Содержание
Предыдущий § Следующий

28.3. Универсальные коллекторные двигатели для бытовых приборов

28.3.1. Особенности коллекторных двигателей для бытовых приборов

Коллекторные двигатели постоянного тока и универсальные коллекторные двигатели по целому ряду свойств выгодно отличаются от асинхронных двигателей: они позволяют получать различные частоты вращения; дают возможность просто, плавно и экономично регулировать частоту вращения в широком диапазоне, имеют сравнительно высокий КПД, большие пусковые моменты. Эти положительные качества способствуют широкому распространению коллекторных двигателей несмотря на наличие у них весьма существенных недостатков, вызываемых наличием щеточно-коллекторного узла, снижающего надежность и требующего дополнительного уходи.

Особенностью коллекторных двигателей является то, что они не имеют дополнительных полюсов и компенсационной обмотки. По конструкции коллекторные двигатели весьма просты, что является несомненным их преимуществом перед рядом других двигателей. Выпускаются они, как правило, двухполюсными.

Коллекторные двигатели постоянного тока для бытовых электроприборов выпускаются с последовательным возбуждением и по

своему устройству, принципу действия и теории не отличаются от двигателей средней и большой мощности. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением осуществляется изменением магнитного потока возбуждения за счет шунтирования обмотки якоря или обмотки полюсов.

Из большого разнообразия коллекторных двигателей переменного тока малой мощности в бытовых электроприборах применяются универсальные коллекторные двигатели. По своему устройству эти двигатели почти не отличаются от коллекторных двигателей переменного тока с последовательным возбуждением. Для сближения характеристик двигателя на постоянном и переменном токе у обмоток возбуждения выполняются дополнительные выводы: при работе на постоянном токе включается вся обмотка возбуждения, а при работе на переменном токе — лишь часть ее. Однако даже при использовании на переменном токе только части витков обмотки возбуждения двигатель может быть универсальным лишь по вращающему моменту, развиваемой мощности и частоте вращения, причем только при номинальной частоте вращения. При всех других частотах вращения механические характеристики двигателя на переменном токе хуже, чем на постоянном.

Ток универсального коллекторного двигателя с уменьшенным числом обмотки возбуждения при его работе от сети переменного тока больше, чем при работе от сети постоянного тока, при той же механической мощности на валу.

Потери в двигателе при переменном токе больше, чем при постоянном токе, так как при переменном токе добавляются еще потери в стали станины и полюсов, а

также потери в меди обмоток вследствие увеличения потребляемого Двигателем тока.

Универсальные коллекторные двигатели, так же как и микродвигатели постоянного тока, выполняются, как правило, двухполюсными. Корпус илрмо обычно совмещаются. Полюсы и ярмо статора штампуются как одно целое из листов электротехнической стали, которые тщательно изолируются. Корпуса в этом случае, если они имеются, выполняются из сплавов алюминия. В двигателях, имеющих бескорпусное исполнение, подшипниковые щиты укрепляются непосредственно на пакете стали статора.

В коллекторных двигателях чаще применяются шариковые подшипники, которые обязательно снабжаются специальными защитными шайбами, уплотнителями, необходимыми для защиты подшипников от угольной пыли, особенно в двигателях с плохой коммутацией, рассчитанных на работу при больших частотах вращения.

Коллекторы двигателей, как правило, имеют пластмассовую основу. Лишь в высокоскоростных двигателях применяются коллекторы, аналогичные коллекторам крупных машин. Иногда для увеличения прочности коллекторы снабжаются армирующими кольцами.

28.3.2. Универсальные коллекторные встраиваемые двигатели серии УВ

Универсальные коллекторные встраиваемые двигатели переменного и постоянного тока служат для привода самых разнообразных механизмов.

Двигатели серии УВ охватывают пять габаритов (по внешнему диаметру пакетов стали статора). Габариты 02 и 03 имеют по одной длине пакета, а габариты 04, 05 и 06 — по две длины. Таким образом, серия УВ базируется на восьми типоразмерах двигателей - 02, 03, 041, 042, 051, 052, 061 и 062.

Двигатели серии УВ разработаны на мощности от 5 до 270 Вт.

Для универсальных электродвигателей предусмотрены частоты вращения 5000 и 8000 об/мин.

Двигатели выполнены на следующие напряжения:

127 и 220 В переменного тока;

127 и 220 В переменного тока (с переключением) ;

220 В переменного и постоянного тока (с переключением);

Рис. 28.13. Схема соединения обмоток универсальных коллекторных двигателей серии УВ

127 В переменного и 110 В постоянного тока (с переключением).

Схема соединения обмоток двигателей показана на рис. 28.13.

Мощность двигателей на два напряжения в одном исполнении ниже на 10— 20%, чем у двигателей на одно напряжение.

Исполнение по способу монтажа — с крепительным фланцем на щите, по способу защиты — открытое.

Двигатели выполнены на подшипниках качения с одним свободным концом вала и могут работать как при горизонтальном, так и при вертикальном положении вала. При вертикальном положении подшипники не допускают добавочной осевой нагрузки, так как они рассчитаны только на вес ротора с муфтой.

Двигатели серии УВ, за исключением некоторых модификаций, не снабжаются помехоподавляющими устройствами. Такие устройства должны быть предусмотрены в механизмах, в которых устанавливаются двигатели.

Срок службы двигателей колеблется в пределах 1200-3000 ч.

На базе двигателей основного исполнения разработан ряд модификаций, в частности: двигатели для пылесосов (УВ 041-ПС, УВ 42-ПС, УВ 051-ПС, УВ 052-ПС, УВ 061-ПС, УВ 062-ПС), швейных машин (УВ 041-Ш, УВК 041-Ш), стиральных машин (УВ 051-Ц, УВ 052-Ц), серия моментных двигателей для работы в схемах автоматического привода дистанционных вьпслючате-лей(УВ061-Ш50,УВ061-2М50,УВ061-1М64, УВ 061-2М64), двигатели для счетных аппаратов (УВС 041-СА).

Модификации на базе Двигателей серии УВ в зависимости от исполнения, условий охлаждения и частоты вращения в диапазоне от 4500 до 14Q00 об/мин указаны ниже:

Тип электродвигателя           Мощность, Вт

УВ 02........         2-18

УВ 03........         3-30

У В 041........         5-50

УВ 042........        10-80

У В 051........        18-20

УВ 052........       30-180

У В 061........       50-280

УВ 062.......          80-450

Модификации двигателей незначительно отличаются от основного исполнения. Это вызвано конструктивной особенностью аппаратов и приборов, куда встраиваются эти двигатели. Так, двигатели УВ 041-Ш2 выполнены с двумя свободными концами вала. Двигатели УВС 041-СА изготовляются на подшипниках скольжения и предназначены для работы только при горизонтальном положении вала без аксиальной нагрузки.

В моментных двигателях УВ 061-1М50, УВ 061-2М50, УВ 061.-1М64, УВ 061-2М64, УВ 061-М50, УВ 061-М64 обмоточные данные выбраны так, что они позволяют получить наибольший пусковой момент.

В табл. 28.24 и 28.25 приведены технические данные двигателей серии УВ.

Коллекторные двигатели серии УВ — открытые, невентилируемые. При необходимости можно получить защищенное вентилируемое исполнение (пристройкой вентилятора и корпуса любой формы).

Двигатели имеют минимальные габариты благодаря использованию пакета активной стали в качестве корпуса и отсутствию вентилятора.

Общий вид двигателей приведен на рис„ 28.14.

Статор набирается из лакированных листов электротехнической стали марки 1211 или 1212 толщиной 0,5 мм (рис. 28.15). Листы имеют дополнительные вырезы в ярме на середине расстояния между полюсами. Эти вырезы в собранном пакете создают продольный канал, который заливается сплавом, образуя прочный стержень, стягивающий пакет статора.

Для предотвращения распушения полюсы стягиваются четырьмя заклепками (по две на каждый полюс), которые образуются литьем под давлением одновременно с заливкой стягивающего стержня. Для большей прочности и монолитности конструкции двигателя, а также в целях существенного

Таблица 28.24. Технические данные двигателей серии УВ (основное исполнение)

Рис. 28.14. Общий вид двигателей серии УВ:

1 — подшипник со стороны свободного конца вала, 2 — фланец; 3 — обмотка возбуждения, 4 — пружина;

5 — пластина контактная, 6 — колпачок пластмассовый, 7 —подшипник со стороны коллектора; 8 —

фланец; 9 — шайба; 10 — щетка, // — обойма; 12 — втулка пластмассовая; 13 — скоба

упрощения технологии производства передний подшипниковый щит (подшипниковая опора со стороны коллектора) отливается вместе со стягивающим стержнем. Стягивающие стержни, выступая со стороны заднего подшипникового щита, образуют две консольные опоры, на которых механической обработкой получают замок для посадки заднего подшипникового щита.

Щеткодержатели расположены между полюсами и неподвижно укреплены в подшипниковой опоре. В конструкции щеточного

Рис. 28.15. Статор-ные листы двигателей серии УВ

Таблица 28.25. Технические данные модификации двигателей серии У В (бытовых)

Изготовляются на напряжение 127/220 В.

Таблица 28.26. Габаритные и установочные размеры, мм, двигателей УВ

аппарата, принятой в двигателях УВ, нет поворотной траверсы, что позволило уменьшить размеры двигателей, а также упростить технологию их изготовления.

В конструктивном исполнении щеткодержатели — трубчатые. Они имеют форму трубки (обоймы), внутри которой располагаются щетки и пружина. Щеткодержатели состоят из обоймы, пластмассовой втулки, пластмассового колпачка и контактной пластины. Обойма изготовляется из цинкового сплава литьем под давлением, спрессовывается пластмассой для обеспечения требуемой изоляции.

У двигателей меньших габаритов выводные концы с обоймой щеткодержателя соединяются при помощи контактной пружины. Для улучшения электрического контакта на обойме имеется кольцевое углубление полукруглого сечения.

У двигателей больших габаритов выводные концы соединяются с обоймой щеткодержателя контактным винтом. Щеткодержатели заливаются одновременно с заливкой пакета статора.

В двигателях серии УВ применяются электрографитированные щетки марки ЭГ-8.

Подшипниковый щит со стороны свободного конца вала выполнен из алюминиевого сплава литьем под давлением. Щит имеет вид скобы, которая замковой заточкой садится на такую же заточку статора.

Конструкции щита и опоры со стороны коллектора позволяют применять как подшипники качения, так и подшипники скольжения. Двигатели серии УВ, как правило, изготовляются на подшипниках качения, расположение вала может быть любое.

По требованию заказчика двигатели могут быть выполнены на подшипниках скольжения. Подшипник со стороны свободного конца вала — радиальный, ставится в подшипниковое гнездо и зажимается фланцем с внутренней стороны подшипникового гнезда. Подшипник со стороны коллектора — радиально-упорный. Наружная обойма подшипника фиксируется фланцем, а внутренняя обойма — шайбой, расположенной на валу.

В подшипниках скольжения бронзо-графитовый вкладыш, имеющий форму гриба, сферической поверхностью опирается на такую же поверхность подшипникового гнезда и в таком состоянии поддержива-

ется давлением цилиндрической пружины. Вторым концом пружина упирается в шайбу, которая при сборке подшипника устанавливается в специальном гнезде, полученном при литье, и раскернивается при сжатом состоянии пружины. Бронзо-графитовый вкладыш пропитывают маслом в нагретом состоянии.

Смазку подшипников осуществляют через просверленные в подшипниковых щитах отверстия, которые закрываются винтами. В целях увеличения времени между наполнениями подшипников смазкой на цилиндрическую часть вкладышей надевают фетровые кольца, выполняющие роль масляного резервуара.

Конструкция подшипниковых узлов обеспечивает надежную и длительную работу подшипников в течение всего срока службы двигателя.

Обмотка возбуждения выполнена проводом марки ПЭВ-2 и состоит из двух катушек, которые тщательно изолируют ла-котканью, насаживают на полюсы и закрепляют скобами. Для скобы на листах активной стали статора предусмотрены два специальных выреза.

Пакет якоря набирают из лакированных листов электротехнической стали марки 1211 или 1212 толщиной 0,5 мм и насаживают на накатанную часть вала.

Длина якоря превышает длину полюса на 1 — 1,5 мм с каждой стороны. Это позволяет свести до минимума изменения проводимости магнитной цепи, возникающие при небольших осевых перемещениях якоря.

Обмотка якоря — двухслойная петлевая. Для двигателей основного исполнения обмотка выполнена проводом марки ПЭТВ или ПЭВ-2, а для модификаций двигателей, имеющих частоту вращения порядка 14000 об/мин, — проводом марки ПЭЛШКО.

Обмотка электродвигателей 02 — 05-го габаритов выполнена непосредственной намоткой якоря; у 06-го габарита секции обмоток наматывают на отдельном шаблоне и готовые секции укладывают в пазы якоря. Обмоточные якоря балансируют закладыванием над пазовыми клиньями латунных балансировочных грузов.

Коллекторы опрессованы пластмассой. Изоляция между коллекторными пластинами выполнена из миканита. После опрессовки коллектор обрабатывают.

Двигатели изготовлены со свободно выведенными выводными концами и с зажимной колодкой.

Маркировку выводных концов двигателей серии УВ основного исполнения, а также

модификаций двигателей на одно напряжение осуществляют проводами следующих цветов: концы якорной обмотки — синим, начало катушек возбуждения — красным, концы катушек возбуждения — оранжевым.

Маркировку выводных концов модификаций двигателей серии УВ на два напряжения с переключением осуществляют проводами следующих цветов: концы якорной обмотки — синим, начало катушек возбуждения — красным, концы катушек возбуждения: для двигателей серии У В на 127 В переменного и 220 В постоянного тока — белым, на 220 В переменного и ПО В постоянного тока — черным.

В табл. 28.26 приводятся габаритные размеры двигателей серии УВ.

28.3.3. Универсальные коллекторные двигатели типов KB и ДК

Двигатели типов КВ-25 и КВ-60 предназначены для привода соответственно электрощетки пылесоса и кофемолки и рассчитаны на работу от сети однофазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 127, 220 В при температуре окружающего воздуха от 0 до 40 °С, относительной влажности окружающего воздуха не более 80% при 20 °С и не более 50% при 40 °С. Основные технические данные двигателей приведены в п. 28.3.5. Номинальный режим двигателей КВ-25 - S1, КВ-60 - S3, ПВ = 25 %, исполнение по способу защиты от внешних воздействий и охлаждения — открытое невентилируемое, превышение температуры обмоток — не более 70 °С, коллектора — не более 90 °С.

Двигатель типа ДК58-60-12 на напряжение 220 В, 50, 60 Гц имеет номинальную частоту вращения 12000 об/мин, КПД 50%. Выпускаются 14 типоисполнений двигателя, в том числе 8 — для экспорта, различающиеся по способу крепления, конструктивному и климатическому исполнению. На рис. 28.16 представлены габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей основного исполнения без лап, с двумя подшипниковыми щитами и двумя цилиндрическими концами вала. Подшипниковые щиты без дополнительной механической обработки соединяются при сборке скобами. Подшипники скольжения обеспечивают низкий уровень шума. Двигатели предназначены для работы при температуре окружающей среды от 1 до 40 °С, относительной влажности воздуха до 85% при температуре 25 °С. По

Рис. 28.16. Габаритные и установочно-присоединительные размеры двигателей ДК 58-60-12

способу монтажа двигатель имеет исполнения IM3642 и М9232, а по способу охлаждения: с вентилятором — IC01 и без вентилятора — IC00.

28.3.4. Электроприводы бытовых приборов типов ПК и ЭМ

Для привода электровзбивалок, электромиксеров и других бытовых приборов разработан электропривод ПК58-180-20, состоящий из коллекторного двигателя последовательного возбуждения и редуктора. Двигатель и редуктор собираются в корпусе-раме из алюминиевого сплава АЛ-2 и крепятся в нем при помощи специальных пружин. Редуктор — червячный, червяк нарезан на валу двигателя, передаточное число редуктора 22. Электропривод имеет три типоис-полнения: 01 —двигатель с редуктором без выходного быстроходного конца вала, 02 — двигатель без редуктора с одним выходным концом вала, 03 — двигатель с редуктором и выходным быстроходным концом вала. Все три типоисполнения обеспечивают регулирование частоты вращения якоря двигателя в пределах 8000 — 2000 об/мин при питании от специальной схемы управления, входящей в состав электропривода. В табл. 28.27 приводятся основные технические данные электропривода.

Режим работы электропривода — S2 при продолжительности работы 16 мин. Средний ресурс 300 ч.

Электропривод работает от сети переменного тока 220 В, 50 Гц в условиях умеренного и тропического климата при температуре окружающей среды от 10 до

45 °С и относительной влажности до 80 % при температуре 20 °С. Климатическое исполнен ние и категория размещения — УХЛ4.2. Класс изоляции — В.

Для электровзбивалок 1-го класса разработан электропривод типа ЭМ, состоящий из коллекторного двигателя переменного тока последовательного возбуждения, встроенного редуктора, схемы управления частотой вращения и фильтра защиты от радиопомех. Электропривод работает от сети переменного тока 220 В, 50 Гц при температуре окружающей среды от 1 до 40 °С и относительной влажности до 80% при температуре 25 °С. Класс изоляции — В. Климатическое исполнение и категория размещения —УХЛ4.

Электропривод имеет один быстроходный и два тихоходных конца вала со

Технические данные электропривода ЭМ

Номинальная мощность, Вт . . 25 — 60

Номинальная частота вращения, об/мин.......8000-18 000

Номинальный вращающий момент, Нм....... 0,032

КПД, %.........         50

Средний ресурс, ч..... 300

Режим работы:

при частоте вращения 8000 — 18 000 об/мин, продолжительность цикла 1 мин ... S2 при частоте вращения 8000 -12000 об/мин, продолжительность цикла 25 мин, ПВ = 40%.......         S3

Масса электропривода, кг . . 0,7

Габаритные размеры электропривода, мм.......167x70x62

Таблица 28.27. Технические данные электропривода ПК58-180

Таблица 28.28. Технические данные универсальных коллекторных двигателей

* Указана потребляемая мощность.

стороны редуктора. Функцию редуктора выполняет винтовая передача с передаточным числом 20, состоящая из червяка и двух зубчатых колес. Электронная схема управления обеспечивает плавное, регулирование напряжения питания двигателя, при этом меняется частота вращения привода.

28.3.5. Универсальные коллекторные двигатели различного назначения

В табл. 28.28 приведены технические данные универсальных коллекторных двигателей различных типов (в том числе рассмотренных в предыдущих параграфах), выпускаемых предприятиями минэлектротех-прома: для уборки помещений, приготовления пищи и для других приборов домашнего обихода.

Содержание
Предыдущий § Следующий