Използване и функция на колектор и щетка в асинхронния двигател
Колекторът и щетките в асинхронния двигател се използват основно в двигателя с намотан ротор, а не в двигателя с клетчат ротор. В двигателя с намотан ротор, използването и функциите на колектора и щетките включват предимно следните аспекти:
Колектор
Колекторът е метална пръстен, закрепен на валчето на двигателя, обикновено направен от мед. Броят на колекторите зависи от конструкцията на двигателя и обикновено е същият като броя на фазите в намотката на ротора. Основните функции на колектора са следните:
Прехвърляне на мощност: Колекторът позволява на външен резистор или контролер да установи електрическа връзка с намотката на ротора чрез свързване към външна верига, по този начин изменяйки съпротивлението на намотката на ротора.
Механично въртене: Колекторът се върти заедно с ротора на двигателя, за да осигури добра връзка с щетките, докато роторът се върти.
Електрическа щетка
Щетките са компоненти от въглерод или метал-графит, инсталирани в корпуса на двигателя, които са в контакт с колектора и прехвърлят тока. Основните функции на щетките са следните:
Проводима връзка: Щетката поддържа контакт с колектора, формирайки проводим път, който позволява на външната верига да установи електрическа връзка с намотката на ротора.
Компенсация на износ: Поради триенето между щетката и колектора, щетката е проектирана като заменяема част, за да компенсира износа и да осигури добра връзка в продължение на дълъг период от време.
Работен принцип на асинхронния двигатель с намотан ротор
Намотката на ротора на асинхронния двигатель с намотан ротор може да се свърже с външната верига, чрез колектора и щетките, и да се свърже с външен резистор или регулатор на скорост. Целта е главно да се подобри стартиращата характеристика или да се постигне регулиране на скоростта:
Подобрена стартираща характеристика: По време на стартиране, външният резистор, свързан чрез колектора и щетките, може да увеличи съпротивлението на намотката на ротора, по този начин увеличавайки стартиращия момент и намалявайки стартиращия ток. Когато двигателът ускори до достатъчно висока скорост, външното съпротивление може да бъде скъсано или постепенно намалено, за да се възстанови нормалното работно състояние на двигателя.
Регулиране на скоростта: Чрез регулиране на външното съпротивление на достъпа към намотката на ротора, може да се промени скоростта на хода на двигателя. Този метод се нарича регулиране на скоростта чрез съпротивление на ротора.
Преимущества
Увеличение на стартиращия момент: Стартиращият момент може да бъде значително увеличен чрез увеличаване на съпротивлението на ротора.
Намален стартиращ ток: Стартиращият ток може да бъде ефективно контролиран, за да се намали влиянието върху мрежата.
Възможности за регулиране на скоростта: До известна степен регулиране на скоростта може да се постигне чрез външно съпротивление.
Недостатъци
Увеличена сложност: Споредно с двигателя с клетчат ротор, двигателят с намотан ротор има добавени компоненти като колектор и щетки, което прави конструкцията на двигателя по-сложна.
Потребност от поддръжка: колекторът и щетките трябва редовно да бъдат проверявани и заменяни, което увеличава разходите за поддръжка.
Губища на ефективност: Увеличаването на съпротивлението на ротора води до определени губища на ефективност.
Сценарии за приложение
Асинхронните двигатели с намотан ротор се използват широко в приложения, където са необходими големи стартиращи моменти или е необходимо регулиране на скоростта, като например в промишлените приложения като тежко стартово оборудване, кранове и въжета.
Резюме
Колекторът и щетките играят ключова роля в свързването на намотката на ротора с външната верига в асинхронния двигатель с намотан ротор, чрез което може да се оптимизира стартиращата характеристика на двигателя и да се постигне регулиране на скоростта.
