Последовательный диод к универсальному двигателю и длина щеток различаются при прерывистой работе, почему?

Универсальный двигатель должен работать на двух ступенях скорости: полная скорость / пониженная скорость, и двигатель будет работать в прерывистом режиме, например, 3 секунды ВКЛ / 3 секунды ВЫКЛ. Поэтому я просто добавил последовательный диод (BY255) к универсальному двигателю , чтобы двигатель работал на пониженной скорости; но одна щетка изнашивается быстрее, когда другая изнашивается очень медленно, почему? Я подозревал, что из-за переключения переходных процессов, но ограничители перенапряжения, такие как NTC, не являются хорошей идеей, поскольку им нужно время для охлаждения, а затраты важны, если вы будете говорить о схемах на печатных платах, которые состоят как минимум из 3-4 компонентов.

Дополнительные детали:

  • Источник: 220 В 50 Гц
  • Я измеряю 120 В на двигателе (выпрямленное истинное среднеквадратичное значение)
  • BY255: Пластиковый выпрямитель среднего тока (напряжение — от 200 до 1300 вольт, ток — 3,0 ампера)
  • Щетки изнашиваются равномерно и равномерно при работе на полной скорости в повторно-кратковременном режиме.
  • Когда я меняю направление диода, то другая щетка начинает изнашиваться быстрее. Анодная угольная щетка диодов изнашивается быстрее (электроны щетки втекают, обычный ток вытекает)
  • Условные рабочие параметры двигателя: 0,45 А, 83 Вт, 6300 об/мин при легкой, но правильной нагрузке.

Редактировать: я попробовал другой двигатель с щеткой другого типа, но с непрерывной работой; результаты одинаковы: одна щетка (анодная сторона) изнашивается очень быстро, а другая щетка изнашивается очень медленно.

+1 за действительно интересное наблюдение. Надеюсь, это просто хобби или учебный материал. Не производите ничего, что потребляет много постоянного тока от сети переменного тока.

Ответы (2)

Повторно-кратковременный режим работы означает много работы с высоким током и искрение на щетках, поскольку двигатель работает на скорости, отличной от номинальной, при ускорении.

Искрение возникает, когда коммутатор прерывает ток, и его можно свести к минимуму, обеспечив, чтобы это происходило, когда индуцированное напряжение равно нулю, что происходит при другом положении щетки в зависимости от скорости двигателя. Таким образом, положение щеток на больших двигателях регулируется, и вы должны установить его в нейтральную точку, чтобы свести к минимуму искрообразование (pdf), но, возможно, установлено на заводе для лучшей работы на нормальной скорости вашего двигателя.

Таким образом, при работе двигателя на других скоростях нейтральная точка находится в другом месте, и вы увидите искрение при запуске. который будет носить кисти. Теперь искры представляют собой небольшие дуговые огни, горячую плазму, ускоряющуюся поперек электрического поля и сталкивающуюся с электродами (в данном случае со щеткой и коммутатором на каждом конце). И дуги едят аноды - в два раза быстрее, чем катоды, в связанной статье.

В 1876 году Павел Яблочков, русский, живший в Париже, произвел то, что в то время считалось большим прорывом, [... в электрическом дуговом освещении]. Его устройство было известно как «электрическая свеча», поскольку оно включало два параллельных углеродные стержни в вертикальном положении отделены друг от друга слоем гипса. По мере того как углерод потреблялся, положительный стержень разъедался в два раза быстрее, чем отрицательный стержень, поэтому для выравнивания эрозии предпочитали переменный ток. В других более поздних дуговых лампах положительный угольный стержень был вдвое больше отрицательного стержня.

Таким образом, в любой момент одна щетка положительна, а коммутатор отрицателен, а в другой щетке коммутатор положителен, а щетка отрицательна. Теперь «дуги съедают аноды» означают, что положительная щетка получит больше повреждений, чем другая. (Медный коммутатор также получит некоторое повреждение, но оно равномерно распределяется при вращении).

При полной мощности ваш двигатель работает от сети переменного тока, поэтому щетки по очереди (50 раз в секунду) становятся положительными, и поэтому износ равномерный.

Однако последовательный диод нарушает эту справедливость: одна щетка всегда положительна и поэтому изнашивается быстрее, чем другая.

Итак, то, что вы, вероятно, видите, представляет собой комбинацию двух эффектов: необычно плохое искрообразование при работе двигателя с большим ускорением (большой ток и вдали от его нейтральной точки) и дифференциальная эрозия положительной щетки, потому что работает ваш диодный «регулятор скорости». двигатель выключен постоянного тока.

Либо периодически меняйте щетки, либо меняйте диод каждый день (используйте переключатель DPDT, чтобы сделать это проще), либо установите более удобный регулятор скорости — например, диммер на основе симистора, хотя дешевые могут быть недостаточно надежными для управления индуктивными нагрузками. как моторы.

все еще думаю о решении, вероятно, его решение находится в обмотках ротора, которые я предполагаю.

Проверьте свои оценки кисти. Обычно щетки сэндвич-типа (2 щетки, склеенные вместе) используются с источниками переменного тока, а щетки типа моно (одна щетка) используются с источниками постоянного тока.

Например: Schunk L93MF7 для питания переменного тока и Schunk L24F7 для питания постоянного тока. Если вы используете щетку переменного тока для источника постоянного тока, вы можете обнаружить, что неравномерный износ выше.