Устройство и работа коллектора

Полные ответы на все вопросы на тему: "Устройство и работа коллектора". Здесь собран весь тематический материал в удобном для чтения виде. Если у вас возникли вопросы - задавайте их дежурному специалисту.

Устройство коллектора и его назначение

Принцип работы мпт

Классификация машин по способу возбуждения.

Вывод формулы эдс якоря мпт

Реакции якоря мпт

Хар-ки холостого хода

Нагрузочная характеристика гпт с независимым возбуждением

Внешние характеристики гпт с внешним и независимым и паралл возбуждением

Независимым возб

Параллельным возб

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8592 — | 8161 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Источник: http://studopedia.ru/10_121517_vopros-mashini-postoyannogo-toka-mpt-labi.html

Устройство и принцип работы транзистора

Практическую значимость биполярного транзистора для современной электроники и электротехники невозможно переоценить. Биполярные транзисторы применяются сегодня повсюду: для генерации и усиления сигналов, в электрических преобразователях, в приемниках и передатчиках, да и много где еще, перечислять можно очень долго.

Поэтому в рамках данной статьи мы не будем касаться всевозможных сфер применения биполярных транзисторов, а только рассмотрим устройство и общий принцип действия этого замечательного полупроводникового прибора, который начиная с 1950-х годов перевернул всю электронную промышленность, а с 70-х годов сильно способствовал ускорению технического прогресса.

Биполярный транзистор — трехэлектродный полупроводниковый прибор, включающий себя в качестве основы три слоя чередующихся по типу проводимости. Таким образом, транзисторы бывают NPN и PNP-типа. Полупроводниковые материалы, из которых делают транзисторы, это в основном: кремний, германий, арсенид галлия и другие.

Кремний, германий и другие вещества изначально являются диэлектриками, но если в них добавить примеси, то они станут полупроводниками. Добавки в кремний типа фосфора (донор электронов) сделают кремний полупроводником N-типа, а если в кремний добавить бор (акцептор электронов), то кремний станет полупроводником P-типа.

В результате полупроводники N-типа обладают электронной проводимостью, а полупроводники P-типа — дырочной проводимостью. Как вы поняли, проводимость определяется по виду рабочих носителей заряда.

Так вот, трехслойный пирог из полупроводников P-типа и N-типа — это по сути и есть биполярный транзистор. К каждому слою припаяны выводы, которые называются: эмиттер, коллектор и база.

База — это управляющий проводимостью электрод. Эмиттер — это источник носителей тока в цепи. Коллектор — это то место, в направлении которого устремляются носители тока под действием приложенной к устройству ЭДС.

Условные обозначения биполярных транзисторов типов NPN и PNP на схемах различны. Данные обозначения как раз и отражают устройство и принцип действия транзистора в электрической цепи. Стрелка всегда изображается между эмиттером и базой. Направление стрелки — это направление управляющего тока, который подается в цепь база-эмиттер.

Так, у NPN-транзистора стрелка направлена от базы в сторону эмиттера, это значит что в активном режиме именно электроны из эмиттера устремятся к коллектору, при этом управляющий ток должен быть направлен от базы — к эмиттеру.

У PNP-трназистора наоборот: стрелка направлена от эмиттера в сторону базы, это значит что в активном режиме дырки из эмиттера устремляются к коллектору, при этом управляющий ток должен быть направлен от эмиттера — к базе.

Давайте разберемся, почему так происходит. При подаче постоянного положительного напряжения на базу NPN-транзистора (в районе 0,7 вольт) относительно его эмиттера, p-n-переход база-эмиттер данного NPN-транзистора (см. рисунок) смещается в прямом направлении, и потенциальный барьер между переходами коллектор-база и база-эмиттер снижается, теперь электроны могут двигаться через него под действием ЭДС в цепи коллектор-эмиттер.

При достаточном токе базы, ток коллектор-эмиттер возникнет в данной цепи и сложится с током база-эмиттер. NPN-транзистор перейдет в открытое состояние.

Соотношение между током коллектора и управляющим током (базы) называется коэффициентом усиления транзистора по току. Данный параметр приводится в документации на транзистор, и может лежать в диапазоне от единиц до нескольких сотен.

При подаче постоянного отрицательного напряжения на базу PNP-транзистора (в районе -0,7 вольт) относительно его эмиттера, n-p-переход база-эмиттер данного PNP-транзистора смещается в прямом направлении, и потенциальный барьер между переходами коллектор-база и база-эмиттер снижается, теперь дырки могут двигаться через него под действием ЭДС в цепи коллектор-эмиттер.

Обратите внимание на полярность питания коллекторной цепи. При достаточном токе базы, ток коллектор-эмиттер возникнет в данной цепи и сложится с током база-эмиттер. PNP-транзистор перейдет в открытое состояние.

Биполярные транзисторы обычно используются в различных устройствах в усилительном, барьерном или в ключевом режиме.

В усилительном режиме ток базы никогда не опускается ниже тока удержания, при котором транзистор все время пребывает в открытом проводящем состоянии. В данном режиме колебания малого тока базы инициируют соответствующие колебания значительно большего тока коллектора.

В ключевом режиме транзистор переходит из закрытого состояния в открытое, выполняя роль быстродействующего электронного коммутатора. В барьерном режиме — путем варьирования тока базы управляют током нагрузки, включенной в цепь коллектора.

Источник: http://electricalschool.info/electronica/2187-ustroystvo-i-princip-raboty-tranzistora.html

Устройство коллекторной машины постоянного тока

Конструкция электрической машины постоянного тока включает (рис. 4.2): подшипниковые щиты 1, подшипники 2, вентилятор 3, якорь 4, коллектор 5, главный 6 и дополнительный 7 полюсы и щеткодержатель с траверсой 8. Условное обозначение такой машины приведено на том же рисунке.

Рис. 4.2. Устройство машины постоянного тока

Статор. Состоит из станины и главных полюсов. Станина служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитопровода, так как через нее замыкается магнитный поток машины. Станину изготовляют из стали — материала, обладающего достаточной механической прочностью и большой магнитной проницаемостью. В нижней части станины имеются лапы для крепления машины к фундаментной плите, а по окружности станины расположены отверстия для крепления сердечников главных полюсов.

Главные полюсы предназначены для создания в машине магнитного поля возбуждения. Главный полюс состоит из сердечника и полюсной катушки. Со стороны, обращенной к якорю сердечник полюса имеет полюсный наконечник, который обеспечивает необходимое распределение магнитной индукции в зазоре машины. Сердечники главных полюсов делают шихтованными из листовой конструкционной стали толщиной 1-2 мм или изтонкоколистовой электротехнической анизотропной холоднокатаной стали, например, марки 3411. Штампованные пластины главных полюсов специально не изолируют, так как тонкая пленка окисла на их поверхности достаточна для значительного ослабления вихревых токов, наведенных в полюсных наконечниках пульсациями магнитного потока, вызванного зубчатостью сердечника якоря. Анизотропная сталь обладает повышенной магнитной проницаемостью вдоль проката, что должно учитываться при штамповке пластин и их сборке в пакет. Пониженная магнитная проницаемость поперек проката способствует ослаблению реакции якоря и уменьшению потока рассеяния главных и добавочных полюсов.

В машинах постоянного тока небольшой мощности полюсные катушки делают бескаркасными — намоткой медного обмоточного провода непосредственно на сердечник полюса, предварительно наложив на него изоляционную прокладку (рис. 4.3, а). В большинстве машин (мощностью 1 кВт и более) полюсную катушку делают каркасной: обмоточный провод наматывают на каркас(обычно пластмассовый), а затем надевают на сердечник полюса (рис. 4.3, б). В некоторых конструкциях машин полюсную катушку для более интенсивного охлаждения разделяют по высоте на части, между которыми оставляют вентиляционные каналы.

Читайте так же:  Дисциплинарный проступок как основание дисциплинарной ответственности

Рис. 4.3. Главные полюсы с бескаркасной (а) и каркасной (б) полюсными катушками

Якорь. Якорь машины постоянного тока состоит извала, сердечника с обмоткой и коллектора. Сердечник якоря имеет шихтованную конструкцию и набирается из штампованных пластин тонколистовой электротехнической стали. Листы покрывают изоляционным лаком, собирают в пакет и запекают. Готовый сердечник напрессовывают на вал якоря. Такая конструкция сердечника якоря позволяет значительно ослабить в нем вихревые токи, возникающие в результате его перемагничивания в процессе вращения в магнитном поле. На поверхности сердечникаякоря имеются продольные пазы; в которые укладывают обмотку якоря.

Обмотку выполняют медным проводом круглого или прямоугольного сечения. Пазы якоря после заполнения их проводами обмотки обычно закрывают клиньями (текстолитовыми или гетинаксовыми). В некоторых машинах пазы не закрывают клиньями, а накладывают на поверхность якоря бандаж. Бандаж делают из проволоки или стеклоленты с предварительным натягом. Лобовые части обмотки якоря крепят к обмоткодержателям бандажом.

Коллектор является одним из сложных узлов машины постоянного тока. Основными элементами коллектора являются пластины трапецеидального сечения из твердотянутой меди, собранные таким образом, что коллектор приобретает цилиндрическую форму. В зависимости от способа закрепления коллекторных пластин различают два основных типа коллекторов: со стальными конусными шайбами и на пластмассе. На рис. 4.4, а показано устройство коллектора со стальными конусными шайбами.

Рис. 4.4. Устройство коллектора с конусными шайбами

Нижняя часть коллекторных пластин 6 имеет форму «ласточкина хвоста». После сборки коллектора эти части пластин оказываются зажатыми между стальными шайбами 1 и 3, изолированными от медных пластин миканитовыми манжетами 4. Конусные шайбы стянуты винтами 2. Между медными пластинами расположены миканитовые изоляционные прокладки. В процессе работы машины рабочая поверхность коллектора постепенно истирается щетками. Чтобы при этом миканитовые прокладки не выступали над рабочей поверхностью коллектора, что вызвало бы вибрацию щеток и нарушение работы машины, между коллекторными пластинами фрезеруют пазы (дорожки) на глубину до 1,5 мм (рис. 4.4, б). Верхняя часть 5 коллекторных пластин (см. рис. 4.4, а), называемая петушком, имеет узкий продольный паз, в который закладывают проводники обмотки якоря и тщательно припаивают.

В машинах постоянного тока малой мощности часто применяют коллекторы на пластмассе, отличающиеся простотой в изготовлении. Набор медных и миканитовых пластин в таком коллекторе удерживается пластмассой, запрессованной в пространство между набором пластин и стальной втулкой 4 и образующей корпус коллектора. Иногда с целью увеличения прочности коллектора эту пластмассу 2 армируют стальными кольцами 3 (рис. 4.5). В этом случае миканитовые прокладки должны иметь размеры большие, чем у медных пластин 1, что исключит замыкание пластин стальными (армирующими) кольцами 3.

Электрический контакт с коллектором осуществляется посредством щеток, располагаемых в щеткодержателях.

Рис. 4.5. Устройство коллектора Рис. 4.6. Щеткодержатель

на пластмассе. (сдвоенный) машины

Щеткодержатель (рис. 4.6) состоит из обоймы 4, в которую помещают щетку 3, курка 1, представляющего собой откидную деталь, передающую давление пружины 2 на щетку. Щеткодержатель крепят на пальце зажимом 5. Щетка снабжается гибким тросиком 6 для включения ее в электрическую цепь машины. Все щеткодержатели одной полярности соединены между собой сборными шинами, подключенными к выводам машины. Одно из основных условий бесперебойной работы машины — плотный и надежный контакт между щеткой и коллектором. Давление на щетку должно быть отрегулировано, так как чрезмерный нажим может вызвать преждевременный износ щетки и перегрев коллектора, а недостаточный нажим — искрение на коллекторе.

Помимо указанных частей машина постоянного тока имеет два подшипниковых щита: передний (со стороны коллектора) и задний (см. рис. 4.2). В центральной части щита имеется расточка под подшипник. На переднем подшипниковом щите имеется смотровое окно (люк) с крышкой, через которое можно осмотреть коллектор и щетки, не разбирая машины. Концы обмоток выведены на зажимы коробки выводов. Вентилятор служит для самовентиляции машины: воздух поступает в машину обычно со стороны коллектора, омывает нагретые части (коллектор, обмотки и сердечники) и выбрасывается с противоположной стороны через решетку.

Из рассмотрения принципа действия и устройства коллекторной машины постоянного тока следует, что непременным элементом этой машины, включенным между обмоткой якоря и внешней сетью, является щеточно-коллекторный узел — механический преобразователь рода тока. Таким образом, коллекторные машины сложнее бесколлекторных машин переменного тока (асинхронной и синхронной) и, следовательно, уступают им (особенно асинхронной машине) в надежности и имеют более высокую стоимость

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: http://studopedia.ru/8_137971_ustroystvo-kollektornoy-mashini-postoyannogo-toka.html

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Конструкция коллекторного электродвигателя постоянного тока

Статор — неподвижная часть двигателя.

Индуктор (система возбуждения) — часть коллекторной машины постоянного тока или синхронной машины, создающая магнитный поток для образования момента. Идуктор обязательно включает либо постоянные магниты либо обмотку возбуждения. Индуктор может быть частью как ротора так и статора. В двигателе, изображенном на рис. 1, система возбуждения состоит из двух постоянных магнитов и входит в состав статора.

Якорь — часть коллекторной машины постоянного тока или синхронной машины, в которой индуктируется электродвижущая сила и протекает ток нагрузки [2]. В качестве якоря может выступать как ротор так и статор. В двигателе, показанном на рис. 1, ротор является якорем.

Щетки — часть электрической цепи, по которой от источника питания электрический ток передается к якорю. Щетки изготавливаются из графита или других материалов. Двигатель постоянного тока содержит одну пару щеток или более. Одна из двух щеток соединяется с положительным, а другая — с отрицательным выводом источника питания.

Коллектор — часть двигателя, контактирующая со щетками. С помощью щеток и коллектора электрический ток распределяется по катушкам обмотки якоря [1].

Типы коллекторных электродвигателей

По конструкции статора коллекторный двигатель может быть с постоянными магнитами и с обмотками возбуждения.

Коллекторный двигатель с постоянными магнитами

Коллекторный двигатель постоянного тока (КДПТ) с постоянными магнитами является наиболее распространенным среди КДПТ. Индуктор этого двигателя включает постоянные магниты, которые создают магнитное поле статора. Коллекторные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами (КДПТ ПМ) обычно используются в задачах не требующих больших мощностей. КДПТ ПМ дешевле в производстве, чем коллекторные двигатели с обмотками возбуждения. При этом момент КДПТ ПМ ограничен полем постоянных магнитов статора . КДПТ с постоянными магнитами очень быстро реагирует на изменение напряжения. Благодаря постоянному полю статора легко управлять скоростью двигателя. Недостатком электродвигателя постоянного тока с постоянными магнитами является то, что со временем магниты теряют свои магнитные свойства, в результате чего уменьшается поле статора и снижаются характеристики двигателя.

    Преимущества:
  • лучшее соотношение цена/качество
  • высокий момент на низких оборотах
  • быстрый отклик на изменение напряжения
    • Недостатки:
  • постоянные магниты со временем, а также под воздействием высоких температур теряют свои магнитные свойства
  • Коллекторный двигатель с обмотками возбуждения

      По схеме подключения обмотки статора коллекторные электродвигатели с обмотками возбуждения разделяют на двигатели:
    Читайте так же:  Ученая степень резюме
  • независимого возбуждения
  • последовательного возбуждения
  • параллельного возбуждения
  • смешанного возбуждения
  • Двигатели независимого и параллельного возбуждения

    В электродвигателях независимого возбуждения обмотка возбуждения электрически не связана с обмоткой якоря (рисунок выше). Обычно напряжение возбуждения UОВ отличается от напряжения в цепи якоря U. Если же напряжения равны, то обмотку возбуждения подключают параллельно обмотке якоря. Применение в электроприводе двигателя независимого или параллельного возбуждения определяется схемой электропривода. Свойства (характеристики) этих двигателей одинаковы [3].


    В двигателях параллельного возбуждения токи обмотки возбуждения (индуктора) и якоря не зависят друг от друга, а полный ток двигателя равен сумме тока обмотки возбуждения и тока якоря. Во время нормальной работы, при увеличении напряжения питания увеличивается полный ток двигателя, что приводит к увеличению полей статора и ротора. С увеличением полного тока двигателя скорость так же увеличивается, а момент уменьшается. При нагружении двигателя ток якоря увеличивается, в результате чего увеличивается поле якоря. При увеличении тока якоря, ток индуктора (обмотки возбуждения) уменьшается, в результате чего уменьшается поле индуктора, что приводит к уменьшению скорости двигателя, и увеличению момента.

      Преимущества:
  • практически постоянный момент на низких оборотах
  • хорошие регулировочные свойства
  • отсутствие потерь магнетизма со временем (так как нет постоянных магнитов)
    • Недостатки:
  • дороже КДПТ ПМ
  • двигатель выходит из под контроля, если ток индуктора падает до нуля
  • Коллекторный электродвигатель параллельного возбуждения имеет механическую характеристику с уменьшающимся моментом на высоких оборотах и высоким, но более постоянным моментом на низких оборотах. Ток в обмотке индуктора и якоря не зависит друг от друга, таким образом, общий ток электродвигателя равен сумме токов индуктора и якоря. Как результат данный тип двигателей имеет отличную характеристику управления скоростью. Коллекторный двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой возбуждения обычно используется в приложениях, которые требуют мощность больше 3 кВт, в частности в автомобильных приложениях и промышленности. В сравнении с КДПТ ПМ, двигатель параллельного возбуждения не теряет магнитные свойства со временем и является более надежным. Недостатками двигателя параллельного возбуждения являются более высокая себестоимость и возможность выхода двигателя из под контроля, в случае если ток индуктора снизится до нуля, что в свою очередь может привести к поломке двигателя [5].

    Двигатель последовательного возбуждения

    В электродвигателях последовательного возбуждения обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря, при этом ток возбуждения равен току якоря (Iв = Iа), что придает двигателям особые свойства. При небольших нагрузках, когда ток якоря меньше номинального тока (Iаном) и магнитная система двигателя не насыщена (Ф

    Iа), электромагнитный момент пропорционален квадрату тока в обмотке якоря:

    • где M – момент электродвигателя, Н∙м,
    • сМ – постоянный коэффициент, определяемый конструктивными параметрами двигателя,
    • Ф – основной магнитный поток, Вб,
    • Ia – ток якоря, А.

    С ростом нагрузки магнитная система двигателя насыщается и пропорциональность между током Iа и магнитным потоком Ф нарушается. При значительном насыщении магнитный поток Ф с ростом Iа практически не увеличивается. График зависимости M=f(Ia) в начальной части (когда магнитная система не насыщена) имеет форму параболы, затем при насыщении отклоняется от параболы и в области больших нагрузок переходит в прямую линию [3].

    Способность двигателей последовательного возбуждения развивать большой электромагнитный момент обеспечивает им хорошие пусковые свойства.

      Преимущества:
  • высокий момент на низких оборотах
  • отсутствие потерь магнетизма со временем
    • Недостатки:
  • низкий момент на высоких оборотах
  • дороже КДПТ ПМ
  • плохая управляемость скоростью из-за последовательного соединения обмоток якоря и индуктора
  • двигатель выходит из под контроля, если ток индуктора падает до нуля
  • Коллекторный двигатель последовательного возбуждения имеет высокий момент на низких оборотах и развивает высокую скорость при отсутствии нагрузки. Данный электромотор идеально подходит для устройств, которым требуется развивать высокий момент (краны и лебедки), так как ток и статора и ротора увеличивается под нагрузкой. В отличии от КДПТ ПМ и двигателей параллельного возбуждения двигатель последовательного возбуждения не имеет точной характеристики контроля скорости, а в случае короткого замыкания обмотки возбуждения он может стать не управляемым.

    Двигатель смешанного возбуждения

    Двигатель смешанного возбуждения имеет две обмотки возбуждения, одна из них включена параллельно обмотке якоря, а вторая последовательно. Соотношение между намагничивающими силами обмоток может быть различным, но обычно одна из обмоток создает большую намагничивающую силу и эта обмотка называется основной, вторая обмотка называется вспомогательной. Обмотки возбуждения могут быть включены согласовано и встречно, и соответственно магнитный поток создается суммой или разностью намагничивающих сил обмоток. Если обмотки включены согласно, то характеристики скорости такого двигателя располагаются между характеристиками скорости двигателей параллельного и последовательного возбуждения. Встречное включение обмоток применяется, когда необходимо получить неизменную скорость вращения или увеличение скорости вращения с увеличением нагрузки. Таким образом, рабочие характеристики двигателя смешанного возбуждения приближаются к характеристикам двигателя параллельного или последовательного возбуждения, смотря по тому, какая из обмоток возбуждения играет главную роль [4].

      Преимущества:
  • хорошие регулировочные свойства
  • высокий момент на низких оборотах
  • менее вероятен выход из под контроля
  • отсутствие потерь магнетизма со временем
    • Недостатки:
  • дороже других коллекторных двигателей
  • Двигатель смешанного возбуждения имеет эксплуатационные характеристики двигателей с параллельным и последовательным возбуждением. Он имеет высокий момент на низких оборотах, так же как двигатель последовательного возбуждения и хороший контроль скорости, как двигатель параллельного возбуждения. Двигатель смешанного возбуждения идеально подходит для устройств автомобилей и промышленности (таких как генераторы). Выход двигателя смешанного возбуждения из под контроля менее вероятен, так как для этого ток параллельной обмотки возбуждения должен уменьшиться до нуля, а последовательная обмотка возбуждения должна быть закорочена.

    Характеристики коллекторного электродвигателя постоянного тока

    Видео (кликните для воспроизведения).

    Эксплуатационные свойства двигателей постоянного тока определяются их рабочими, электромеханическими и механическими характеристиками, а также регулировочными свойствами.

    Основные параметры электродвигателя постоянного тока

    Постоянная момента

    Для коллекторного электродвигателя постоянного тока постоянная момента определяется по формуле:

    • где Z — суммарное число проводников,
    • Ф – магнитный поток, Вб [1]

    Источник: http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/brushdcmotor/

    Для чего в машинах постоянного тока используется коллектор?

    Коллектор — это система медных пластин, изолированных друг от друга и от вала якоря. К пластинам припаяны отводы от обмотки якоря. Для соединения коллектора с зажимами машины и внешней цепью служат скользящие контакты (щетки).

    Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях).

    Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины .

    Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса. На рис. 1. показан общий вид коллектора электрической машины .

    Для рассмотрения работы коллектора обратимся к рис. 2, на котором рамка с проводниками А и В показана в разрезе. Для большей наглядности проводник А показан толстым кружком, а проводник В двумя тонкими кружками.

    Читайте так же:  Списание задолженности по кредитам физических лиц

    Щетки замкнуты на внешнее сопротивление тогда э. д. с., индуктируемая в проводниках, будет вызывать в замкнутой цепи электрический ток. Поэтому при рассмотрении работы коллектора можно говорить не об индуктированной э. д. с., а об индуктированном электрическом токе.

    Рис. 1. Коллектор электрической машины

    Рис. 2. Упрощенное изображения коллектора

    Рис. 3. Выпрямление переменного тока с помощью коллектора

    Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда вращающаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться наибольший по величине ток, так как проводники пересекают магнитные силовые линии, двигаясь перпендикулярно к ним.

    Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластиной 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 возвратится в проводник А. При этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.

    Дальнейший поворот рамки (положение В) приведет снова к индуктированию тока в обоих проводниках; однако направление тока в проводниках будет противоположно тому, которое они имели в положении А. Так как вместе с проводниками повернутся и коллекторные пластины, то щетка 4 снова будет отдавать электрический ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет возвращаться в рамку.

    Отсюда следует, что, несмотря на изменение направления тока в самих вращающихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во внешней цепи не изменилось .

    В следующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной линии, в проводниках и, следовательно, во внешней цепи тока опять не будет.

    В последующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким образом, направление индуктированного направление тока во внешней цепи благодаря коллектору все время будет оставаться одним и тем же, а вместе с этим сохранится и полярность щеток.

    Рис. 4. Коллектор двигателя постоянного тока

    Представление о характере изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки, снабженной коллектором, дает кривая рис. 5. Из кривой видно, что наибольших значений ток достигает в точках, соответствующих 90° и 270°, т. е. когда проводники пересекают силовые линии непосредственно под полюсами. В точках 0° (360°) и 180° ток во внешней цепи равен нулю, так как проводники, проходя нейтральную линию, силовых линий не пересекают.

    Рис. 5. Кривая изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки после выпрямления коллектором

    Из кривой нетрудно заключить, что хотя направление тока во внешней цепи и остается неизменным, но величина его все время меняется в пределах от нуля до максимума.

    Электрический ток, постоянный по направлению, но переменный по величине, носит название пульсирующего тока. Для практических целей пульсирующий ток очень неудобен. Поэтому в генераторах стремятся сгладить пульсации и сделать ток более ровным.

    В отличие от генераторов, в двигателях постоянного тока коллектор выполняет роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря. Если в генераторе коллектор служит для выпрямления переменного тока в постоянный, то в электродвигателе роль коллектора сводится к распределению тока в обмотках якоря таким образом, чтобы в течение всего времени работы электродвигателя в проводниках, находящихся в данный момент под северным полюсом, ток проходил постоянно в каком-либо одном направлении, а в проводниках, находящихся под южным полюсом, — в противоположном направлении.

    Источник: http://electricalschool.info/main/osnovy/810-dlja-chego-v-mashinakh-postojannogo.html

    Коллектор, Принцип действия простейшего коллектора.

    Коллектора — механический преобразователь переменного тока в постоянный и наоборот. Необходимость в таком преобразователе объясняется тем, что в обмотке якоря коллекторной машины должен протекать переменный ток
    Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях).

    Под дей­ствием напряжения через щетки, пластины коллектора и виток потечет ток. По закону электромагнитной силы (закон Ампера) взаимодействие тока и магнитного поля создает силу, которая направлена перпендикулярно. Направление силы определяется правилом левой руки (рис. 1.5): на верхний проводник сила действует вправо, на нижний – влево. Эта пара сил создает вращающий момент, поворачивающий виток по часовой стрелке. При переходе верхнего проводника в зону южного полюса, а нижнего – в зону северного полюса концы проводников и соединенные с ними коллекторные пластины вступают в контакт со щетками другой полярности.

    Направление тока в проводниках витка изменяется на проти­воположное, а направление сил, момента и тока во внешней цепи не изменяется. Виток непрерывно будет вращаться в магнитном поле и может приводить во вращение вал рабочего механизма (РМ).

    Таким образом, коллектор в режиме двигателя не только обеспечивает контакт внешней цепи с витком, но и выполняет функцию механического инвертора, т.е. преобразует постоянный ток во внешней цепи в переменный ток в витке.

    Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

    Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10741 — | 8055 — или читать все.

    Источник: http://studopedia.ru/14_31818_kollektor-printsip-deystviya-prosteyshego-kollektora.html

    Распределительный коллектор отопления

    На сегодняшний день можно встретить инновационные разработки систем отопления, но водяное отопление, кажется, всегда будет лидировать. Ведь такая система – эффективная и практичная, большинство людей очень довольны ею. Но каждая водяная система отопления с течением времени может стать менее эффективной. И тогда многие начинают интересоваться способами ее модернизации.

    Именно к таким способам можно отнести распределительный коллектор отопления, который удачно заменяет одно- и двухтрубное отопление. Такая система способна увеличить эффективность, удобство эксплуатации и пригодность к ремонтам. Также применяется и смесительный узел для отопления в качестве совершенствования системы теплый пол.

    Устройство коллектора и принцип работы

    Коллекторная система отопления – это гребенка, от которой идут выводы для подсоединения приборов отопления. Количество таких выводов может быть совсем разным. Если необходимо, узел можно дополнить отводами. На коллектор можно также поставить клапаны для слива и выпуска воды и воздуха, счетчики тепла.

    На выводы можно ставить также регулировочные или отсекающие краны, благодаря чему можно будет регулировать или отключать поток носителя тепла. Прибор ставится в отопительную систему как коллекторный блок, куда входит подающая и обратная гребенка. Они оснащены выпускными вентилями и кранами.

    Гребенка для отопления функционирует очень просто. Носитель тепла, который разогрет котлом до необходимой температуры, идет в подающую гребенку. Далее он распределяется между приборами отопления. К каждому прибору делается трубопровод, по которому и идет носитель тепла. В радиаторе жидкость, которая уже отдала часть тепла, частично охлаждается, по другой трубе идет в обратную гребенку и оттуда – в котел. Благодаря такому распределению радиаторы разогреваются равномерно, так как к каждому подходит отдельная подающая труба.

    В многоэтажном здании коллектор для отопления устанавливается на каждом этаже, благодаря чему можно получить отдельные поэтажные контуры отопления с автономным регулированием.

    Если нужно, можно отключить отопление всего этажа или же только несколько приборов, поэтому обслуживать и ремонтировать узел смешения отопления намного проще. На работу всей системы отопления такое распределение никак не повлияет. Применение коллекторной системы увеличивает эффективность работы отопительного оборудования, так как на его выводы можно поставить приборы, которые регулируют температуру и напор носителя тепла, расходомер.

    Читайте так же:  График работы участкового уполномоченного полиции

    Особенности работы коллекторной системы

    Если распределительная гребенка системы отопления будет установлена в малоэтажном загородном или частном доме, то здесь она считается наиболее эффективной и надежной. Обустройство такой системы будет дороже, чем монтаж традиционных одно- и двухтрубных систем.

    Когда вы планируете устанавливать коллекторное отопление, следует помнить то, что оно не сможет работать без насоса циркуляции.

    Кроме этого, монтаж такой системы является достаточно трудоемким и сложным. Несомненно, установку коллекторной системы лучше всего доверить профессионалам. Для монтажа вам потребуется много труб, так как здесь будет индивидуальная разводка от коллектора до каждого прибора отопления.

    Виды коллекторов

    На сегодняшний день производители предлагают множество моделей таких устройств, как распределительные гребенки для отопления. Среди таких моделей можно найти приборы, имеющие максимальный набор элементов. К примеру, на подающей части могут быть расходомеры, которые регулируют поток носителя тепла в каждой петле, чтобы он лучше распределялся. На обратной трубе делаются термодатчики для контролирования температуры каждого прибора отопления. Система позволит вам в автоматическом режиме контролировать нагревание каждого радиатора. Цена такой гребенки будет высокой.

    Можно выбрать и более простые модели. К примеру, латунная гребенка для системы отопления с дюймовым проходом. На приборе есть заглушки на обратном коллекторе, поэтому, если нужно, можно поставить дополнительные приборы. Существуют также и литые устройства, и простые с цанговыми зажимами для труб и металлопластика. Такие коллекторы являются самым дешевым вариантом, но и проблемным. Ведь такое устройство будет страдать от возможного подтекания носителя тепла на том участке, где соединен вентиль, так как уплотнитель быстро изнашивается, а поменять его можно не всегда.

    Мастера на все руки часто и сами делают коллектор системы отопления.

    Так, можно взять трубу из нержавейки необходимого диаметра, куда привариваются выходы. Также сюда нужно будет поставить дополнительные элементы для того чтобы получилось полноценное оборудование. Именно поэтому многие используют бюджетный вариант – коллектор для отопления из полипропилена. Такое устройство отопительной системы, как гребенка для отопления из полипропилена, является довольно удобным, но все-таки уступает в качестве.

    Место для системы

    Лучшим местом для того чтобы поставить устройство коллектора отопления, будет его выбор в процессе проектирования. Если у вас здание на несколько этажей, то на каждом делается место под коллекторный блок. Обычно делается ниша в стене, которая располагается на небольшой высоте от пола. Ниша обязательно должна находиться в помещении, которое защищено от излишней влаги.

    Прибор можно установить прямо на стену, если это подсобное помещение, или же для него прекрасно служат специальные коллекторные шкафы для отопления. Такие шкафчики сделаны из металла, они обладают дверцей и выштамповкой, которая служит для подводки труб в боковых стенах. Внутри могут быть также специальные крепления для блока коллектора. Шкафчик может быть накладным или встраиваемым.

    Преимущества и недостатки коллекторной системы

    Прежде всего, преимущества, которые предоставляет коллекторная схема отопления, сводятся к удобству в работе и управлении. Здесь каждый компонент всего контура может управляться независимо и централизованно. Поэтому, если вы – в одной точке дома, вы можете задать температурный режим для любой комнаты. Если нужно – можно совсем отключить прибор отопления или группу приборов. Отключение не затронет остальные помещения.

    Каждая ветка, которая входит в узел управления отопления коллекторной системой, питает только один радиатор или их небольшую группу, поэтому можно взять небольшой диаметр трубы.

    Если нужно, схема коллектора отопления, позволит вам сделать несколько контуров с различными параметрами отопления – температурой и перепадом. Для этого применяется гидрострелка – это разновидность такого устройства, как гидроколлектор системы отопления, представляющая собой трубу с большим внутренним объемом.

    Ставится она несколько необычно, делается своего рода короткое замыкание подачи и обратки. Котел постоянно подогревает воду в первичном контуре, она медленно циркулирует внутри гидравлической стрелки, когда отбирается вода на разном расстоянии от врезок подачи и обратки, можно получить разные значения в перепадах давления и температуры носителя тепла.

    Среди недостатков системы можно отметить несколько. Заметим, что распределительный коллектор системы отопления – это не дешевое удовольствие. Стоимость такой системы – наверное, единственная вещь, которая отпугивает потребителей. Ведь кольцевой коллектор для отопления производится из стали высокой прочности, а ее цена – намного выше простых труб. Также для обустройства системы требуется запорная арматура высокого качества. Количество арматуры зависит от количества контуров.

    Также к недостаткам можно отнести и то, что коллекторный узел для отопления способен работать только с наличием циркуляционного насоса, а это – расходы на электрическую энергию.

    Источник: http://otoplenie-doma.org/raspredelitelnyj-kollektor-otopleniya.html

    Коллектор отопления: что это такое, схема и изготовление своими руками

    Грамотно спроектированная система автономного отопления надёжна в эксплуатации, проста в управлении, а главное, она экономически более выгодна по сравнению с централизованной. Понимая общий принцип её работы, можно конструировать самые разные схемы с учётом конфигурации и этажности дома, специфики помещений. Воплотить в жизнь тот или иной вариант сети, сделав её максимально удобной для пользователя, позволяет коллектор отопления – «стратегически» важный для многоконтурных систем элемент, посредством которого распределяется и дозируется нагретый теплоноситель.

    Что такое коллектор, и как он функционирует

    Термином «коллектор» называется узел или устройство, представляющее собой кусок трубы с множеством отводов, делающим его похожим на гребень (отсюда и название «гребёнка»). Через него потоки жидкого теплоносителя с разными температурами могут смешиваться до достижения заданных параметров, а затем распределяться по контурам.

    В системе должно быть две таких гребёнки – на подающей трубе, и на обратной. Одна принимает теплоноситель от котла и дозирует его, направляя в контуры, а вторая, собирает эти потоки на обратном пути и возвращает в котёл для донагрева.

    1. Для управления потоками на гребёнках имеется арматура с дозирущими клапанами. К ним подключается манометр для контроля давления. В некоторых системах может быть включен ещё и насос, посредством которого и осуществляется циркуляция воды в системе.
    2. Пропускная часть гребёнки имеет несколько больший, чем у основного трубопровода, диаметр (он определяется расчётом). При попадании в коллектор скорость теплоносителя снижается, что и даёт возможность перераспределить поток или изменить траекторию его движения.
    3. У радиаторного отопления и у подогреваемого пола должны быть свои отдельные коллекторы, к которым подключаются ветки, ведущие в то или иное помещение или на разные этажи.
    4. В случае необходимости, одну ветку можно перекрыть, либо попросту снизить температуру подаваемого в неё теплоносителя, не затрагивая характеристики других контуров.

    Примечание! Как вариант, можно установить такой узел в сборе, как на фото, который именуется гидрораспределительной стрелкой.

    На заметку! Если требуется ремонт, достаточно отключить только один контур, не трогая остальные. Так же это позволит снизить эксплуатационные расходы системы, когда в комнате (например, гостевой) никто не живёт, и в её постоянном обогреве нет никакой необходимости.

    Особенности распределения теплоносителя

    Отопительный распределительный узел всегда индивидуален по структуре, так как стандартизация здесь неуместна. Модификация может быть любой и должна быть адаптирована к техническому устройству и другим особенностям системы, в составе которых могут присутствовать совершенно разные комплектные вариации приборов и арматуры.

    Читайте так же:  Жалоба в прокуратуру черная зарплата

    Наиболее простой вариант – это когда никаких приборов вовсе нет, а есть только простейшая гребёнка с двумя-тремя выходами. В такой системе можно только произвести отключение одного из контуров, а вот контроль объёма и температуры жидкости-теплоносителя не предусматриваются.

    Да это и не всегда нужно. Например, в небольшой системе отопления коттеджа, в которой нагрев теплоносителя обеспечивает работающий на газе котёл. Обычно он сам и выполняет функции контроллера, так как почти все современные модели оборудованы соответствующими приборами.

    Отопительные котлы для частного дома (особенно газовые напольные) пользуются популярностью в разных странах мира, в том числе и у нас. Все эти изделия имеют похожий вид, но все-таки отличаются между собой по характеристикам. Для того, чтобы приобрети оптимальный вариант, в специальной статье рассмотрим основные критерии выбора котлов.

    В больших разветвлённых системах устанавливают усовершенствованные коллектора, которые оснащены полным набором контролирующей арматуры: термостатом, датчиком и регулятором давления, смесительными клапанами и воздухоотводчиками. Комплектация варьируется, и именно от неё и зависит стоимость узла.

    В доме, в котором кроме радиаторного отопления имеется ещё и подогреваемый пол, распределительный узел может выглядеть так, как на фото: слева коллектор на радиаторные контуры, справа на подогреваемые полы, а в середине смесительный узел, центром которого является обеспечивающий циркуляцию насос.

    Если дом имеет несколько уровней, коллекторные узлы устанавливают на каждом этаже. Место установки выбирается такое, откуда можно обеспечить одинаковую длину подводки к каждому радиатору.

    Длина контура не должна превышать 120 м – при большем значении формируется дополнительная коллекторная группа. Кроме того, более протяжённые трассы должны доукомплектовываться насосом, так как теплоноситель в них будет быстрее остывать.

    В зависимости от конкретных условий подбираются гребёнки по типу подключения. Оно может быть верхним или диагональным, но предпочтение чаще отдаётся нижнему, при котором разводку можно скрыть в конструкции пола или плинтуса. Узел обычно прячется в специальном шкафу, либо для его установки в стене обустраивается ниша.

    Что касается гидрострелок: их монтируют на крупных объектах с большим количеством контуров, когда необходимо компенсировать потери не только температуры, но и объёма теплоносителя. Достигается это за счёт его вторичной циркуляции, но такая возможность будет только при наличии на каждом контуре собственного насоса.

    Фактически, через одну гидрострелку можно обустроить несколько независимых друг от друга узлов, у каждого из которых свои собственные рабочие настройки. Но и обычный «ненавороченный» коллектор позволяет сохранять стабильное давление в системе даже в том случае, когда открыты сразу несколько кранов.

    На что ориентироваться при выборе

    Стоимость отдельной гребёнки или цельного коллектора в сборе зависит не только от мощности устройства или его оснащённости, но и от материала изготовления. Самые дорогие – изделия из нержавейки, чуть дешевле латунные.

    Наиболее доступными по цене являются гребёнки из полиэтилена (соединяются фитингами) и полипропилена (для соединений используется пайка). Они легки и просты в монтаже, но неспособность полимеров выдерживать высокие температуры является существенным недостатком, ограничивающим сферу применения изделий.

    На заметку! Выбор того или иного варианта осуществляется не только из соображений стоимости, но и в зависимости от того, какие смонтированы трубы. Идеально когда все элементы системы собраны из однотипного материала — а ещё лучше, если они ещё и от одного производителя.

    Кроме отводов на контуры, у гребёнки имеется отверстие для стыковки с трубой и заглушка, в которой может быть вмонтирован клапан для выпуска воздуха. Убрав её, одно изделие можно присоединить к другому, составив один цельный блок, не пользуясь при этом переходниками.

    После того как определитесь с материалом, следует обратить внимание на технические параметры изделий. Среди них не только количество контуров присоединения, но и:

    1. Пропускная способность.
    2. Максимально допустимое давление (рабочее).
    3. Укомплектованность контрольными приборами и степень автоматизации.
    4. Межосевое расстояние контура.
    5. Минимальная и максимальная температура (рабочая).

    Коллекторные узлы в сборе могут продаваться и в комплекте со шкафом для установки. Но в принципе, собрать самостоятельно можно не только шкаф, но и сам коллектор.

    Цены на коллекторы для систем водоснабжения и отопления

    Видео — Коллекторы для радиаторов и теплого пола

    Сборка заводского коллектора

    Рассмотрим для начала на конкретном примере, из чего состоит готовый распределительный узел от производителя.

    Таблица 1. Сборка заводского коллектора.

    Шаги, фото Комментарий
    Этот коллекторный узел называется готовым только потому, что все необходимые и подобранные по оптимальным параметрам элементы уже скомпонованы. Сам он находится в разобранном состоянии, и все детали ещё придётся собрать воедино. Это подающая гребёнка, каждый выход которой снабжен расходомером (красный приборчик сверху). Посредством него и устанавливается температурный диапазон в контурах. Именно на этой гребёнке, если необходимо, осуществляется перекрытие подачи теплоносителя в контуры. Обратная гребёнка, в отличие от подающей, оснащена термостатическими запорными клапанами нажимного действия. Сверху они накрыты колпачками, на лицевой стороне которых указано направление вращения (плюс и минус), поворачивая которые можно регулировать подачу вручную. Вместо колпачка на клапан можно установить сервопривод, который будет регулировать потоки воды автоматически. Эти в приборы в комплекте не идут, а приобретаются отдельно. Нужная температура выставляется на термостате, а он уже подаёт сигнал сервоприводу. Посредством кранов осуществляется отключение системы отопления. В конце каждого коллектора устанавливаются узлы, через которые можно слить воду из системы или стравить воздух. Назначения термометра, думаем, объяснять не надо. С левой стороны подающей гребёнки находится отверстие, через которое нагретая вода поступает от котла. На него сначала навинчивается тройник с термометром, а потом шаровый кран, через который и будет осуществляться подсоединение к трубопроводу. То же самое делается и на обратке. Справа на обе гребёнки прикручиваются узлы слива. В комплекте коллекторного узла есть кронштейн, посредством которого обе гребёнки связываются воедино, а затем и навешиваются на стену. Узел в сборе крепится к стене, либо устанавливается в специальный шкаф. Остаётся только присоединить к коллектору подающий трубопровод и контуры.

    Видео — Коллектор для тёплого пола и отопления. Обзор, сборка и установка коллекторного блока от STOUT

    Сборка самодельного коллектора

    Проще всего, конечно, купить готовый узел – если, конечно, вы в состоянии выложить за него несколько тысяч рублей. Если нет, вы можете с таким же успехом приобрести все элементы узла по отдельности и собрать его самостоятельно. Если это будет полипропиленовый вариант, вам понадобится специальный паяльник и ножницы для резки труб.

    Видео (кликните для воспроизведения).

    Источник: http://remont-book.com/kollektor-otopleniya/

    Устройство и работа коллектора
    Оценка 5 проголосовавших: 1

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here