Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Silnik prądu stałego, przewinięcie.

Freddy 26 Lip 2004 18:15 7477 8
  • #1 26 Lip 2004 18:15
    Freddy
    Poziom 43  

    Witajcie,
    potrzebuję pomocy od kogoś kto dobrze zna sie na silnikach prądu stałego z magnesami. Otóż chodzi o to, że znajomy przewijał sobie :) silnik z 24V na 12 V. Nawet mu to wyszło, tylko nie do końca. Silnik stracił swoją moc, a zyskał obroty. Po prostu zapomniał sobie dokładnie opisać sposób nawinięcia i skutek tego jest jaki jest. Silnik ma 12 wycinków komutatora i magnes trwały. Jedna para szczotek. Ilości zwojów są znane. Znajomy mówił też coś, że "tam była na uzwojeniach jakaś przelotka". Potrzebuję w związku z tym Waszej pomocy. Silnik był niskoobrotowy, ale miał "dużego kopa" duży moment obrotowy. Czy możecie pomóc coś w tej materii ? Może jak ktoś ma możliwość podglądnięcia silnika od wspomagania kierownicy, jak tam jest nawinięte.

    0 8
  • #2 29 Lip 2004 21:04
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Widzę trzy możliwe przyczyny objawów "mniejszy moment siły, większe obroty":
    1) zmniejszona ilość zwojów cewki wirnika;
    2) źle ustawiony kąt fazowy między polem magnetycznym a szczotkami;
    3) zmniejszone pole magnetyczne stojana.

    1) Zwykle cewki w silnikach z komutatorem o dużej ilości sektorów (chyba wszystkie
    silniki komutatorowe większej mocy są w taki sposób zrobione) wykonuje się tak, że
    pojedyńcza cewka jest pomiędzy sąsiednimi sektorami komutatora; prąd pomiędzy
    szczotkami przepływa przez wszystkie cewki w dwóch gałęziach, w każdej połowa
    cewek połączonych szeregowo; taki układ połączeń cewek pozwala uniknąć tego, by
    prąd płynął tylko przez jedną cewkę naraz, co prowadziłoby do znacznie większych
    strat mocy na opornościach cewek (powiedzmy, że mamy 32 cewki po 10 zwojów,
    działają one tak, jak jedna cewka 100 zwojów, a mają opór 8 cewek; pojedyńcza
    cewka 100 zwojów miałaby opór 100 cewek 10 zwojów, bu misiałaby być nawinięta
    drutem o 10 razy mniejszym przekroju, żeby się zmieściła - 12.5 raza gorzej).
    Jeśli kolega nie zorientował się, że był taki sposób łączenia cewek, i ponawijał cewki
    pomiędzy przeciwległymi sektorami komutatora, to efektywnie zmniejszyło to ilość
    zwojów N/Pi razy, gdzie N to liczba sektorów; proporcjonalnie do zmniejszonej ilości
    zwojów rośną obroty przy stałym napięciu, a maleje moment siły przy stałym prądzie.

    2) Położenie szczotek musi być tak dobrane, by płaszczyzna, w której płynie prąd
    w cewkach był z grubsza równoległy do kierunku pola magnetycznego stojana; przy
    takim układzie prądu i pola moment siły działający na nieruchomy wirnik będzie
    największy; na to położenie optymalne dla nieruchomego wirnika nakłada się pewne
    przesunięcie, ze względu na to, że obracający się wirnik "ciągnie" za sobą pole
    magnetyczne, i zmienia ono trochę kierunek (nie pamiętam dokładnie o ile, ale to
    się bierze pod uwagę przy projektowaniu położenia szczotek); w lepszych silnikach
    szczotki przesuwają się o kąt zależny od obrotów, tak by stale były w optymalnym
    położeniu, w gorszych są dopasowane do mocy znamionowej.
    Duże odchylenie kąta od optymalnego powoduje zmniejszenie się momentu siły
    silnika - mnoży się on przez kosinus kąta przesunięcia.
    Optymalne położenie szczotek ma również duże znaczenie ze względu na iskrzenie
    na komutatorze - kiedy szczotka dotyka dwóch sąsiadujących sektorów komutatora,
    a nie jest ustawiona optymalnie, pojawia się pewna siłe elektromotoryczna między
    tymi sektorami, i to powoduje przepływ prądu między nimi przez szczotkę; skutkiem
    tego jest przepływ prądu, który nagrzewa szczotki i powoduje straty mocy (nie chodzi
    o zmniejszenie momentu siły silnika, ale o to, że na biegu jałowym pobiera on więcej
    prądu niż powinien).

    3) Zmniejszenie pola magnetycznego magnesu może być skutkiem niedokładnego
    montażu silnika - na przykład tego, że w obwodzie magnetycznym zwiększyła się
    szczelina, albo magnes jest ustawiony tak, że pole zamyka się nie przez wirnik;
    zmniejsza to moment siły o taki czynnik, o jaki zmniejszyło się pole w wirniku.

    (2) i (3) prawdopodobnie też spowodują zwiększenie obrotów silnika, choć trochę
    mniejsze, niż spadek momentu siły - bo źle ustawione pole magnetyczne powoduje
    dodatkowe hamowanie wirnika na skutek prądów wirowych.

    0
  • #3 29 Lip 2004 21:25
    Freddy
    Poziom 43  

    Podejrzewam, że to punkt 1. W oryginale było 17 zwojów na cewkę i 40V zasilania. Teraz jest po 4 zwoje drutu o 4 razy większym przekroju, tylko podejrzewam, że źle nawiniete. Silnik wchodzi (powoli) na wysokie obroty. Przedtem startował od razu z dużym kopem. Teraz cewki nawinięte sa na maksa, tzn, po maks przekątnej. Nie wiem jak było nawinięte oryginalne, bo kolega opisał sobie na rdzeniu i komutatorze , ale pisakiem i w trakcie nawijania zmazało się. Wysłać jakiś rysuneczek ?

    0
  • #4 29 Lip 2004 23:19
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Rysować to nie ma specjalnie co, przydałby się jakiś pomiar parametrów,
    jakie ten silnik ma teraz, i opis, jakie chciałoby się uzyskać;

    to, co przede wszystkim można zmierzyć, to jakie napięcie
    przy jakich obrotach daje bez poboru prądu - najprościej to zakręcić nim
    z taką szybkością, z jaką chcemy, żeby się kręcił, zmierzyć napięcie,
    i podać to napięcie oraz przy jakim napięciu ma docelowo pracować
    - zdaje się, że 12V;

    i (jeśli jest możliwe przesuwanie szczotek) czy to napięcie choć trochę
    zależy od położenia szczotek (jeśli małe zmiany położenia szczotek
    nie powodują zmiany napięcia, to znaczy, że są w optymalnym);

    do tego informacja ile jest sektorów komutatora;

    a co do zmiany ilości zwojów, to przy dwukrotnym obniżeniu napięcia
    należało również dwukrotnie zmniejszyć ilość zwojów - zmniejszenie
    ponad 4 razy powinno spowodować dwukrotne zwiększenie obrotów.

    0
  • #5 30 Lip 2004 00:09
    Freddy
    Poziom 43  

    Napięcie zmniejszyło sie około 4 razy z 40 V na 12 V. Na początku sie pomyliłem i napisałem 24V. Więc ilość zwojów 4 razy i przekrój tez 4 razy. Tego nie zawalił, zresztą tak mu kazałem. Jednak pospieszył sie z przewijaniem i spieprzył robotę. Komutator ma 12 wycinków. Położenie komutatora jest w tej chwili optymalne. Spróbuję Ci narysować jak teraz jest nawinięte. Według mnie źle, ale kumpel twierdzi, że tak było, tylko "była jeszcze jakaś przelotka, o której zapomniał". Ja twierdzę, tak jak mówiłeś na początku, że uzwojenie powinno być nawijane inaczej. Uczyłem sie kiedyś w szkole o tym, ale to było ponad 20 lat temu i nie pamiętam

    1
  • #6 30 Lip 2004 14:15
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Z 40 na 12 to trochę mniej niż 4 razy, i zamiast po 4 zwoje lepiej byłoby dać po 5.

    Nawinięcie tak, jak na rysunku, zmniejsza skuteczną ilość zwojów prawie 4 razy,
    i o taki czynnik powinno zmniejszyć się napięcie indukowane w silniku, jak się kręci;
    razem ze zmniejszoną ilością zwojów to daje czynnik 5, czyli teraz silnik jest na 2.4V.

    A poza tym oporność uzwojeń jest większa, niż przy optymalnym układzie, więc silnik
    daje zmniejszony moment siły... chociaż przy 12V nie powinno to być zauważalne, bo
    większy opór jest rekompensowany napięcięm większym od tego, na które on jest,
    za to powinien pobierać prąd kilkanaście razy większy, niż pobierał przy 40V.
    Chyba, że opór szczotek powoduje, że spadek napięcia jest głównie na szczotkach.

    Jeszcze jedna sprawa, jeśli chodzi o przezwajanie silników: doczytałem się, że
    zamiast przesuwać szczotki stosuje się raczej uzwojenie komutacyjne stojana, przez
    które płynie prąd wirnika; jego zadaniem jest kompensowanie pola magnetycznego
    prądu wirnika; jak się zmienia uzwojenie wirnika, to komutacyjne też trzeba, bo
    przy takim samym prądzie szczotek jest teraz znacznie mniejsze pole magnetyczne,
    a więc uzwojenie komutacyjne powinno mieć odpowiednio mniej zwojów.

    0
  • #7 02 Sie 2004 15:12
    Freddy
    Poziom 43  

    Dzięki, więc co radzisz. Zostawić nawinięcie tak jak jest, ale podpiąć pod koloejne wycinki komutatora, czy nawinąć w inny sposób.
    A jeszcze tak dla porządku dane oryginalne z silnika.
    Motor designation GR 80x80
    Nominal torque 62 Ncm
    Nominal speed 3100 min-1
    Nominal power 201 W
    Nominal voltage 40 V
    No load current 0,365 A
    Diameter 80 mm
    Length 175 mm
    Nominal current 5,95 A
    No load speed 3000 min-1
    Starting torque 885 Ncm
    Rotor inertia 3200 gcm2
    Weight 4 kg
    Mode S1
    Class of insulation material E VDE 0530 (120°C)
    RFI Suppression - VDE 0875
    Type of measurement VDE 0530 : DIN 42025
    Friction torque 5,5 10-2 Nm
    Stop torque 885 10-2 Nm
    Rise of Speed-characteristic 1 278,2 10-4 Nmsrad-1
    Rise of Speed-characteristic 2 291,3 10-2 Nm/1000 min-1
    Mechanical starting time constant 11,5 10-3s
    Demagnetization current 51 A
    Armature resistance 0,4 ohm
    Terminal resistance 0,54 ohm
    Torque constant 12 10-2 NmA-1P
    Connection inductance 3,78 10-3H
    Electrical time constant 7 10-3s
    Starting voltage 1 V
    Maximum power 703 W
    Max. housing temperature 83 °C
    Thermal resistance rotor to body 0,85 KW-1

    0
  • #8 02 Sie 2004 16:06
    _jta_
    Specjalista elektronik

    To zależy, czego potrzebujesz; jeśli podłączysz te uzwojenia, które teraz są, do
    kolejnych wycinków komutatora (zachowując optymalne położenie szczotek - czyli
    jak przewód był np. do sektorów 1 i 7, to powinien być do 3 i 4, albo do 4 i 5 - to
    zależy w którą stronę był względem położenia optymalnego), to uzyskasz przy 12V
    obroty około 25% większe, niż oryginalnie były przy 40V; jeśli chcesz by były niższe,
    to nie ma innego sposobu, jak nawinąć więcej zwojów, lub dać silniejszy magnes.

    0
  • #9 02 Sie 2004 16:10
    Freddy
    Poziom 43  

    Dzięki, spróbuję zmienić podłączenie i dać po 5 zwojów. Zobaczymy co to da. Jak przewinę to się odezwę. Narazie dziękuje

    0
  Szukaj w 5mln produktów