Принцип работы БДКП

В бесколлекторном электродвигателе роль механического коммутатора выполняет электронный преобразователь. Это позволяет осуществить «вывернутая наизнанку» схема БДКП — его обмотки расположены на статоре, что исключает необходимость в коллекторе.

Иными словами, основное принципиальное различие между классическим двигателем и БДКП в том, что вместо стационарных магнитов и вращающихся катушек последний состоит из неподвижных обмоток и вращающихся магнитов. Несмотря на то что сама коммутация в нём происходит похожим образом, её физическая реализация в бесщёточных приводах гораздо более сложна.

Как выполняется замена щёток двигателя

Вначале мастеру потребуется выполнить следующие подготовительные действия:

• открутить защитную крышку задней части корпуса
• снять приводной ремень
• отключить от двигателя всю проводку
• выкрутить крепёжные болты и снять электродвигатель

Далее выполняется непосредственно замена щёток двигателя стиральной машины. Для этого необходимо:

1. Проверить работоспособность самого двигателя, сняв с помощью ампервольтомметра показатели сопротивления его составляющих.

2. Открутить щётки двигателя и оценить степень их изношенности. Минимально допустимая длина выступа щётки из щёткодержателя, считающаяся достаточной для бесперебойной и безопасной работы двигателя, составляет 7 мм. Замене всегда подлежат обе щётки, даже если одна из них оказалась пригодной для дальнейшей эксплуатации, ведь в противном случае их синхронная работа становится причиной неравномерного распределения нагрузки на ротор.

3.Отключить провод, вытащить контакт щётки и извлечь её из щёткодержателя. Маркером необходимо пометить направление, в котором сточены контакты графита.

4. Наждачной бумагой с тонким слоем напыления выполнить шлифовку ламелей коллектора двигателя, удалить из него остатки пыли и мелкого мусора.

5. Установить заранее подготовленные (заточенные) щётки таким образом, чтобы они плотно прилегали к коллектору (проверяется наличием звука трещотки при ручной прокрутке двигателя).

6. Прикрепить двигатель к баку и подключить к нему проводку (натяжка приводного ремня выполняется позже).

7. Выполнить тестовый запуск машины в режиме отжима, чтобы убедиться в её исправности и притереть новые щётки к ламелям коллектора. Если этого не сделать, то первый сеанс работы агрегата после ремонта будет сопровождаться посторонними шумами и треском.

8. Обесточить машину и натянуть приводной ремень (сначала на мотор, затем на шкив).

9. Прикрутить защитную крышку задней стенки корпуса.

Совет! Не дожидайтесь полного износа щёток электродвигателя. Основная их часть изнашивается за несколько лет, но когда стрела выступа щётки достигает 15 мм, оставшийся графит стачивается буквально за месяц (по причине частого возникновения сколов). Своевременное обращение в Сервисный Центр (по истечении 5-6 лет эксплуатации агрегата) станет залогом долгой и бесперебойной работы Вашей стиральной машины.

Коллекторный двигатель

Коллекторный двигатель – это двигатель, оснащенный щетками, или же щеточно-коллекторным узлом, который и отвечает за приведение в движение данного механизма. Иными словами, коллектор – это совокупность нескольких контактов. Коллекторный двигатель достаточно прост в управлении, а источником питания для него может быть как батарея, так и аккумулятор.

Преимущества коллекторного двигателя заключаются в следующих качествах:

• он имеет сравнительно небольшой вес и компактный размер;
• его стоимость значительно ниже стоимости бесколлекторного двигателя;
• коллекторный двигатель пригоден к ремонту.

Но наряду с преимуществами, данный вид двигателя имеет и недостатки:

• коэффициент полезного действия коллекторного двигателя не превышает 50-60%;
• слишком быстрый износ двигателя за счет высокой скорости трения его щеток.

Скорость работы коллекторного двигателя одновременно является и преимуществом данного типа механизма, и его недостатком. С одной стороны, она позволяет проводить работу на высоких оборотах, но с другой – становится причиной перегрева мотора и дальнейшего выхода его из строя.

Схема подключения

Как было сказано выше, для работы бесколлекторного двигателя нужен специальный контроллер. На алиэкспресс можно найти как комплекты из двигателя и контроллера, так и по отдельности. Контроллер также называют ESC Motor или Electric Speed Controller. Выбирают их по силе тока, отдаваемого в нагрузку.

Обычно подключение электродвигателя к контроллеру не вызывает затруднений и понятно даже для чайников. Главное, что нужно знать — для смены направления вращения нужно изменить подключение любых двух фаз, собственно также, как и в трёхфазных асинхронных или синхронных электродвигателях.

В сети есть и ряд технических решений и схем как сложных, так и для чайников, которые вы можете увидеть ниже.

В этом видеоролике автор рассказывает, как подружить БК моторчик с «ардуиной».

А в этом ролике вы узнаете о различных способах подключения к разным регуляторам и как его можно сделать своими руками. Автор демонстрирует это на примере моторчика от HDD, и пары мощных экземпляров — inrunner и outrunner.

Кстати схему из видео для повторения также прикладываем:

Статьи по ремонту и установке бытовой техники

Предлагаем для получения более подробных сведений о ремонте стиральных машин, их эксплуатации, способах продления срока служба и прочую полезную информацию по бытовой технике.

• Стиральная машина
• Посудомоечная машина
• Холодильник
• Кондиционер
• Установка техники
• Заправка кондиционеров

Стиральная машина
Посудомоечная машина
Холодильник
Кондиционер
Духовой шкаф
Электронные модули

Кондиционер
Стиральная машина
Посудомоечная машина

Оформить заявку на обратный звонок Оператор перезвонит Вам в течении 5 минут

Замена щеток двигателя в стиральной машине

В асинхронных и коллекторных двигателях стиральных машин установлены угольные щетки, они имеют ограниченный ресурс. При работе двигателя, щетки соприкасаются с ротором, за счет этого происходит вращение. Износ щеток — это естественный процесс, они просто стираются при трении. Примерный их ресурс 7-15 лет, зависит от качества щеток и интенсивности работы техники.

Какие признаки поломки стиральной машины, если стерлись щетки двигателя?

1. Не вращается барабан.

В редких случаях, он может вращаться на пол оборота, слегка подергиваться или при отжиме плохо набирать обороты. Чаще всего, он просто стоит на месте.

2. На табло горит ошибка.

Если Ваша стиральная машина показывает ошибку, расшифровка которой означают проблемы с двигателем, вполне возможно, всему виной именно щетки. Но не обязательно, возможно, повреждение самого двигателя или платы управления.

3. Двигатель шумно работает или искрит.

Когда щетка стерлась до самого основания, ротор начинает тереться об контактную часть, конец которой находиться внутри щетки. Из-за этого может появиться звук металлического трения или начать искрить. В этом случае, нужно незамедлительно поменять щетки, пока не повредился ротор двигателя.

4. Не блокируется люк.

В некоторых стиральных машинах, устройство блокировки люка находиться в одной цепи с электродвигателем. Блокировка люка не срабатывает или щелкает несколько раз.

Сколько стоит замена щеток в стиральной машине?

Цена за ремонт зависит от нескольких факторов:

Сложности разбора техники

Способа замены самих щеток

Тарифов фирмы или мастера

Обычно ремонт обходиться от 3000 до 5000 руб. Если Вы хотите сэкономить и попробовать поменять щетки самостоятельно, мы дадим Вам несколько хороших советов.

Как поменять щетки в двигателе стиральной машины?

1. В первую очередь, нужно снять двигатель.

Менять щетки на установленном двигателе не рекомендуем! Класть машинку на бок тоже не нужно, а если все-таки Вы решили ее завалить, нужно откинуть трубку с датчика уровня воды, чтобы в него не попали остатки влаги.

Обычно они прикручены сбоку двигателя или зафиксированы просто контактом (смотрите фото). Есть модель стиральной машины Bosch у которой щетки находятся в самом двигателе, чтобы их поменять, нужно разбирать двигатель полностью.

Обращаем Ваше внимание, что в машинках с прямым приводом и инверторным двигателем нет щеток! Там другой принцип работы мотора. Можно найти в специализированных магазинах, заказать у официалов, найти по интернету

Можно найти в специализированных магазинах, заказать у официалов, найти по интернету.

Щетки в стиральных машинах бывают с корпусом, пружинкой, есть варианты где их нужно будет припаивать паяльником. Поэтому, перед покупкой желательно их снять и искать аналогичные.

Иногда, после установки щеток, нужно сбросить ошибку согласно сервисному мануалу. Но это не всегда, чаще всего, стиральная машина начинает сразу работать.

Первые несколько стирок после ремонта, Вы можете слышать нехарактерное жужжание при работе двигателя. Переживать не стоит, новые щетки притираются за 3-5 стирок.

Минусы коллекторных моторов

Сами по себе коллекторные моторы неплохо справляются со своей работой, но это лишь до того момента пока не возникает необходимость получить от них на выходе максимально высокие обороты. Все дело в тех самых щетках, о которых упоминалось выше. Так как они всегда находятся в плотном контакте с коллектором, то в результате высоких оборотов в месте их соприкосновения возникает трение, которое в дальнейшем вызовет скорый износ обоих и в последствии приведёт к потере эффективной мощности эл. двигателя. Это самый весомый минус таких моторов, который сводит на нет все его положительные качества.

Принцип работ и конструктивные особенности

Устройство это достаточно специфичное, обладающее в силу схожести с машинами постоянного тока, похожими характеристиками и присущими им достоинствами.

Отличие от двигателей постоянного тока состоит в материале корпуса статора, изготовленном из листов электротехнической стали, благодаря чему удается добиться снижения потерь на вихревые токи.

Эти двигатели, называемые универсальными благодаря тому, что работают они от переменного и постоянного тока, бывают одно- и трехфазными.

Видео: Универсальный коллекторный двигатель

Замена щёток

Для правильной работы инструмента важна точная настройка щёточного узла, включающего прижимное устройство, контактную группу и направляющий профиль. Для электроинструментов невысокого класса иногда используют бесконтактные щёткодержатели. При неправильной регулировке прижима щётки, коллектор, а также щёточный узел могут перегреться, приводя к неисправности якоря.

Изготовленные заводом-производителем, данные детали часто характеризуются небольшим сроком службы. В этой связи многие профессиональные инструменты оборудованы клапаном доступа. Эта технология позволяет менять детали без особого труда. Однако подходят такие графитовые щётки только моделям, которым они были предназначены. В случае экстренного ремонта, некоторые мастера извлекают данные детали из рабочего устройства и переставляют его на нерабочее, подгоняя размеры с помощью напильника. Этот способ для широкого использования не подходит и вряд ли даст хороший результат при эксплуатации изделия. Главный признак того, что ресурс данных деталей подходит к концу – яркое свечение через корпус. Механизм шлифмашины охлаждается, пропуская сквозь себя воздух вместе с частицами абразива, что постепенно разрушает материал щёток.

Для замены потребуется выполнить следующие действия:

1. Открутив крышку отсека, извлеките всё, что осталось от данных деталей. Якорь и остальные части электроинструмента, скорее всего, разбирать не потребуется. Закрепляются угольные щетки в подпружиненных щёткодержателях или в латунных стаканах. Чтобы пружины в ходе ремонта не упёрлись в стенки коллектора, предусмотрены специальные штырьки для парковки.
2. Снимите щётки вместе с держателем. Процесс деформации может отражаться неравномерно: выработка зависит от положения деталей по отношению к струе воздушно-абразивной смеси.
3. С помощью штангенциркуля замерьте извлечённые детали и сравните их размер с новыми запчастями. При необходимости, более крупные щётки можно доработать наждачкой (зернистость 150), а также плоским надфилем.
4. Сравните положение вывода контактных проводов. Если запчасти не подходят, может потребоваться дополнительное вырезание канавки для проводков.
5. Установите запасную деталь и присоедините провода к соответствующим клеммам. При необходимости можно использовать старые провода, припаяв их к новым изделиям.

После установки проверьте работу инструмента: новые детали не должны искрить, и рабочий звук должен быть ровным, без резких перепадов.

https://youtube.com/watch?v=sp2zmDfWCWk

Замена щеток в электродвигателе требуется достаточно часто, поскольку их износ – одна из наиболее часто встречающихся неисправностей. При замене щеток для обеспечения правильной работы агрегата необходимо выполнить их притирку. Как притереть щетки электродвигателя и осуществить эту процедуру грамотно?

Плюсы и минусы электродвигателя

Преимуществ перед ДВС у электродвигателя много:

• малый вес и достаточно компактные размеры. К примеру, инженеры Yasa Motors разработали мотор весом 25 кг, который может выдавать до 650 Нм;
• долговечность, простая эксплуатация;
• экологичность;
• максимальный крутящий момент доступен уже с 0 об/мин;
• высокий КПД;
• нет необходимости в коробке передач. Хотя, по мнению специалистов, электромобилю она не помешает;
• возможность рекуперации.

Как выглядит роторОбратите внимание! Существенных недостатков у самого электродвигателя нет. Но есть большие сложности в его питании

Несовершенство источников тока не дают пока что массово использовать электродвигатели в автомобилестроении.

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.

Щетки электродвигателя

Контакт скользящего типа, предназначенный для подведения и отведения электричества на коллекторах либо кольцевых контактах всех типов электрических машин (электродвигатели и генераторы), получил название электрощетки.

Щетки электродвигателя выпускают как с проводниками из металла, так и без них. Закрепление провода в щетке выполняют методом развальцовки, впрессовки либо при помощи пайки. Тоководы щеточные бывают таких марок:

• МПЩ – специальный тип провода многожильный, изготовленный из проволоки медной;
• ПЩ – гибкий тип провода медного проволочного плетения;
• ПЩС – провод универсальный с повышенным показателем гибкости.

На подводящем проводе предусмотрены контактные наконечники. С помощью них провод закрепляется болтом щеточного держателя. Наконечники бывают вилочного, флажкового, двойного и пластинчатого типа.

Смотреть галерею

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.

В генераторах также одновременно выполняет две функции: является датчиком углового положения ротора со скользящими контактами и переключателем направления тока со скользящими контактами на токосъёмах (щётках) в зависимости от углового положения ротора, т. е. является механическим выпрямителем.

Часть щёточно-коллекторного узла щётка получила своё название от ранних конструкций, в которых действительно была похожа на щётку из множества гибких проволочек. В настоящее время изготавливается в виде бруска из графита или другого токопроводящего материала с малым удельным сопротивлением и малым коэффициентом трения.

Устройство синхронного электродвигателя

Строение агрегата данного вида типично. Двигатель состоит из:

• Неподвижной части (якорь или статор).
• Подвижной части (ротор или индуктор).
• Вентилятора.
• Контактных колец.
• Щеток.
• Возбудителя.

Статор представляет собой сердечник, состоящий из обмоток, который заключен в корпус. Индуктор комплектуется электромагнитами постоянного тока (полюсами). Конструкция индуктора может быть двух видов – явнополюсная и неявнополюсная. В статоре и роторе расположены ферромагнитные сердечники, изготовленные из специальной электротехнической стали. Они необходимы для уменьшения магнитного сопротивления и улучшения прохождения магнитного потока.

Частота вращения ротора в синхронном двигателе равна частоте вращения магнитного поля. Независимо от подключаемой нагрузки частота ротора неизменна, так как число пар полюсов магнитного поля и ротора совпадают. Их взаимодействие обеспечивает постоянную угловую скорость, не зависящую от момента, приложенного к валу.

Принцип работы синхронного электродвигателя

Самые распространенные типы такого рода агрегатов – однофазный и трехфазный. Принцип работы синхронного электродвигателя в обоих случаях примерно одинаков. После подключения обмотки якоря к сети ротор остается неподвижным, в то время как постоянный ток поступает в обмотку возбуждения. Направление электромагнитного момента меняется дважды за время одного изменения напряжения. При значении среднего момента равном нулю, ротор под влиянием внешнего момента (механического воздействия) разгоняется до частоты, близкой по значению частоте вращения магнитного поля в зазоре, после чего двигатель переходит в синхронный режим.

В трехфазном устройстве проводники расположены под определенным углом относительно друг друга. В них возбуждается вращающееся с синхронной скоростью электромагнитное поле.

Разгон двигателя может осуществляться в двух режимах:

• Асинхронный. Обмотки индуктора замыкаются с помощью реостата. Вращающееся магнитное поле, возникающее при включении напряжения, пересекает короткозамкнутую обмотку, установленную на роторе. В ней индуцируются токи, взаимодействующие с вращающимся полем статора. По достижении синхронной скорости крутящий момент начинает уменьшаться и сводится к нулю после замыкания магнитного поля.
• С помощью вспомогательного двигателя. Для этого синхронный двигатель механически соединяется со вспомогательным (двигателем постоянного тока либо трехфазным индукционным двигателем). Постоянный ток подается только после того, как вращение двигателя достигает скорости, близкой к синхронной. Магнитное поле замыкается, и связь со вспомогательным двигателем прекращается.

Характеристики синхронного электродвигателя

Хотя асинхронные двигатели считаются более надежными и дешевыми, их синхронные «собратья» имеют некоторые преимущества и широко применяются в различных областях промышленности. К отличительным характеристикам синхронного электродвигателя можно отнести:

• Работу при высоком значении коэффициента мощности.
• Высокий КПД по сравнению с асинхронным устройством той же мощности.
• Сохранение нагрузочной способности даже при снижении напряжения в сети.
• Неизменность частоты вращения независимо от механической нагрузки на валу.
• Экономичность.

Синхронным двигателям также присущи некоторые недостатки:

• Достаточно сложная конструкция, делающая их производство дороже.
• Необходимость источника постоянного тока (возбудителя или выпрямителя).
• Сложность пуска.
• Необходимость корректировать угловую частоту вращения путем изменения частоты питающего напряжения.

Однако в некоторых случаях использование синхронных двигателей предпочтительнее:

• Для улучшения коэффициента мощности.
• В длительных технологических процессах, где нет необходимости в частых запусках и остановках.

Таким образом, «плюсы» двигателей такого типа значительно превосходят «минусы», поэтому на данный момент они высоко востребованы.

Изучив синхронный двигатель, устройство и принцип его действия и учтя условия, в которых он будет эксплуатироваться, вы сможете быстро и с легкостью подобрать оптимально подходящий для ваших целей тип агрегата (защищенный, закрытый, открытый) и использовать его с максимальной эффективностью.

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.