Что такое коллектор в физике

КОЛЛЕКТОР (в технике)

КОЛЛЕ́КТОР в технике,
1) коллектор электромашины — механический преобразователь частоты, конструктивно объединенный с якорем (ротором) электрической машины. С помощью коллектора достигается скользящий электрический контакт между неподвижной частью электрической цепи и секциями вращающейся обмотки якоря.
2) Коллектор транзистора (коллекторная область) — область биполярного транзистора, в которой собирается большинство носителей заряда из его базы.
3) Коллектор электровакуумного прибора — устройство (электрод, система электродов и др.), служащее для приема или перехвата потока электронов.
4) Коллектор при осушении — дренажная труба или канал, которые принимают воду из регулирующей части осушительной сети и отводят ее за пределы осушаемой территории.
5) Коллектор канализационный — участок канализационной сети, собирающий сточные воды из бассейнов канализования.
6) Подземная галерея для укладки кабелей связи (кабельный коллектор) и для укладки труб разного назначения — водопроводных, газовых и др. (общий коллектор).
7) Название некоторых технических устройств (напр., выпускной и впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания).

Энциклопедический словарь . 2009 .

• КОЛЛЕГИИ (в России)
• КОЛЛИНА Пьерлуиджи

Смотреть что такое «КОЛЛЕКТОР (в технике)» в других словарях:

• Коллектор — (англ. collector) объект, устройство и т. п., что либо собирающее. В Викисловаре есть статья « … Википедия
• КОЛЛЕКТОР — в технике 1) коллектор электромашины механический преобразователь частоты, конструктивно объединенный с якорем (ротором) электрической машины. С помощью коллектора достигается скользящий электрический контакт между неподвижной частью… … Большой Энциклопедический словарь
• Коллектор — (Collector) Определение коллектора, виды коллекторов, примененеие Информация об определении коллектора, виды коллекторов, примененеие Содержание Содержание Определение В технике Финансовое Прочее канализационный Коллектор (электротехника)… … Энциклопедия инвестора
• коллектор (в холодильной технике) — коллектор Трубчатый или канальный элемент холодильной системы, к которому подсоединяется несколько других трубных или канальных элементов. [ГОСТ Р 12.2.142—99 (ИСО 5149 93)] Тематики холодильная техника … Справочник технического переводчика
• коллектор — а; м. [от лат. collector собиратель] 1. Учреждение, занимающееся сбором и распределением чего л. Библиотечный к. 2. Лицо, которое собирает, составляет опись и хранит какие л. образцы (например, образцы горных пород, почв и т.п.). 3. Техн. Часть… … Энциклопедический словарь
• элемент — 02.01.14 элемент (знак символа или символ) [element ]: Отдельный штрих или пробел в символе штрихового кода либо одиночная многоугольная или круглая ячейка в матричном символе, формирующие знак символа в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• Вакуумметрия — (от Вакуум и . метрия (См. …метрия)) совокупность методов измерения давления разреженных газов. Универсального метода измерений вакуума не существует. При измерении давления основываются на различных физических закономерностях, прямо или … Большая советская энциклопедия
• ТРАНЗИСТОР — полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления электрического тока и управления им. Транзисторы выпускаются в виде дискретных компонентов в индивидуальных корпусах или в виде активных элементов т.н. интегральных схем, где их размеры не… … Энциклопедия Кольера
• испытание — 3.10 испытание: Техническая операция, заключающаяся в определении одной или нескольких характеристик данной продукции, процесса или услуги в соответствии с установленной процедурой. Источник: ГОСТ Р 51000.4 2008: Общие требования к аккредитации… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• критический — (critical): Стадии технологического процесса, требования к испытаниям, существенным параметрам или условиям, которые следует задать и контролировать для обеспечения соответствия АФС требованиям спецификации. Источник: ГОСТ Р 52249 2009: Правила… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коллектор электрической машины

состоящая из изолированных медных пластин часть якоря, контактирующая с токосъемными щетками.

Поделиться

• Telegram
• Whatsapp
• Вконтакте
• Одноклассники
• Email

Научные статьи на тему «Коллектор электрической машины»

Преобразование механической энергии в электрическую

Определение 1 Электрические машины, которые предназначены для преобразования механической энергии.
в электрическую называют генераторами.
Данные кольца укреплены на оси машины с помощью прижимных проводников (щеток), изготавливаемых из меди.
в электрических двигателях.
Принципы работы коллектора.

Автор Сергей Феликсович Савельев
Источник Справочник
Категория Физика
Статья от экспертов

Динамические свойства коллекторов электрических машин

Автор(ы) Л. Я. Зиннер
А. И. Скороспешкин
А. И. Прошин
Источник Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов
Научный журнал

Применение электромагнетизма

Машина постоянного тока Явление электромагнитной индукции используется в электрических генераторах.
Машина постоянного тока.
По пластинам коллектора скользят электрические щетки, которые осуществляют соединение концов обмоток.
При помощи скользящих контактов коллектора и электрических щеток обмотка якоря, в которой ЭДС индукции.
Это означает то, что данную машину можно применять для преобразования механической энергии в электрическую

Автор Екатерина Владимировна Мосина
Источник Справочник
Категория Физика
Статья от экспертов

Проектирование инструмента для обработки коллектора электрических машин

В статье дан краткий анализ основных неисправностей коллекторов тяговых электродвигателей, обозначены проблемы, связанные с операцией продораживания рабочей поверхности коллекторов электрических машин с предложенной схемой базирования, рассмотрен новый метод продорожки коллектора с использованием специального режущего инструмента, в значительной степени влияющий на качество обработанной поверхности. Получен профиль зуба червячной фрезы аналитическим способом.

Динамические свойства коллекторов электрических машин Текст научной статьи по специальности «Физика»

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Л. Я. Зиннер, А. И. Скороспешкин, А. И. Прошин

Прибор для исследования механических факторов в коллекторных электрических машинах
Некоторые вопросы динамики скользящего контакта щетка-коллектор
Тангенциальные колебания щеток
Влияние механики коллекторно-щеточного узла на время короткого замыкания ламели щеткой
Исследование устойчивости работы электрощеток на коллекторах и токосъемных кольцах
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Динамические свойства коллекторов электрических машин»

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛЕКТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Л. Я. ЗИННЕР, А. И. СКОРОСПЕШКИН, А. И. ПРОШИН

(Рекомендована семинаром кафедр электрических машин и общей

Из практики настройки машин постоянного тока известно, что условия коммутации зависят от состояния рабочей поверхности коллектора [1, 2].

До последнего времени нет сколько-нибудь конкретных данных о степени влияния механических факторов на коммутацию. Это объясняется отсутствием достаточно точных приборов, позволяющих измерять весьма малые нарушения поверхности коллектора при работе на повышенных скоростях вращения.

В настоящей работе приводятся сведения, касающиеся разработанного нами полупроводникового профилометра [2, 3] и результаты исследований, проведенных на машинах серии «П».

Принципиальная схема профилометра приведена на рис. 1.

Основным элементом профилометра является измерительная ячейка, представляющая собой высокочастотный трансформаторный мост ТР1 с тесной индуктивной связью между двумя плечами отношения. Емкостный датчик, представляющий собой точечный щуп, включен между уравновешивающей емкостью и индуктивным плечом. Измерительная ячейка питается высокочастотным напряжением 3 в, частотой 1 мггц от генератора, собранного на транзисторах Ть Т2 (П403) и включенного в диагональ моста. При изменении расстояния от поверхности коллектора до емкостного щупа происходит нарушение балансировки моста и в измерительной обмотке наводится э. д. е., пропорциональная изменению зазора.

Э. д. с. разбаланса через эмиттерный повторитель Т3 (П403) поступает на вход измерительной схемы, состоящей из резонансного усилительного каскада Т4 (П403), амплитудного детектора, фильтра несущей частоты и трехкаскадного видеоусилителя Т5, Т6, Т7 (П403). Таким образом, несущая частота генератора, модулированная по амплитуде ламелями коллектора, испытывает в дальнейшем усиление на резонансном усилителе, детектируется, и на выходе видеоусилителя с помощью катодного осциллографа наблюдается характерная картина, отражающая состояние поверхности коллектора.

Для проверки режимов работы отдельных функциональных элементов схемы и контроля общего боя коллектора в статике в схему введен милливольтметр Т8—Тц (П403), М24, предназначенный для измерения синусоидальных напряжений в диапазоне 0,5—1,5 мггц и имеющий четыре ¡предела -.измерения 0—

Рис. 1. Принципиальная схема профилометра.

Питание профилометра осуществляется напряжением — 15 в от полупроводникового стабилизатора Т12—Т13 (П4Д, П13).

Профилометр выполнен в виде двух раздельных блоков. На рис. 2 изображен внешний вид прибора. Выносной блок, содержащий генератор высокой частоты, измерительный мост и емкостный щуп смонтированы на массивной текстолитовой плите.

При необходимости измерить профиль коллектора выносной блок крепится на окне машины, затем с помощью микрометра устанавливается нужный зазор и производится балансировка измерительного моста.

С целью уменьшения схемной погрешности все каскады охвачены обратными связями, что значительно уменьшает температурный дрейф.

В ходе испытания прибора в заводских условиях было установлено, что профилометр имеет:

1) высокую чувствительность к малым изменениям поверхности коллектора, что позволяет измерять выступание отдельных пластин или группы пластин до 1 (як;

2) высокую разрешающую способность в отношении ширины ламели, что исключает погрешность при контроле коллекторов различного исполнения.

Таким образом, разработанный профилометр позволяет с достаточной точностью контролировать изменения формы поверхности коллекторов на любых скоростях вращения и может найти применение как при изучении влияния механических факторов на коммутацию, так и непосредственно в заводской практике при конструировании новых типов коллекторов.

В ходе экспериментального апробирования профилометра на ряде машин серии П авторами исследовалось поведение коллекторов в динамике. На основании полученных экспериментальных данных удалось установить характер и частотный диапазон возмущений, передаваемых щетке коллектором при динамическом взаимодействии.

В общем случае динамическое состояние поверхности коллектора определяется следующими взаимосвязанными факторами:

а) зазором в подшипниках и диаметральным разбросом размеров шариков;

Рис. 2. Внешний вид .профилометра.

б) упругой деформацией вала;

в) силой одностороннего магнитного притяжения;

1) овальностью поверхности коллектора и начальным его эксцентриситетом;

д) упругой деформацией коллектора на высоких скоростях вращения.

Рассмотрим влияние вышеперечисленных составляющих на пове ■ дение коллектора в динамике.

Зазор в подшипниках может оказать существенное влияние на увеличение общего боя коллектора в динамике при использовании подшипников скольжения, что имеет место в машинах большой мощности [4], где с увеличением скорости вращения якоря происходит выбор радиального зазора. В этом случае характер изменения эксцентриситета с увеличением скорости вращения описывается выражением:

где И — радиус наружной обоймы подшипника;

б — радиальный зазор подшипника;

Ф — угол, определенный направлением равнодействующей веса якоря и центробежной силы небаланса.

Для машин малой мощности, использующих подшипники качения, изменение боя коллектора за счет выбора радиального зазора происходит в еще более узких пределах с частотой, равной частоте вращения вала, и амплитудой 5—10 \хк.

Исследования, проведенные на машинах 3—5-го габаритов, показали, что на развертку профиля коллектора налагаются синусоидальные колебания, имеющие квазислучайный характер как в отношении частоты, так и в отношении амплитуды. Частота этих колебаний определяется частотой вращения якоря и скоростью перемещения шариков в обойме подшипника. В интервале скоростей до 2000 об/мин. частота их для исследованных машин примерно на порядок выше скорости вращения вала, а максимальная амплитуда колебаний 1—2 р,к (рис. 3, а). С увеличением скорости вращения они затухают (рис. 3, б), что объясняется гасящим действием слоя смазки.

Упругая деформация вала, имеющая место практически в любой машине и вызванная весом якоря, несбалансированной массой якоря и силой одностороннего магнитного притяжения, может привести к зна чительному увеличению общего боя коллектора на высоких скоростях вращения. Последнее тем очевиднее, чем хуже сбалансирована маши на. Однако даже и в случае идеальной балансировки наблюдается увеличение динамического боя коллектора за счет упругой деформации вала под действием веса якоря и силы одностороннего магнитного притяжения.

При наличии начального эксцентриситета за счет неуравновешенности якоря, начального прогиба вала от силы тяжести и силы одностороннего магнитного притяжения движение центра тяжести вала с сосредоточенной массой описывается следующими уравнениями [5]:

Рис. 3. Профилограммы коллектора машины П-51.

d2x dx . 1 . ш -тт^г + р- —¿г + kx = ke cos ф,

+ ky = ke simp — (mg + P6),

т.—сосредоточенная масса якоря, к — коэффициент жесткости вала, х, у — координаты центра тяжести массы, Ф—угол поворота вала, е — эксцентриситет массы,

¡,1 — сила трения, пропорциональная скорости вращения вала,

— сила одностороннего магнитного притяжения. Как нетрудно убедиться, сила (п^ + Р$) создает прогиб, равный

и координатой уравнений (2) и (3) будет

Перенеся начало координат по оси у на величину —

— ¡х —— + kx = ke cos ф,

md2y, . dy, , , . dti dF» + k>» = kesin

Решение этих уравнений дает зависимости, описывающие движение коллектора в двух взаимноперпендикулярных плоскостях

b[ek sin (cot — а)—— У(к — ш«>2)2 + ^2ш2 sinty]

b [ek cos (tut— a)- -^-(mq+Pfi)*^ (к — тш2)э + cos+]

Ук ~ а У (к-шш^ + г’г’

где b — расстояние от измеряемой дорожки коллектора до левой опоры,

а _ расстояние от центра массы до левой опоры, ф — угол, определяющий направление действия силы Pg,

Как видно из (6, 7), движение коллектора происходит по сложному закону, не поддающемуся аппроксимации синусоидой, как это принято в работах [6, 7]. Допущение о синусоидальности вынуждающей силы, приложенной к щетке со стороны коллектора, справедливо в том случае, когда якорь полностью сбалансирован, что практически не достигается ни в одной машине (рис. 4, 5).

Рис. 4. Профилограммы коллектора машины П-42.

Овальность и эксцентриситет коллектора, обусловленные нецилин-дричностью поверхности и несоосностью коллектора, какого-либо существенного влияния на процесс токосъема не оказывают в силу их низкочастотного характера. Как нетрудно показать, в случае, когда овальность и эксцентриситет смещены по окружности коллектора на полпериода, частота возмущающей силы, действующей на щетки, равна двойной частоте вращения якоря, и щетка при нажатии 250 г/см2 успевает отработать изменения поверхности коллектора.

Последнее справедливо для машин, у которых общий бой коллектора не превышает 25—30 |лк, и для машин, работающих при скоро-

стях, НС превышающих 3—4 тыс. об/мин. Большие значения боя и скорости при всех прочих равных условиях приводят к резкому ухудшению коммутации.

Обобщая вышеизложенное, следует отметить, что при работе машины может иметь место случай, когда все составляющие действуют в одном направлении и общий бой, оставаясь низкочастотным, резко увеличивается по амплитуде, достигая величин 50—60 рк, что влечет за собой ухудшение коммутации.

Рис. 5. Профплограммы коллектора машины ПБС-32.

а) 2000 об ми-н, 5) 3000 об/мин,

В общем случае возмущения, передаваемые щеткам коллектором, имеют частоту в два-три раза выше частоты вращения вала, что нередко приводит к ухудшению коммутации особенно в тех случаях, когда амплитуды возмущений и скорость вращения высоки. Однако, как показывают исследования, проведенные на реальных машинах, при

хорошо сбалансированном якоре изменение общего боя коллектора происходит в сравнительно узких пределах и влияние его на коммутацию незначительно, за исключением тех предельных случаев, о которых говорилось выше.

Наибольшее влияние на процесс коммутации оказывают, на наш взгляд, упругая и неупругая деформации коллектора, которые, как известно, могут быть двоякого рода: упругий прогиб и растяжение коллектора, что проявляется в небольшом увеличении диаметра при увеличении скорости вращения; упругие нарушения из-за неоднородности усилий, удерживающих пластины, что может вызвать? образование на поверхности коллектора постоянных ступенек. Последний вид нарушений наиболее вреден, так как во всех случаях нарушается непрерывность контакта щетка — коллектор.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

С целью выявления степени влияния различных составляющих на поведение коллекторов в динамике нами был ис’следован ряд машин. На рис. 4 (а, б, в) приведены профилограммы коллектора машины П-42, снятые-при скоростях 2, 3, 4 тыс. об/мин. . ;

Для удобства обработки профилограмм и синхронизации осциллографа на одну из ламелей наклеивалась фольга толщиной 10 рк. Две крайние метки на осциллограммах рис. 4 соответствуют сигналу от фольги и являются масштабом смещений поверхности Коллектора относительно обкладок датчика.

Как видно из рис. 4, а, поверхность коллектора при скоростях вращения до 2000 об/мин. не подвержена каким-либо изменениям, общий бой составляет 5 рк и характеризует собой начальный-эксцентриситет коллектора. В этой стадии машина отличается удовлетворительной коммутацией с едва заметным искрением под щетками.

С увеличением скорости вращения рабочая поверхность коллектора резко нарушается (рис. 4, б, в) как в сторону увеличения общего боя, так и в сторону увеличения микрорельефа, что сопровождается ухудшением коммутации. На скорости 4000 об/мин. общий бой коллектора составляет 10 рк, а перепад между отдельными участками коллектора 2—3 ¡лк.

Еще более наглядны в этом отношении осциллограммы поверхности коллектора машины ПБС-32 (рис. 5, а, б, е, г)., снятые соответственно ;на 2, 3, 4, 5 тыс. об/мин. Статический бой коллектора составлял 20 и измерения, проведенные с помощью миниметра и профи-лометра, дали хорошее совпадение результатов.

При плавном изменении скорости вращения якоря от 2 до 5 тыс. об/мин поверхность коллектора, как это видно из рис. 5, претерпевает заметные изменения, что одновременно сопровождается интенсивным увеличением искрения машины. Интересен тот факт, что изменение поверхности коллектора с увеличением скорости подчинено определенной закономерности, заключающейся в том, что с приращением скорости на каждые 1000 об/мин. происходит увеличение амплитудного значения боя на вполне определенную величину.

Последнее говорит о том, что коллектор на высоких скоростях вращения претерпевает значительную деформацию.

Для коллектора рис. 5 характер увеличения боя описывается числовым рядом

Ао = В -К2В + ЗВ;+ . + пВ, (9)

А0 — начальное значение боя,

В — постоянная величина, характеризующая изменение боя между двумя соседними значениями скорости,

1, 2, 3 . .. п — последовательные значения скорости.

При некотором значении пмр происходит разрушение коллектора.

Из анализа полученных профилограмм становится очевидным, что нарушение коммутации в данном случае обусловлено исключительно упругой деформацией коллектора, которая приводит к образованию на его поверхности ступенек с амплитудой до 36—40 ¡ак и длительностью переднего и заднего фронтов тп = 0,0012 сек., т3 = 0,0009 сек., которых щетка отработать не в состоянии.

Действительно, для того чтобы щетка, поднятая на высоту ступеньки, возвратилась на исходный уровень, потребуется время, равное 0,003 сек. За это время коллектор, вращающийся со скоростью 4000 об/мин., успевает повернуться на ЧА оборота, и, следовательно, щетка в течение 1Ц оборота парит над поверхностью коллектора.

Исходя из вышеизложенного, взаимодействие щетки с коллектором при наличии деформации имеет характер кратковременного динамического удара, в результате которого щетка получает ускорение в радиальном направлении. Величина ускорения и радиального отскока могут быть определены, если известна форма ступеньки, ее высота и время взаимодействия из следующих выражений:

а) для случая, когда ступенька имеет форму полуволны синусоиды

б) для случая, когда ступенька имеет пилообразную форму

в) для случая, когда передний фронт ступеньки изменяется по экспоненциальному закону

а — ускорение, сообщаемое щетке ступенькой на поверхности коллектора; И — высота отскока щетки; К — максимальная высота ступеньки; со — скорость вращения коллектора; 1 — длина переднего фронта выступа; 1 — время взаимодействия щетки со ступенькой; а1 — ускорение щетки пружиной.

В общем случае характер динамического взаимодействия щетки с выступающей пластиной или группой пластин может быть описан уравнением [8]:

где N = hfnax s тс

T — длительность воздействия, ki = k0+l,

тн — время нарастания функции от нуля до максимума, хсп — время спада от максимума до нуля,

1 — текущая координата времени.

Поведение щеточного узла при динамическом воздействии со стороны коллектора наиболее просто может быть установлено моделированием процесса. Варьируя значениями Ьтах и к, можно таашм образом установить величину отскока, амплитуду и частоту колебаний щетки при соударении.

ь = ^ [ьтах, к, V), (17

где V — линейная скорость выступа.

Имитация удара (15) может быть осуществлена с помощью генератора прямоугольных импульсов или ЬКС — генератором, дающим на нагрузку экспоненциальный сигнал.

Изменением параметров генератора легко удается варьировать условия эксперимента.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Разработанный профилометр, обеспечивая высокую чувствительность и разрешающую способность, позволяет измерять изменения поверхности коллектора от 1 рк и более.

2. Динамический бой коллектора имеет сложный характер, не поддающийся аппроксимации синусоидой, и может достигать величины 50—60 рк.

3. Наибольшее влияние на процесс токосъема оказывает упругая деформация самого коллектора, имеющая высокочастотный характер с амплитудой до 45—50 рк.

4. Взаимодействие щетки с коллектором в высокоскоростных машинах имеет характер кратковременного динамического удара.

1. М Ф. К ар а с ев. Коммутация -коллекторных машин постоянного тока, ГЭИ, 1961.

2. А. И. Скороспешкин, Л. Я. Зин и ер, А. И. Прошин. Прибор для исследования механических факторов в коллекторных электрических машинах. Изв. ТПИ, т. 160, 1967.

3. Л. Я. 3 инн ер, А. И. Скороспешкин. Мостовой прибор для исследования динамики .коллекторов электрических машин. Изв. ТПИ, т. 160, 1967.

4. К. К. Нам ит око в, В. Г. Брези «некий, Б. Б. Кац. Эксцентриситет коллекторов электоичесвих машин постоянного тока в динамике Электротехника, № 4, 1965.

5. С. П. Тимошенко. Колебания в инженерном деле. Физматгиз, 1959.

6. Н. А. П ав ел ко. О вибрации щеточного узла. Вестник электропромышленности, № 7, 11962.

7. А. В, Ложкин, Г. С. Жартов с кий. Вибрация щеточного узла коллекторных электрических машин. Электротехника, № 10, 1966.

8. Б. А. Глаговский, Э. С. Евсиович, А. А. X а й т, В. А. Яшин. О генерировании функций, описывающих интенсивные кратковременные воздействия. Труды ВНИИ АШ, № 3, 1966.

Коллектор электродвигателя: основные характеристики и принцип работы

Если ты когда-либо задумывался о том, как работает электродвигатель, то наверняка слышал о коллекторе.

Коллектор — это одна из ключевых частей электродвигателя, которая играет важную роль в передаче электрической энергии на вращательное движение.

Он состоит из нескольких сегментов или щеток изготовленных из специальных материалов, таких как медь или графит.

Когда электрический ток пропускается через щетки, они создают контакт с поверхностью коллектора и передают энергию на якорь, вызывая его вращение.

Коллекторы подвержены износу и требуют регулярного обслуживания, чтобы поддерживать надежную работу электродвигателя на протяжении всего срока службы.

Важно помнить, что чистый и хорошо заботящийся о коллекторе электродвигатель гарантирует его долговечность и эффективную работу!

Коллектор электродвигателя: основные характеристики и принцип работы

Когда электрический ток проходит через обмотки, он создает магнитное поле. В результате этого магнитное поле взаимодействует с магнитным полем статора, вызывая вращение якоря вокруг оси. Это вращение передается на вал мотора и преобразуется в механическую энергию.

Коллектор играет ключевую роль в этом процессе, так как он обеспечивает стабильное соединение электрической цепи между обмоткой якоря и внешней цепью, через которую подается электрический ток. Контактные щетки, находящиеся на поверхности коллектора, обеспечивают постоянное подключение обмоток и внешней цепи.

Коллекторы электродвигателей обычно изготавливаются из меди, так как это хороший проводник электрического тока. Они должны быть прочными и гладкими, чтобы обеспечить надежный контакт с щетками. Кроме того, коллекторам требуется регулярное обслуживание и очистка, чтобы избежать образования накопления мусора и углерода, которые могут вызвать поломку.

Таким образом, коллектор электродвигателя является неотъемлемой частью его работы, обеспечивая надежную передачу электрического тока и создание магнитного поля, в результате которого происходит вращение якоря и преобразование электрической энергии в механическую. Это вращательное движение необходимо для работы различных механизмов и устройств, от бытовых приборов до больших промышленных машин.

Структура коллектора электродвигателя

• Коммутатор: это кольцо с разделенными сегментами, обычно изготовленными из меди или другого проводящего материала. Каждый сегмент соединяется с отдельной катушкой обмотки ротора. Когда ротор вращается, коммутатор обеспечивает переключение электрического тока между обмотками, что создает постоянное вращение ротора.
• Щётки: это две металлические полоски, которые прижимаются к поверхности коммутатора. Они переключают ток с коммутатора на статор, что позволяет электродвигателю работать. Щетки изготавливаются из материала с высокой электропроводностью, например, углеродного материала.

Структура коллектора электродвигателя позволяет электрическому току проходить через обмотки ротора, создавая магнитное поле и вращающий момент. Благодаря этой структуре, электродвигатель могут быть эффективными и надежными и использоваться в широком спектре промышленных и бытовых приложений.

Роль коллектора в работе электродвигателя

Коллектор – это своего рода «мост» между статором и ротором электродвигателя. Он состоит из сложенных друг на друга листов меди или ювелирного серебра. Когда электродвигатель запускается, ток начинает проходить через ротор. Коллектор с его листами помогает этому току менять направление, позволяя ротору вращаться.

Удивительно, правда? Благодаря своей конструкции и материалу, коллектор обеспечивает передачу энергии от источника питания к ротору электродвигателя. Он также позволяет регулировать скорость вращения ротора, что делает его незаменимым компонентом в работе многих устройств, включая электромобили, вентиляторы и пылесосы.

Теперь ты знаешь, почему коллектор так важен для работы электродвигателя. Он является ключевым элементом, который обеспечивает энергию и контроль над вращением ротора. Без коллектора электродвигатель был бы всего лишь набором проводов и магнитов. Помощник, который выполняет настолько важную функцию — вот что такое коллектор!

Принцип работы коллектора электродвигателя

Когда электрический ток проходит через коллектор, он создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем статора. Это вращение создает момент силы, который приводит к вращению ротора, таким образом, превращая электрическую энергию в механическую.

Важно отметить, что коллектор состоит из множества сегментов (щеток), которые соединены с обмоткой ротора. Когда ротор вращается, сегменты коллектора попеременно переключаются, обеспечивая постоянный поток энергии.

Таким образом, коллектор электродвигателя является ключевым компонентом, обеспечивающим эффективность и стабильность работы двигателя. Он позволяет передавать энергию от статора к ротору, обеспечивая непрерывное вращение и функционирование электродвигателя.

Преимущества и недостатки использования коллектора в электродвигателях

Преимущества использования коллектора:

• Простота и надежность конструкции. Коллекторные электродвигатели имеют простой и компактный дизайн, что делает их надежными и удобными в использовании.
• Высокий крутящий момент. Благодаря использованию коллектора в электродвигателе достигается высокий крутящий момент при низких оборотах.
• Возможность плавного регулирования скорости. Коллекторные электродвигатели обладают возможностью плавного регулирования скорости вращения, что позволяет эффективно управлять процессом работы.
• Отличная совместимость с относительно недорогими и простыми в производстве материалами. Коллекторы могут изготавливаться из различных материалов, таких как медь, бронза и железо, что делает производство доступным и экономически обоснованным.

Недостатки использования коллектора:

• Износ и трение. Коллекторы подвержены износу и трению из-за постоянного контакта с щетками. Это может приводить к снижению эффективности работы электродвигателя и требовать периодической замены коллектора и щеток.
• Высокие вибрации. Использование коллектора может приводить к появлению высоких вибраций, что может быть нежелательным в определенных приложениях.
• Ограниченная скорость вращения. Коллекторные электродвигатели имеют ограниченную скорость вращения, что может быть недостатком в некоторых высокоскоростных приложениях.
• Большая потеря энергии. Коллекторные электродвигатели имеют большую потерю энергии из-за трения, замыкания и других факторов, что делает их менее эффективными в сравнении с другими типами электродвигателей.

Необходимо учитывать все преимущества и недостатки использования коллектора в электродвигателях при выборе оптимального типа для конкретных задач и условий эксплуатации.

Вопрос-ответ:

Зачем используется коллектор в электродвигателях?

Коллектор используется в электродвигателях для подачи постоянного тока на обмотки ротора. Он служит своеобразным коммутатором, позволяющим переключать обмотки в нужный момент времени. Благодаря коллектору, электродвигатель может работать более стабильно и эффективно, обеспечивая постоянную скорость вращения ротора.