Универсален мотор

Универсален мотор

Универсалният двигател е електрически мотор със серийно навиване, който може да работи както с променлив, така и с постоянен ток. Те са много в сравнение с тези на двигателите от постоянен ток, но серийният двигател развива по-малък въртящ момент, когато работи от захранване с променлив ток, отколкото когато работи от еквивалентно захранване с постоянен ток. Посоката на въртене може да бъде променена чрез взаимни връзки към полето, отнасящо се до котвата, както при двигателя от серия DC.



Работата на универсален мотор е подобна на серия DC мотор . От друга страна, универсалният двигател е проектиран за работа с променлив ток. Компетентно е да работите както в променлив, така и в постоянен ток. По този начин неговото развитие е малко отличително. Намотката на полето и намотката на котвата са свързани последователно и двете намотки се захранват, когато напрежението е приложено към двигателя. Полето и намотките на котвата създават магнитно поле, което кара арматурата да се върти. Скромните универсални двигатели обикновено нямат възнаграждение и резервна намотка, те имат два видими полюса с намотка за възбуждане. Отговорът между магнитните полета се причинява от AC или DC мощност.


Универсален мотор

Универсален мотор





Универсалният двигател произвежда електрическия въртящ момент, пропорционален на квадрата на захранващия ток. Тъй като един и същ ток протича през намотката на полето и котвата, следва, че обръщането на променлив ток от положително към отрицателно или от отрицателно към положително ще повлияе едновременно на полярността на потока на полето и посоката на тока през котвата. Това означава, че посоката на развития въртящ момент ще остане положителна и въртенето ще продължи в същата посока. По този начин универсалният двигател може да работи както на постоянен, така и на променлив ток. Така че електрическият въртящ момент има една и съща посока на въртящ момент при всяка полярност на тока, а също и при променлив ток. Стартовият въртящ момент на универсалния двигател се определя от тока, който протича през котвата и полевите намотки. Поради индуктивното съпротивление на тези намотки, променливият стартов ток винаги ще бъде по-малък от постоянния постоянен ток . Следователно началният въртящ момент при променливотоковото захранване ще бъде по-нисък от началния въртящ момент при постояннотоковия ток. Характеристиките на универсалния двигател много приличат на тези на двигателите от серия DC, но серийният двигател развива по-малък въртящ момент, когато работи от захранване с постоянен ток, отколкото когато работи от еквивалентно захранване с постоянен ток.

Съществуват различни приложения, при които се използват универсални двигатели, като електрически бормашини, перални машини, вентилатори и кухненски уреди и др. И те също се използват за множество различни цели, където са необходими контрол на скоростта и високи качества на скоростта. Можем да намерим и универсални двигатели с мощност под 1000 вата. Универсалните двигатели с дадена мощност са значително по-малки от другите видове двигатели с променлив ток, работещи със същата честота.



Контролът на скоростта на Universal Motors може да бъде възможен по следните начини

  1. Контрол на фазовия ъгъл
  2. ШИМ контрол на чопъра

При метод за контрол на фазовия ъгъл Контролът на скоростта се постига чрез промяна на ъгъла на стрелба за TRIAC. Контролът на фазовия ъгъл е много рентабилно решение, но не много ефективно. В метода PWM коригираното напрежение на променливотоковото напрежение се превключва с висока честота от захранващо MOSFET или IGBT устройство за генериране на променливо във времето напрежение за двигателя. При този метод за управление на двигателите чрез осигуряване на стабилен контрол на скоростта, предотвратяване на големи токове и изтегляне на минимален хармоничен ток от променливотоково захранване. За да се отговори на тези изисквания, се предпочита използването на променливотоков чопър с обратна връзка по ток и скорост.


Универсалното задвижване с променлив ток контролира скоростта на въртене, използвайки фаза-ъгъл на парциализация. Този метод се състои в промяна на RMS напрежението, приложено към двигателя. В този случай напрежението е функция от ъгъла на стрелба на триака. Непрекъснатият контрол на скоростта на универсалния двигател, работещ на постоянен ток, се осъществява много лесно с помощта на тиристорна верига . Тиристорът захранва двигателя по време на половин цикъл на положителната мрежа. И тиристорът, и неговото управление са свързани по такъв начин, че обратната ЕМП на двигателя да компенсира вариациите на натоварването на двигателя, за да регулира скоростта. Техниката на модулация с широчина на импулса (PWM), известна също като задвижването на хеликоптера, се използва за регулиране на напрежението, приложено към двигателя. С промяната на работния цикъл на ШИМ ефективното напрежение, което се вижда от двигателя, може да бъде променено. Предимството на модулацията на ШИМ по отношение на фаза ъгъл на парциализация е по-висока ефективност, по-малко акустичен шум и по-добро EMC поведение, но може да окаже влияние върху продължителността на живота на четката.

В приложението по-долу полевите и котва намотки на двигателя са свързани последователно през комутатора на котвата. Следователно универсалният двигател е известен също като двигател от променлив ток или двигател с променлив ток. Универсалният двигател може да се управлява като задвижване с фазов ъгъл. В това приложение използвахме техниката за управление на фазовия ъгъл, за да контролираме напрежението, дадено на двигателя. Фазовото изместване на импулсите на портата позволява променянето на ефективното напрежение, което се вижда от двигателя. Задвижването с фазов ъгъл изисква само TRIAC. Те са част от семейството на тиристорите и са тясно свързани с токоизправители, контролирани от силиций. Въпреки това, за разлика от SCR, които са еднопосочни устройства, които могат да провеждат ток само в една посока, TRIAC са двупосочни и така токът може да тече в двете посоки, те са по-често срещани в схеми като моторни задвижвания. TRIAC обикновено се наблюдават в прости приложения с ниска мощност като битови превключватели за димер.

MOC3021 е оптрони. Оптрон свързва входните и изходните страни с лъч светлина, модулиран от входния ток. Той трансформира полезния входен сигнал в светлина, изпраща го през диелектричния канал, улавя светлината от изходната страна и я трансформира обратно в електрически сигнал. Те обикновено се предлагат в малък 6-пинов или 8-пинов IC пакет, но по същество са комбинация от две отделни устройства - оптичен предавател, обикновено галиев арсениден светодиод и оптичен приемник като фототранзистор или светлинно задействана схема. Двете са разделени от прозрачна бариера, която блокира всеки електрически поток между двете, но позволява преминаването на светлина. Серията MOC3020 се състои от инфрачервени излъчващи диоди от галиев арсенид, оптично свързани към силициев двустранен превключвател. Те са предназначени за приложения, изискващи изолирано задействане на триак.

Сега имате представа за универсалните двигатели, ако имате допълнителни въпроси по тази тема или електрическите и електронни проекти оставете раздела за коментари по-долу.

Универсални моторни проекти

Кредит за снимки