет работать только при условии, что напряжение источника питания остается неизменным.

Последовательное возбуждение

Схема с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения имеет последовательное с якорем подключение.

• Для ограничения пускового тока в цепь может быть включен пусковой реостат, также может быть включен и реостат регулировочный.
• При таком подключении токи обмоток уже имеют зависимость друг от друга. При включении реостата они будут равными, а значит, магнитный поток будет зависеть от нагрузки.
• Магнитная система машины не будет насыщенной, пока ток обмотки якоря будет составлять 80-90% от номинального тока. Магнитный поток будет изменяться прямо пропорционально току, из-за чего скоростная характеристика агрегата будет мягкой.
• При возрастании тока частота вращения такого двигателя падает. Это происходит из-за возрастания падения напряжения в сопротивлении цепи обмотки якоря, а также из-за того что растет магнитный поток.
• Когда ток становится больше номинального, зависимости частоты вращения и момента становятся линейными, ведь магнитная цепь становится насыщенной, то есть при изменении тока магнитный поток больше изменяться не будет.

Механическая характеристика двигателя

• Механическая характеристика такого двигателя имеет гиперболическую форму. При малых нагрузках будет сильно уменьшаться магнитный поток, а частота вращения возрастать, что также может привести к тому, что двигатель пойдет вразнос.
• Это обстоятельство ограничивает применение сих агрегатов в системах, предполагающих работу на холостом ходу или с низкими нагрузками.

Интересно знать! Минимально допустимая нагрузка для двигателей с последовательным возбуждением составляет 20-25% от номинального значения. Чтобы не допустить включение двигателя без нагрузки, его присоединяют с приводом через жесткую глухую муфту или зубчатую передачу. Ременные передачи и фрикционные муфты использовать нельзя, так как может случиться обрыв, а последствия вам уже известны.

Что интересно, несмотря на такой недостаток, эти двигатели очень распространены, особенно там, где имеется изменение нагрузки и тяжелые условия пуска, например, в электровозах, электрокарах, тепловозах и прочем.

И объяснить это очень просто – при мягкой характеристике возрастание нагрузки не приводит к сильному росту тока и потребляемой энергии, а значит, с перегрузками данные агрегаты справляются лучше. Также не забываем про высокий пусковой момент, чего лишены рассматриваемые ранее варианты двигателей.

Смешанное возбуждение

Двигатель со смешанным возбуждением

Магнитный поток внутри такого двигателя создается благодаря совместному взаимодействию двух обмоток возбуждения. Одна из них подключена независимо или параллельно, а вторая последовательно.

• Механическая характеристика такого агрегата представляет собой нечто среднее между предыдущими вариантами.
• Большим преимуществом такого двигателя является возможность работать в холостом режиме, обладая при этом мягкой характеристикой.

Интересно знать! В режиме холостого хода частота вращения зависит от магнитного потока обмотки, подключенной параллельно.

• К достоинствам таких двигателей можно отнести простоту производства, эксплуатации и ремонта. Они имеют солидный рабочий ресурс.
• Из недостатков выделяются – низкомоментность и быстроходность.

При замедлении скорости вращения они становятся малоэффективными, их сложно охладить.

Немного об универсальности

На фото — электродвигатель постоянного тока универсальный коллекторный

Давайте немного поговорим про универсальные коллекторные двигатели. Суть этих агрегатов заключается в том, что они могут работать как от постоянного, так и от переменного токов.

• Используются такие машины в основном на электроинструменте, и некоторой бытовой технике, так как имеет малые размеры и легкую регулировку скорости вращения вала.
• По сути, эти двигатели являются ДПТ с последовательно запитанными обмотками, просто они оптимизированы для работы от общественной сети переменного тока.
• Данный двигатель будет вращаться в одну сторону вне зависимости от того в какую сторону бежит ток по обмоткам, хотя противофазный эффект имеет место быть, но он незначителен.
• Подробно об этом мы писали в недавней статье про двигатели переменного тока, если интересно, советуем ознакомиться.

На этом закончим наш обзор. Как видите, коллектор электродвигателя постоянного тока это небольшая, простая, но очень важная деталь, отличающая такие моторы от вариантов, работающих на переменном токе. Видео, которое мы подобрали, поможет еще лучше усвоить материал.

Устройство коллекторных машин постоянного тока

Характерным признаком коллекторных машин является наличие у них коллектора — механического преобразователя переменного тока в постоянный и наоборот. Необходимость в таком преобразователе объясняется тем, что в обмотке якоря коллекторной машины должен протекать переменный ток, так как только в этом случае в машине происходит непрерывный процесс электромеханического преобразования энергии. 

К коллекторным машинам постоянного тока относятся двигатель постоянного тока ДПТ и генератор постоянного тока ГПТ которые имеют одинаковую конструкцию и могут заменять друг друга то есть ДПТ может работать как ГПТ и наоборот. Разберем устройство коллекторных машин на примере двигателя постоянного тока.

  Коллекторная машина постоянного тока состоит из:

1. Якоря (подвижная часть) который состоит из вала,обмотки якоря, коллектора, двух подшипников и сердечника. Сердечник — это цилиндр из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм покрытых электроизоляционным лаком. Такая сборная конструкция служит для уменьшения вихревых токов. В сердечнике есть пазы в которые вложены пазовые стороны обмотки якоря.
2. Статора (4) (неподвижной части) — станина, главные полюса с полюсными катушками(2,3).

Статор конструктивно может быть выполнен двух видов:

• сборный — состоит из цельной тянутой трубы и прикреплённым к ней внутри полюсов. Сердечник полюса выполнен в виде стального бруска либо из шихтованных пластин 0,5 — 1 мм. Обмотка полюса намотана вокруг сердечника. Обмотки полюсов соединены между собой последовательно и образуют обмотку возбуждения которая при подключении к источнику постоянного тока создаёт магнитное поле в магнитной системе двигателя.
• цельный шихтованный — применяется в машинах мощностью 600 Вт и более. Он состоит из из пакета пластин электротехнической стали сложной конфигурации толщиной 0,35 — 0,5 мм.

Устройство щеточно коллекторного перехода.

Наиболее сложным и ненадежным местом коллекторной машины является щеточно коллекторный переход который состоит из щеток (которые крепятся в щеткодержатели) и коллектора который состоит из набора коллекторных пластин трапецеидального сечения, разделенных миканитовыми прокладками. Пластины из меди и миканита удерживаются в сжатом состоянии за нижнюю часть, имеющую форму «ласточкина хвоста», посредством стальных конусных колец 1 (рис. 13.2). Выступающая вверх часть коллекторных пластин 6, называемая «петушок», служит для присоединения секций обмотки якоря к пластинам коллектора. Коллекторные пластины изолируют от конусных колец миканитовыми манжетами 3, а от втулки 5 — миканитовым изолирующим цилиндром 4. Поверхность медных пластин каллектора в процессе работы машины постепенно истирается щетками. Что бы при этом миканитовые прокладки не выступали над рабочей поверхностью медных пластин, что могло бы привести к нарушению электрического контакта коллектора со щетками, приходится периодически выполнять «продораживаные» коллектора. Эта операция состоит в том, что между рабочими поверхностями коллекторных пластин фрезеруют пазы (дорожки) на глубину до 1,5 мм (рис. 13.4).

Достоинства и недостатки коллекторных машин постоянного тока.

Электрические машины постоянного тока используют как в качестве генераторов, так и двигателей. Наибольшее применение имеют двигатели постоянного тока, диапазон мощности которых достаточно широк: от долей ватта (для привода устройств автоматики) до нескольких тысяч киловатт (для привода прокатных станов, шахтных подъемников и других крупных механизмов).

Двигатели постоянного тока широко используют для привода подъемных устройств в качестве крановых двигателей и привода транспортных средств, а также в качестве тяговых двигателей.

Основные достоинства двигателей постоянного тока по сравнению с бесколлекторными двигателями переменного тока — хорошие пусковые и регулировочные свойства, возможность получения частоты вращения более 3000 об/мин, а недостатки — относительно высокая стоимость, некоторая сложность в изготовлении, пониженная надежность. Эти недостатки машин постоянного тока обусловлены наличием в них щеточно-коплекторного узла, который к тому же является источником радиопомех и пожароопасности. Но, несмотря на отмеченные недостатки, двигатели постоянного тока в некоторых случаях пока незаменимы, так как обладают большой перегрузочной способностью, хорошими пусковыми и регулировочными свойствами.

Устройство коллекторных двигателей — электрических машин

 Принцип работы электрических машин нам хорошо знаком еще со школьной скамьи, — это когда к контактным кольцам рамки подключено напряжение, а рамка помещенная в однородном магнитном поле постоянного магнита — начинает равномерно вращаться с определенной угловой скоростью и направление вращения рамки будет зависить от размещения полюсов \север, юг\ постоянного магнита.   То, что электрические машины обладают обратимыми свойствами — тоже известно.   То-есть, если ротору двигателя придать механическое вращение, в обмотках статора будет наводиться ЭДС и мы сможем получить на выходе — концах обмоток статора напряжение.   Отсюда можно сделать вывод, что электрические машины способны преобразовывать механическую энергию в электрическую и наоборот, электрическую энергию в механическую.   Это как-бы изложено для Вас — в обычной, простой и доступной форме.   А теперь ознакомимся конкретно, где именно могут применяться коллекторные двигатели переменного и постоянного тока.  

Применение коллекторных двигателей — переменного тока

Разновидности, типы коллекторных двигателей с питанием от переменного тока \электросети\ применяются в различной бытовой технике:

• стиральные машины;
• электроперфораторы;
• электродрели;
• наждаки электрические;
• электрические триммеры;
• домашние пылесосы;
• электрические фены

и далее.   Так-же, данный тип двигателей применяется в :

•  промышленном;
•  пищевом;
• строительном

и медицинском оборудовании.

 коллекторный электродвигатель переменного тока ДК-90

коллекторный эл.двигатель AEG  UOZ 112 G 63

коллекторный эл.двигатель ДК 90-60-8МС-2И

коллекторный эл.двигатель \дрель\

Подробное описание по применению коллекторных электродвигателей переменного тока — может занять много времени, а получить первоначальное представление  об их  применении,  считаю для нас —   достаточным. 

Применение  коллекторных двигателей — постоянного тока

Применение коллекторных двигателей работающих от постоянного тока, — можно встретить практически везде в нашем быту.   Взять допустим автомобильный стартер, электрическая схема которого представляет из себя  тот-же самый коллекторный двигатель, работающий от постоянного тока.   В дополнение, автомобильный стартер работает как тяговый электродвигатель, чтобы провернуть маховик двигателя автомобиля.   Так-же, коллекторные двигатели постоянного тока применяются в видео и аудио  технике,  многая аппаратура из которых уже вышла из моды.    

 стартер автомобиля

 коллекторный эл.двигатель постоянного тока КПА-561

коллекторный эл.двигатель постоянного тока 36 В 500W \для велосипеда\

 коллекторный эл.двигатель постоянного тока СЛ-221

Кто-то из нас разбирал в свое время электрические игрушки работающие от батареек, там установлены те-же самые коллекторные мини двигатели, работающие от постоянного тока.  

коллекторный эл.двигатель постоянного тока 27 Т  SATURN

Многие  пользовались или же пользуются электробритвой работающей от батареек, — в этом электроприборе тоже установлен  коллекторный двигатель постоянного тока.   Если кто-то из  Вас  разбирал электрический коллекторный мини двигатель, то могут со мной согласиться, что причиной их неисправностей является либо износ графитовых щеток либо износ втулок — в которых крепится  вал ротора, а износ втулок приводит к радиальному биению ротора, то-есть, нарушается зазор между сталью статора и ротора двигателя.

Устройство машины постоянного тока

Электрическая машина постоянного тока, как наглядно видно в схематическом изображении \рис.1\, состоит из следующих деталей:

1. коллектор;
2. щетки;
3. сердечник якоря;
4. главный полюс;
5. катушка обмотки возбуждения;
6. станина;
7. подшипниковый щит;
8. вентилятор;
9. обмотка якоря;
10. вал.

 рис. 1

 Здесь необходимо запомнить, что для электрических машин постоянного и переменного тока имеются различия в таких названиях  —  как ротор и якорь.   Якорем следует называть вращающуюся  часть  генератора, а ротор — это вращающаяся часть электродвигателя.

Бесколлекторные двигатели: преимущества и недостатки

Бесколлекторные двигатели — это вид синхронных устройств с постоянными магнитами, питаемыми от цепи постоянного тока через инвертор, управление которым осуществляется при помощи коллектора с обратной связью.

Преимущества и недостатки устройств

Бесколлекторный двигатель имеет следующие плюсы и минусы:

1. Наличие сложных электронных компонентов (к примеру, датчиков Холла). Они отличаются уязвимостью для действия жестких условий со стороны окружающей среды (высокой и низкой температуры, ионизирующих излучений и так далее). Если рассматривать коллекторные двигатели, то они вовсе не имеют электроники, из-за чего у них отсутствует данная уязвимость.

2. Сведение к минимуму электромагнитных помех, которые исходят от устройства. Во время работы щеточно-коллекторный контакт создает сильные помехи. Их частота зависит от частоты вращения мотора. А вот у бесколлекторной модели устройств основным источником помех можно назвать ШИМ силовых ключей, частота которого постоянна.

3. Требуется больше проводов для подключения. Если устройство работает в сложных условиях, то рекомендуется вынести управляющую электронику на большое расстояние. В таком случае каждая дополнительная цепь для подсоединения устройства требует наличия дополнительных жил в кабеле, что увеличивает его массу и габариты.

4. Отличный отвод тепла от обмотки. Последняя надежно закреплена на статоре и поэтому возможно обеспечить ее хороший тепловой контакт вместе с корпусом (корпус передает тепло, появляющееся в устройстве, в окружающую среду). У бесколлекторного мотора тепловой контакт с корпусом значительно лучше, чем у коллекторного электродвигателя.

5. Повышенная мощность. Это следствие высокой скорости вращения.

6. Большая скорость вращения. Коллекторные двигатели отличаются тем, что они имеют ограниченную скорость перемещения щетки по коллектору. Предельная скорость существенно ограничена. Бесколлекторные электродвигатели не имеют такого ограничения. Благодаря этому они могут работать на скоростях до нескольких сотен тысяч оборотов в минуту.

7. Сложная схема управления. Для управления коллекторным мотором нужен источник питания, а для бесколлекторного такой подход не подойдет (ему требуется контроллер).

8. Нет нужды в обслуживании коллекторного узла. Это актуально для моторов крупных и средних габаритов.

9. Надежность (по причине отсутствия коллектора). Это и есть главное отличие бесколлекторных двигателей.

Бесколлекторные модели устройств получили широкое применение в областях, где их технические характеристики дают им преимущество перед устройствами других типов (к примеру, там, где требуется скорость до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту).

Похожее

Коллекторный автомобиль Определение | Law Insider

Относится к

Коллекционному транспортному средству

Транспортное средство означает наземные транспортные средства, приводимые в движение не мускульной силой, такие как автомобили, мотоциклы, автоциклы и низкоскоростные транспортные средства. Для целей этого определения автотранспортные средства не включают сельскохозяйственное оборудование, снегоходы, вездеходы, моторизованные инвалидные коляски, ходунки, бензиновые багги, тележки для гольфа, машины для ухода за лыжными склонами или транспортные средства, которые движутся только по рельсам или трассам. .

Старинное автотранспортное средство означает каждое автотранспортное средство, как определено в этом разделе, которое фактически было

Коммерческое автотранспортное средство означает автотранспортное средство или комбинацию автотранспортных средств, используемых в торговле для перевозки пассажиров или имущества, если автотранспортное средство:

Подержанный автомобиль означает любое транспортное средство, кроме нового автомобиля, как определено в этом разделе.

Новое автотранспортное средство означает автотранспортное средство, независимо от пробега транспортного средства, легальное или

Автомобильное топливо означает бензин.Он не включает авиационный бензин, реактивное топливо, дизельное топливо, керосин, сжиженный нефтяной газ, природный газ в жидкой или газообразной форме или гоночное топливо.

Регулируемая поверхность для автотранспортных средств означает любое из следующего, отдельно или в комбинации:

Торговец подержанными автомобилями означает любое лицо, занимающееся продажей, демонстрацией, выставлением на продажу или торговлей подержанными автотранспортными средствами, в розницу или оптом, но не означает, что какой-либо новый дилер по продаже автомобилей продает, демонстрирует, предлагает на продажу или имеет дело с подержанными автомобилями, помимо участия в бизнесе по продаже, демонстрации, предложению на продажу или торговле новыми автомобилями, любое лицо, занимающееся разборкой, утилизацией или восстановлением автомобилей с использованием использованных запчастей, или любое государственное должностное лицо, выполняющее официальные обязанности.

Поверхность автотранспортного средства означает любую проницаемую или непроницаемую поверхность, которая предназначена для использования «автотранспортными средствами» и / или воздушными судами и подвергается прямому воздействию атмосферных осадков, включая, помимо прочего, проезды, парковки, гаражи, дороги, ипподромы и взлетно-посадочные полосы.

Торговец автотранспортными средствами или «дилер» означает любое лицо, которое:

Торговец автотранспортными средствами или «продавец» означает (i) любое лицо, которое нанято в качестве сотрудника

Дилер новых автомобилей означает лицо, включая дистрибьютора, которое имеет дилерское соглашение, предоставленное производителем, дистрибьютором или импортером на продажу или распространение своих автомобилей; занимается покупкой, продажей, обменом или торговлей новыми автомобилями; и имеет постоянное место деятельности в этом штате.

Автомобили означают автомобили, тракторы, трейлеры и другое подобное имущество, независимо от того, регулируется ли право собственности на них свидетельством о праве собственности или собственности.

Незастрахованное автотранспортное средство означает наземное автотранспортное средство или трейлер любого типа:

Улица коллекционера означает улицу, которая переносит движение от второстепенных улиц к системе основных улиц, включая основные входные улицы жилых комплексов и основные улицы. циркулирующие улицы в таких застройках.

Автомобиль с недостаточным страхованием означает наземное транспортное средство или прицеп любого типа, к которому во время аварии применяется страхование ответственности за телесные повреждения или полис, но его предел ответственности за телесные повреждения меньше, чем предел ответственности для этого покрытия .

Запись об автомобиле означает любую запись, относящуюся к разрешению оператора транспортного средства, названию транспортного средства, регистрации транспортного средства или удостоверению личности, выданному отделом транспортных средств;

пассажирское транспортное средство означает механическое транспортное средство (кроме мотоцикла или инвалидной коляски), сконструированное исключительно для перевозки пассажиров и их вещей и приспособленное для перевозки не более двенадцати пассажиров, не считая водителя, без прицепа;

Сборщик означает любое лицо, уполномоченное собирать твердые отходы из общественных и частных мест.

Ваше транспортное средство означает Соответствующее критериям транспортное средство, приобретенное вами и являющееся транспортным средством, указанным в свидетельстве о страховании.

Станция зарядки электромобилей означает общественное или частное парковочное место, которое обслуживается оборудованием станции зарядки аккумуляторов, основной целью которого является передача электроэнергии (токопроводящими или индуктивными средствами) аккумулятору или другому устройству накопления энергии в электромобиль. Зарядная станция для электромобилей, оснащенная зарядным оборудованием Уровня 1 или Уровня 2, разрешена в качестве вспомогательного оборудования для любого основного использования.

Электромобиль означает дорожное транспортное средство, которое получает энергию движения только от бортового источника электроэнергии.

Розничный торговец означает любое лицо, кроме производителя или оптового торговца, занимающееся продажей сигарет или табачных изделий.

Солнечный коллектор означает устройство, конструкцию или часть устройства или конструкции, основной целью которых является преобразование солнечной энергии в тепловую, механическую, химическую или электрическую энергию.

Дом на колесах означает каждый частный автомобиль с нормальным количеством сидячих мест не более 10

Коммунальный транспорт означает автомобиль, который (i) предназначен для использования на бездорожье, (ii) приводится в движение двигателем

.

Коллекторный автомобиль Определение | Law Insider

Относится к

Коллекционному транспортному средству

Транспортное средство означает наземные транспортные средства, приводимые в движение не мускульной силой, такие как автомобили, мотоциклы, автоциклы и низкоскоростные транспортные средства.Для целей этого определения автотранспортные средства не включают сельскохозяйственное оборудование, снегоходы, вездеходы, моторизованные инвалидные коляски, ходунки, бензиновые багги, тележки для гольфа, машины для ухода за лыжными склонами или транспортные средства, которые движутся только по рельсам или трассам. .

Сборщик означает любое лицо, уполномоченное собирать твердые отходы из общественных и частных мест.

Автомобильное топливо означает бензин. Он не включает авиационный бензин, реактивное топливо, дизельное топливо, керосин, сжиженный нефтяной газ, природный газ в жидкой или газообразной форме или гоночное топливо.

Поверхность автотранспортного средства означает любую проницаемую или непроницаемую поверхность, которая предназначена для использования «автотранспортными средствами» и / или воздушными судами и подвергается прямому воздействию атмосферных осадков, включая, помимо прочего, проезды, парковки, гаражи, дороги, ипподромы и взлетно-посадочные полосы.

Торговец автотранспортными средствами или «дилер» означает любое лицо, которое:

Коллекторская улица означает улицу, по которой движение от второстепенных улиц до системы основных улиц, включая основные входные улицы жилых домов и основные улицы с движением. в рамках таких разработок.

Торговец автотранспортными средствами или «продавец» означает (i) любое лицо, которое нанято в качестве служащего антикварным автотранспортным средством

означает каждое автотранспортное средство, как определено в этом разделе, которое на самом деле было

Автомобиль Транспортные средства означают автомобили, тракторы, прицепы и другое подобное имущество, независимо от того, регулируется ли право собственности на них свидетельством о праве собственности или собственности.

Коммерческое автотранспортное средство означает автотранспортное средство или комбинацию автотранспортных средств, используемых в торговле для перевозки пассажиров или имущества, если автотранспортное средство:

Подержанное автотранспортное средство означает любое транспортное средство, кроме нового автотранспортного средства, как определено в этом разделе. .

Новое автотранспортное средство означает автотранспортное средство, независимо от пробега транспортного средства, законное или

Регулируемое покрытие автотранспортного средства означает любое из следующего, отдельно или в комбинации:

легковое транспортное средство означает: автотранспортное средство (кроме мотоцикла или инвалидной коляски), сконструированное исключительно для перевозки пассажиров и их вещей и приспособленное для перевозки не более двенадцати пассажиров, не считая водителя, без прицепа;

Ваше транспортное средство означает Соответствующее критериям транспортное средство, приобретенное вами и являющееся транспортным средством, указанным в свидетельстве о страховании.

Сборщик данных означает лицо, назначенное сборщиком данных в соответствии с разделом 36;

Торговец подержанными автомобилями означает любое лицо, занимающееся продажей, демонстрацией, предложением на продажу или торговлей подержанными автотранспортными средствами в розничной или оптовой продаже, но не означает, что какой-либо новый дилер автотранспортных средств продает, демонстрирует, предлагает для продажи или операций с подержанными автомобилями в связи с участием в бизнесе по продаже, демонстрации, предложении на продажу или сделке с новыми автомобилями, любое лицо, занимающееся бизнесом по демонтажу, утилизации или восстановлению автотранспортных средств посредством использования использованные части или любое должностное лицо, выполняющее служебные обязанности.

Запись об автомобиле означает любую запись, относящуюся к разрешению оператора транспортного средства, названию транспортного средства, регистрации транспортного средства или удостоверению личности, выданному отделом транспортных средств;

Сборщик долгов означает любое лицо, которое использует какие-либо средства межгосударственной торговли или почту в любом бизнесе, основной целью которого является взыскание любых долгов, или которое регулярно собирает или пытается взыскать, прямо или косвенно, причитающиеся долги или причитающейся или заявленной как причитающейся или причитающейся другому.Термин также включает любого кредитора, который в процессе взыскания своих долгов использует любое имя, кроме своего собственного, которое может указывать на то, что третье лицо собирает или пытается взыскать такие долги. Термин также включает любое лицо в той степени, в которой такое лицо получает уступку или перевод долга при неисполнении обязательств исключительно с целью облегчения взыскания такого долга.

Солнечный коллектор означает устройство, конструкцию или часть устройства или конструкции, основной целью которых является преобразование солнечной энергии в тепловую, механическую, химическую или электрическую энергию.

Дилер новых автомобилей означает лицо, включая дистрибьютора, которое имеет дилерское соглашение, предоставленное производителем, дистрибьютором или импортером на продажу или распространение своих автомобилей; занимается покупкой, продажей, обменом или торговлей новыми автомобилями; и имеет постоянное место деятельности в этом штате.

Незастрахованное автотранспортное средство означает наземное автотранспортное средство или прицеп любого типа:

Розничная торговля означает, что предлагается для продажи населению для конечного потребления.

Автомобиль с недостаточным страхованием означает наземное транспортное средство или прицеп любого типа, к которому во время аварии применяется страхование ответственности за телесные повреждения или полис, но его предел ответственности за телесные повреждения меньше, чем предел ответственности для этого покрытия .

Коммерческое транспортное средство означает транспортное средство, сконструированное для перевозки товаров или товаров, или для перевозки материалов, используемых в любой торговле, бизнесе, промышленности или любой работе, кроме автомобиля для перевозки пассажиров, и включает любое транспортное средство, которое предназначено в первую очередь для перевозки людей, но которое было приспособлено или приспособлено для перевозки упомянутых товаров, товаров или материалов и фактически используется для этой цели;

Сборщик налогов означает Совет или его уполномоченное лицо или агента для всех целей в соответствии с настоящей Главой.«Налогоплательщик» означает любое лицо, ответственное за уплату любого налога в соответствии с настоящей главой.

Страхование классических автомобилей: что это такое? Как это работает?

Страхование автомобилей

Classic предоставляет специальные варианты покрытия и экспертные услуги, адаптированные к потребностям владельцев классических автомобилей, которые могут быть недоступны в обычной компании по страхованию автомобилей.

Самая важная особенность классического полиса автострахования — это покрытие согласованной стоимости, что означает, что вы и ваш страховщик договариваетесь о стоимости вашего автомобиля на основе оценки.Многие страховщики классических автомобилей также предлагают специальные покрытия для таких вещей, как демонстрация вашего автомобиля на автомобильных выставках, а также наличие опыта в ремонте экзотических автомобилей.

Однако использование классического автострахования может иметь недостатки, такие как ограничение пробега, и только некоторые автомобили имеют право на страхование классического автомобиля.

Что такое классическое автострахование?

Есть несколько услуг и функций, которые отличают классическое автострахование от обычного страхового полиса, но наиболее важной из них является страхование согласованной стоимости.

В рамках согласованной политики стоимости вы и ваш страховщик договариваетесь о стоимости автомобиля, которым вы владеете, и о том, на какую сумму он застрахован. Это может быть от 10 000 до 100 000 долларов и более — все зависит от того, сколько стоит ваш классический автомобиль, как определит оценщик.

Это отличается от обычного способа страхования автомобилей. Если у вас есть общедоступный автомобиль, ваш страховщик определит его стоимость на основе сопоставимых моделей и стоимости ремонта. Таким образом, классический автомобиль страхуется больше как произведение искусства, чем обычный автомобиль, потому что его стоимость зависит от того, сколько покупатели готовы платить.

Также, в отличие от обычного автострахования, максимальная выплата по полису согласованной стоимости не уменьшается со временем. Обычные автомобили обесцениваются: Toyota Corolla 2010 года сейчас стоит меньше, чем была в 2015 году, поэтому максимальная выплата, которую вы можете получить, также может измениться.

С другой стороны, стоимость классического автомобиля может не измениться или даже вырасти за тот же период: Dodge Challenger 1970 года в хорошем состоянии мог стоить 30 000 долларов пять лет назад и столько же сегодня.Вам придется вручную регулировать размер страхового покрытия вашего полиса в зависимости от меняющейся стоимости вашего автомобиля.

Другие преимущества страхования классических автомобилей

Другое главное преимущество страхования классических автомобилей заключается в том, что эти компании специализируются на работе с редкими, коллекционными или антикварными автомобилями. Агенты, наладчики и другой персонал, с которым вы будете взаимодействовать, когда у вас будет политика в отношении классических автомобилей, будут знакомы с тонкостями редких автомобилей и более осведомлены о потребностях владельца классических автомобилей.

Дополнительные специализированные покрытия включают:

• Повышенная стоимость замены: Если стоимость вашего автомобиля вырастет сверх согласованной, разница будет покрыта этим покрытием.
• Помощь на дороге: Включая буксировку только бортовым эвакуатором для предотвращения износа при транспортировке в ремонтную мастерскую или обратно домой.
• Компенсация медицинских расходов на автосалоне: В случае травмы на выставке или мероприятии с участием вашего автомобиля.
• Присутствие не требуется: Обеспечивает покрытие, когда вы находитесь вдали от своего автомобиля, когда он отображается, например, на автосалоне.
• Покрытие запасными частями: Покрывает повреждение или кражу запасных частей, таких как шины, клапаны или другое оборудование, как часть покрываемого инцидента.
• Вариант расчетов наличными: Если ваш автомобиль подсчитан или угнан, вы можете выбрать оплату наличными без требования использовать его для ремонта или замены автомобиля.

Компании по страхованию автомобилей

Classic также предоставляют наиболее распространенные виды страхования автомобилей, такие как гражданская ответственность, защита от травм и страхование незастрахованных автомобилистов, а также комплексное страхование и страхование на случай столкновений.

Недостатки классического автострахования

Поскольку классическое автострахование предназначено для редких или дорогих автомобилей, у него есть некоторые недостатки по сравнению с покупкой полиса в основной страховой компании. Однако вы не столкнетесь с этими недостатками у всех страховщиков классических автомобилей, поэтому обязательно сравните предложения нескольких страховщиков, чтобы выбрать лучшее для вас.

• Ограничение пробега: Многие страховщики классических автомобилей разрешают вам проезжать на автомобиле только определенное расстояние каждый месяц, чтобы иметь право на участие.
• Меньше скидок: Многие страховщики, предлагающие страхование классических автомобилей, — это меньшие по размеру, более нишевые компании, поэтому вы можете пропустить скидки на такие вещи, как комплектация полисов, выполнение определенной работы или использование телематических устройств.
• Меньшее количество вариантов покрытия, связанного с вождением: Страховщики классических автомобилей могут не предлагать некоторые варианты покрытия, доступные у более крупного страховщика, такие как помощь на дороге или расширенное покрытие медицинских выплат.

Право на страхование классических автомобилей

Страхование

Classic не предназначено для автомобилей, которыми вы пользуетесь ежедневно, или обычных автомобилей, таких как Toyota или Volkswagen. Страховщики классических автомобилей обычно требуют, чтобы в автомобиле было что-то особенное, например, пожилой возраст, высокая стоимость или некоторая индивидуальная настройка.

Как правило, ваш автомобиль должен относиться как минимум к одной из следующих категорий:

• Минимум 25 лет
• Современный маслкар
• Экзотический
• Доработанный автомобиль

Также вероятно, что ваш автомобиль должен будет соответствовать всем следующим требованиям, чтобы соответствовать требованиям:

• В хорошем состоянии
• Припаркованы в безопасном и полностью закрытом гараже, навесе, складском помещении или другом утвержденном сооружении.
• Не используется для ежедневных поездок на работу
• Не используется для гонок
• Пробег не более 7500 миль в год (зависит от страховщика)

Право водителя

Кроме того, обычно существуют требования, которым вы, как владелец автомобиля, должны соответствовать.Они зависят от страховщика, но обычно вы должны:

• Быть не моложе 25 лет
• Иметь хороший водительский стаж и стаж вождения не менее 5-10 лет.
• Иметь не более одного дорожно-транспортного происшествия или нарушения движения за последние три года.
• Владеть другим транспортным средством и использовать его в качестве основного автомобиля для регулярных поездок на работу, учебу и обратно на работу, в школу и в другие пункты назначения.
• Согласитесь не участвовать в гонках на своей классической машине или гонять на ней по гоночной трассе.

Коллекционные типы автомобилей

Страхование

Classic также доступно для старинных, экзотических, нестандартных или исторических автомобилей, и преимущества и недостатки, как правило, схожи, хотя типы транспортных средств, на которые распространяется страховое покрытие, могут отличаться в зависимости от поставщика.

Хотя большинство полисов коллективного автострахования относительно схожи, важно понимать, как перевозчики классифицируют различные типы коллекционных транспортных средств, в том числе некоторые типы, для которых они исключают страховое покрытие. Хотя определения, годы и описания могут варьироваться от страховщика к страховщику и от штата к штату, наиболее распространенные категории коллекционных автомобилей приведены ниже. Как правило, для простоты мы будем использовать классическое и коллекционное автострахование как синонимы.

• Страхование классических автомобилей: По определению многих компаний, возраст от 19 до 24 лет, восстановленный, в хорошем рабочем состоянии и превышающий среднюю стоимость других автомобилей той же марки и года выпуска; Некоторые страховщики считают автомобиль этого описания, которому больше 10 лет, «классическим».«Американский клуб классических автомобилей считает, что классические автомобили — это автомобили, произведенные между 1925 и 1948 годами.
• Страхование старинных автомобилей: По определению многих компаний, возраст автомобилей не менее 25 лет, и они находятся в хорошем рабочем первоначальном или отреставрированном состоянии. В некоторых штатах «антикварному» автомобилю должно быть не менее 20 лет, в то время как Американский автомобильный клуб антиквариата считает автомобиль возрастом не менее 45 лет антикварным.
• Модифицированное страхование автомобиля: Многие компании определяют его двигатель, кузов, шасси или интерьер, в котором его первоначальное состояние значительно изменилось, что может отрицательно или положительно изменить стоимость; многие страховщики не предоставляют коллективное покрытие для этих типов транспортных средств (например, старинный автомобиль, в котором была заменена большая часть стандартного оборудования, или который работает на нитротопливе).
• Комплектные автомобили и их копии: Определяются как репрезентативные автомобили возрастом не менее 24 лет с отдельными изготовленными компонентами или репродукции в сборе любого автомобиля возрастом не менее 25 лет.
• Другие подкатегории в этих четырех основных категориях включают:
  • Уличные стержни / хот-роды, изготовленные до 1949 года и модифицированные
  • Винтажные автомобили, выпущенные между 1919 и 1930 годами, которые могли быть модифицированы или нет.
  • Автомобили-ветераны, выпущенные до 1919 г.
  • Редкие автомобили для автоспорта, старинные военные автомобили, классические мотоциклы, старинные тракторы и современные модели ограниченного производства.

Страховщики классических автомобилей

Многие известные страховщики, в том числе State Farm, Progressive, Farmers, Safeco, Geico и Esurance, а также специализированные перевозчики (многие из которых являются гарантами вышеупомянутых компаний), такие как Hagerty, J.C. Taylor, Condon Skelly, Grundy и American National предлагают покрытие для коллекционных автомобилей. Хорошее место для начала поиска подходящего поставщика — это ваша действующая компания по страхованию автомобилей, которая может предоставить скидку на страхование нескольких транспортных средств.

Ознакомьтесь с нашей полной разбивкой по лучшим страховщикам классических автомобилей.

Страховщики классических автомобилей

Американский национальный	Специализированный
Кондон Скелли	Специализированный
Esurance	Крупный страховщик
Фермеры			Крупный страховщик		Gemer	Специальность
Hagerty	Специальность
J.К. Тейлор	Специальность
Прогрессивный	Крупный страховщик
Safeco	Крупный страховщик

Стоимость страховки коллектора и доступные скидки

Страхование

для коллекционных транспортных средств почти всегда дешевле, чем обычное автомобильное страхование, поскольку вы проезжаете гораздо меньше миль каждый год и, вероятно, сохраните транспортное средство защищенным и в хорошем состоянии.Тем не менее, стоимость классической или коллекционной страховки рассчитывается аналогично обычной автостраховке.

«Страхование инкассаторских автомобилей, как правило, очень доступно и, возможно, стоит около одной трети той суммы, которую вы могли бы заплатить за обычное автострахование», — сказал Кристофер Кирхен, президент Advanced Insurance Managers LLC, г. Тампа, штат Флорида.

Скидки на страхование автомобилей, доступные для стандартных автополисов, также распространяются на коллекционные автострахование, варьируемое страховщиком. Некоторые обстоятельства, которые могут позволить вам получить скидку, включают:

• Используйте несколько политик с одним и тем же оператором связи
• Застраховать более одного классического автомобиля
• Иметь чистый стаж вождения без аварий или претензий в течение последних нескольких лет.
• Оборудуйте свой автомобиль противоугонным устройством
• Пройти класс защитного водителя
• Выберите комплексную политику, которая идеально подходит для владельцев, которые планируют только восстанавливать, а не управлять своим автомобилем.

Регистрация неработающего коллекционного предмета | Налоговое управление

Владелец предмета коллекционирования, который не эксплуатируется на автомагистралях этого штата и который хранится в частной собственности с целью технического обслуживания, ремонта, восстановления, восстановления или любой другой подобной цели, должен платить ежегодный конкретный налог на собственность, как предусмотрено в пересмотренном статуте Колорадо (C.R.S.) 42-3-106 на любом таком транспортном средстве, принадлежащем такому владельцу, за исключением владельцев запчастей автомобилей, как определено в C.R.S.42-12-101 (3), или лицензированных гаражей или лицензированных автомобильных дилеров C.R.S. 42-12-102 (2) (а) и (б).

Коллекционная вещь означает автотранспортное средство, в том числе грузовой автомобиль или седельный тягач, то есть:

• Год выпуска 1975 или ранее; или
№
• 1976 г. выпуска или более поздней модели, зарегистрированный как предмет коллекционирования до 1 сентября 2009 г .; за исключением того, что зарегистрированное таким образом транспортное средство не подлежит регистрации в качестве предмета коллекционирования при продаже или передаче новому владельцу.Обратите внимание, что регистрация предмета коллекционера должна оставаться актуальной. Если в любое время разрешено истечение срока регистрации, она не может быть перерегистрирована как предмет коллекционирования. C.R.S. 42-12-101 (2)

Запчасти Автомобиль означает автотранспортное средство, как правило, в нерабочем состоянии, которое принадлежит коллекционеру для поставки или поставки деталей, которые обычно невозможно получить из обычных источников, что позволяет коллекционеру или другим коллекционерам сохранять, восстанавливать, комплектовать и обслуживать автомобиль, представляющий исторический или особый интерес.C.R.S. 42-12-101 (11).

Требования:

Вещи коллекционера, зарегистрированные с помощью декальки «Регистрация и уплата налогов» (COT):

• Зарегистрированы в Управлении транспортных средств штата DMV, расположенном по адресу 1881 Pierce Street, Lakewood, CO 80214, а не в вашем окружном управлении автотранспортных средств.

• Обязательно удостоверяется декалью COT и регистрационной квитанцией. Эта квитанция о регистрации должна быть предоставлена ​​правоохранительным органам и правоохранительным органам по запросу.

• Подтверждение уплаты конкретного налога на владение в то время, когда предмет инкассатора находится в нерабочем состоянии.

  • Регистрация

    COT, которая поддерживается в актуальном состоянии, устраняет необходимость взимания предварительного специального налога на владение и штрафов за просрочку платежа, когда транспортное средство становится пригодным для эксплуатации и зарегистрировано в вашем окружном управлении автотранспортных средств.

• Срок действия истекает в декабре каждого года. Для регистрации COT нет льготного периода. Уведомление о продлении не предоставляется для регистраций COT.

Оплата налогов COT и регистрационных сборов рассчитывается с месяца подачи заявления по декабрь. Ниже указаны суммы платежей за каждый месяц. Эта сумма включает плату за материалы в размере 0,25 доллара США.

Обратитесь в местный орган власти округа, города, поселка, в местный орган власти и / или в ассоциацию домовладельцев, чтобы получить информацию о местных правилах и постановлениях, касающихся вышедших из строя автотранспортных средств в пределах их юрисдикции. Свяжитесь с отделом обслуживания транспортных средств DMV по телефону 303-205-5608 для получения подробной информации и инструкций по отправке платежей.

Другие номерные знаки | Налоговое управление

Доступно для: любого дилера, имеющего лицензию Совета по лицензированию дилеров штата Колорадо.

Плата за пластину: (плюс применимые сборы за материалы)
30,00 долларов США за 1-ю пластину

7,50 $ за 2-5 тарелку

10,00 $ за каждую пластину в дальнейшем

Допустимое количество тарелок: неограниченно.

Требования:
Должен быть лицензированным дилером в Колорадо и соответствовать следующим требованиям: 1. Может отображаться на транспортном средстве, предлагаемом для продажи дилером; и 2.Может отображаться на транспортном средстве потенциального покупателя для демонстрационных поездок в обычные рабочие часы, когда сотрудник представительства находится в транспортном средстве с предполагаемым покупателем, или 3. Может отображаться на транспортном средстве, которым управляет предполагаемый покупатель, для демонстрационных поездок на улице. о нормальных рабочих часах, когда сотрудника дилерского центра нет в транспортном средстве с потенциальным покупателем; при условии, что: A. Дилер должен предоставить потенциальному покупателю письмо, разрешающее ему / ей использовать транспортное средство с Демонстрационным номерным знаком дилера после обычных рабочих часов; Б.В разрешительном письме должны быть указаны имя и адрес потенциального покупателя, номерной знак демонстрации дилера, даты демонстрационной поездки, марка транспортного средства, модель транспортного средства и идентификационный номер транспортного средства; и C. Разрешение должно храниться в транспортном средстве во время эксплуатации и должно быть предоставлено правоохранительным органам по запросу.

Информация: Research Colorado Revised Statute 42-3-116 (4) (b), 1 CCR 204-10 Rule 48.

О компании: Используется на транспортных средствах, перемещаемых из пункта покупки в пункт хранения или из пункта хранения в пункт продажи, или для внутригосударственной и межгосударственной перевозки автотранспортных средств, предназначенных для продажи на указанном аукционе. , для внутригосударственных и межгосударственных перевозок автотранспортных средств, принадлежащих указанному дилеру или оптовику, или для демонстрационных целей на транспортных средствах, предлагаемых для продажи, только когда представитель дилера присутствует в транспортном средстве.

Доступно для: Таблички переносятся с одного автомобиля на другой.

Кто имеет право: любой лицензионный дилер в Колорадо, который может продемонстрировать, что имеет лицензию Совета по лицензированию дилеров штата Колорадо.

Плата за пластину: (плюс применимые материальные сборы)

30,00 $ за 1-ю тарелку

7,50 $ за 2-5 тарелку

10,00 $ за каждую пластину в дальнейшем

Допустимое количество тарелок: неограниченно.

Требования: 1. Может отображаться на транспортном средстве, управляемом внутри штата или между штатами, которое предлагается для продажи, предназначено для продажи или принадлежит Дилеру.2. Может отображаться на транспортном средстве, которое используется от точки покупки до точки хранения или от точки хранения до точки продажи; 3. Может отображаться на транспортном средстве, эксплуатируемом в демонстрационных целях, только в обычные рабочие часы, когда сотрудник представительства находится в транспортном средстве с потенциальным покупателем.

Информация: Research Colorado Revised Statute 42-3-116.1 CCR 204-10 Rule 48

Калифорния Определения транспортных средств: Коллекционер: Исторический интерес

Есть много терминов, которые используются, но не часто определяются или понимаются.Некоторые из них полагают, что знают, что что-то означает, но это не так. С юридической точки зрения очень важно знать и понимать термины, когда речь идет о таких вещах, как автомобили. Часто вам нужно знать больше об условиях, чем люди, пытающиеся заставить вас придерживаться какого-то закона, они даже не понимают.

Некоторые люди спрашивали, что такое коллекционный автомобиль или автомобиль для особого интереса. Здесь он определен в коде транспортного средства Calfornia. В настоящее время это обозначение не освобождает вас от каких-либо требований по выбросам, если только сам автомобиль не соответствует одному из требований для освобождения.Было время, когда считалось, что некоторые автомобили с историческими номерными знаками не подлежат испытанию на смог, но это время прошло. Вообще говоря, автомобиль с бензиновым двигателем должен быть не старше 1975 года выпуска.

Мы всегда говорили, что большинство правил подобны худшему из тех, что выбирают свою собственную книгу приключений, поскольку вам нужно переходить к разным разделам, разным книгам, разным кодам, чтобы понять, что написано. Не все термины и определения одинаковы для разных агентств, времени и документации.

Коллекционное транспортное средство — «Коллекционное транспортное средство» означает автомобиль, принадлежащий коллекционеру, и этот автомобиль используется в основном на шоу, парадах, благотворительных мероприятиях и исторических выставках для демонстрации, обслуживания и сохранения и не используется в основном для транспорт.

Сборщик — «Сборщик» — это владелец одного или нескольких транспортных средств, описанных в разделе 5004 , или одного или нескольких транспортных средств с особым интересом , как определено в этой статье, который собирает, покупает, приобретает, продает или реализует транспортное средство, или его части для собственного использования с целью сохранения, восстановления и технического обслуживания автомобиля для хобби или исторических целей.

Раздел 5004 — (3) Транспортное средство, произведенное после 1922 года, , имеет возраст не менее 25 лет и представляет исторический интерес .

Исторический интерес — транспортное средство представляет исторический интерес, если его собирает, реставрирует, обслуживает и эксплуатирует коллекционер или любитель, в основном для целей выставок и деятельности клуба исторических автомобилей.

Таким образом, более или менее, все это означает, что если машине больше 25 лет, она не является вашим основным средством передвижения, она интересна людям, вы возите ее на автосалоны или мероприятия, тогда она представляет исторический интерес, Коллекционная машина, а вы коллекционер.

https://leginfo.legislature.ca.gov/faces/codesTOCSelected.xhtml?tocCode=VEH

«Инкассаторский автомобиль» означает автотранспортное средство, принадлежащее коллекционеру, как определено в подразделе (а) Раздела 5051, и автотранспортное средство используется в основном на шоу, парадах, благотворительных мероприятиях и исторических выставках для демонстрации, технического обслуживания и консервация, и не используется в первую очередь для транспортировки.

(добавлено Stats. 2004, глава 107, раздел 1. Действует с 1 января 2005 г.))

СТАТЬЯ 8.3. Исторические автомобили и автомобили особого назначения [5050–5052]

5050.

Законодательное собрание находит и заявляет, что конструктивный досуг для граждан Калифорнии является наиболее важным. Эта статья призвана поощрять ответственное участие в увлечении коллекционированием, сохранением, реставрацией и обслуживанием автомобилей, представляющих исторический и особый интерес, — это хобби, которое способствует удовольствию горожан и сохранению автомобильных памятных вещей Калифорнии.

(добавлено Stats. 1975, глава 753)

5051.

Используется в этой статье, если иное не требуется в контексте:

(a) «Коллекционер» — владелец одного или нескольких транспортных средств, описанных в Разделе 5004, или одного или нескольких транспортных средств с особыми интересами, как определено в этой статье, который собирает, покупает, приобретает, продает или реализует транспортное средство, или его или ее части для собственного использования, с целью сохранения, восстановления и обслуживания автомобиля для хобби или исторических целей.

(b) «Транспортное средство для особого интереса» — это транспортное средство, возраст которого не отличается от первоначальных спецификаций изготовителя и, в силу его важности, включая, помимо прочего, снятый с производства автомобиль или модель младше 2000, проданные в Калифорнии в течение модельного года, собираются, сохраняются, реставрируются или обслуживаются любителем в качестве развлечения.

(c) «Запасные части автомобиля» — это автотранспортное средство, которое принадлежит коллекционеру для предоставления запчастей для восстановления или технического обслуживания автомобиля особого интереса или транспортного средства, описанного в Разделе 5004, что позволяет коллекционеру сохранять, восстанавливать и поддерживать в рабочем состоянии транспортное средство особого интереса или транспортное средство, описанное в Разделе 5004.

(d) «Уличное транспортное средство» — автомобиль, отличный от мотоцикла, произведенный в 1948 году или ранее, который индивидуально модифицирован по типу кузова или конструкции, в том числе за счет использования неоригинальных или воспроизводимых компонентов, и может включать дополнительные модификации других компонентов, включая, помимо прочего, двигатель, трансмиссию, подвеску и тормоза, таким образом, чтобы не повлиять на его безопасную работу в качестве автомобиля и не сделать его незаконным для использования на шоссе.

(с изменениями, внесенными Статистической службой 2006 г., глава 574, раздел 6. Действует с 1 января 2007 г.)

5004.

(a) Невзирая на любые другие положения настоящего Кодекса, любой владелец транспортного средства, описанного в параграфах (1), (2) или (3), которое эксплуатируется или перемещается по шоссе, главным образом, с целью исторической выставки или другого подобного Назначение при подаче заявки в порядке и в сроки, установленные ведомством, должны быть выданы специальные опознавательные знаки на транспортное средство:

(1) Автомобиль с двигателем из 16 или более цилиндров, изготовленный до 1965 года.

(2) Автомобиль, произведенный в 1922 году или ранее.

(3) Транспортное средство, произведенное после 1922 года, , имеет возраст не менее 25 лет и представляет исторический интерес .

(b) Специальные опознавательные знаки, присвоенные автотранспортным средствам с двигателем из 16 или более цилиндров, произведенным до 1965 года, и любым автотранспортным средствам, произведенным в 1922 году и ранее, должны иметь отдельную числовую серию, начиная с «Прыжки без лошади». Нет.1 ”.

Специальные опознавательные знаки, присвоенные транспортным средствам, указанным в параграфе (3) подразделения (а), должны указываться в отдельной числовой серии, начиная с «Историческое транспортное средство № 1».

Таблички каждой серии должны иметь разные цвета.

(c) За первоначальную выдачу специальных идентификационных табличек взимается пошлина в размере двадцати пяти долларов (25 долларов США). Такие таблички должны быть постоянными и не подлежат замене. Если такие специальные идентификационные таблички будут повреждены или непригодны для обслуживания каким-либо образом, замену этих табличек можно получить в отделе при надлежащем подаче заявки и после уплаты сбора, предусмотренного в Разделе 9265.

(d) Все средства, полученные департаментом в счет оплаты таких идентификационных табличек или их замены, должны быть депонированы в Калифорнийский фонд экологических номерных знаков.

(e) Эти транспортные средства не освобождаются от положений об оборудовании Разделов 26709, 27150 и 27600.

(f) Как используется в этом разделе, транспортное средство представляет исторический интерес, если его собирает, реставрирует, обслуживает и эксплуатирует коллекционер или любитель, в основном для целей выставок и деятельности клуба исторических автомобилей.

(с изменениями, внесенными Статистической службой 1984 г., глава 918, раздел 1.)

Сборщик налогов округа Шарлотт — Автомобили

Регистрационная информация

Регистрация и продление

Флорида использует металлический номерной знак с буквенно-цифровыми буквами и цифрами для идентификации. В правом верхнем углу таблички размещена наклейка с указанием месяца рождения владельца и года истечения срока его действия.Номерные знаки должны быть размещены на задней части транспортного средства, за исключением некоторых коммерческих автомобилей. Табличка выдается владельцу на десять лет. В течение десятого года владелец получит новую табличку (с новыми цифрами и буквами).

Все автомобили зарегистрированы по весу. Прицепы для путешествий и дома на колесах имеют лицензии в зависимости от длины. Транспортные средства регистрируются по месяцу рождения зарегистрированного владельца. Срок регистрации истекает в полночь в день рождения владельца.Срок действия транспортных средств, принадлежащих компании, и автомобилей, взятых в краткосрочную аренду, истекает 30 июня. Срок аренды автомобилей истекает в день рождения зарегистрированного владельца. Срок годности седельных тягачей, полуприцепов и грузовиков весом более 5000 фунтов истекает 31 декабря. Транспортные средства с высокой загрузкой (HOV) — это транспортные средства, используемые для перевозки девяти и более пассажиров. Срок действия HOV истекает 31 декабря.

Свидетельство о страховании

Для покупки и обновления номерного знака во Флориде необходимо подтверждение наличия действующей страховки (связующее, полис или карта) от сертифицированного агента или брокера Флориды.Страхование должно быть представлено налоговому инспектору, чтобы включить документацию о защите от травм (PIP) на сумму не менее 10 000 долларов и страховку от страхового возмещения ущерба (PDL) на сумму 10 000 долларов. Мотоциклы, дома на колесах и прицепы не подлежат страхованию. Коммерческие грузовики требуют дополнительной страховки.

Продление регистрации по почте

Уведомления с напоминаниями отправляются по почте примерно за 30 дней до истечения срока действия в качестве любезности.В целях экономии времени и денег мы рекомендуем владельцам продлевать подписку по почте. Уведомления о продлении рассылаются налоговым инспектором только в порядке любезности, штрафы за просрочку и другие сборы не будут отменены из-за неполучения уведомления о продлении.

Изменение адреса

Чтобы вести точный учет и гарантировать, что каждый зарегистрированный владелец получит уведомление о продлении, обо всех изменениях адреса необходимо сообщать в налоговую инспекцию в течение 20 дней.Владелец транспортного средства должен предоставить номерной знак вместе с отчетом об изменении адреса. Каждый зарегистрированный владелец несет ответственность за поддержание актуальности регистрации транспортного средства. Уведомления отправляются по почте только в качестве вежливой услуги и для облегчения процесса продления.

Идентификационные номера автомобилей

Все автомобили, впервые регистрируемые во Флориде, должны иметь подтвержденный идентификационный номер транспортного средства (VIN).Служба сбора налогов будет оказывать эту услугу во время регистрации. VIN также может быть проверен любым сотрудником правоохранительных органов, нотариусом Флориды или дилером автомобилей Флориды. Все подержанные автомобили, въезжающие во Флориду из другой страны, должны иметь VIN, проверенный инспектором / инспектором DMV, прежде чем получить право собственности.

Тарифы

Ежегодные налоги на лицензию на эксплуатацию автотранспортных средств, как это определено Статутом Флориды, должны уплачиваться во время регистрации и продления.Все сборы могут быть изменены законодательным актом.

Первоначальный регистрационный сбор

Сбор в размере 225 долларов США должен взиматься, если у владельца нет номерного знака или записи о номерном знаке, зарегистрированной на его или ее имя для транспортного средства, которое он или она ранее владел (во Флориде), для передачи на недавно приобретенный автомобиль. Запросите исключения из этого правила.

.