Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
20.11.2012 13:25 - Как да определим номиналното напрежение на неизвестен електромотор?
Автор: railwaymodel Категория: Хоби   
Прочетен: 11532 Коментари: 3 Гласове:
6

Последна промяна: 02.04.2013 16:14


    Как да определим номиналното напрежение на неизвестен електромотор?!

1.Едно добро начало.
        Често в практиката на моделиста се използват електромоторчета от счупени механизирани играчки, различни разглобени електромеханични устройства, стари видеокасетофони, компютърни (включително и флопита) дискови устройства, различни домакински уреди като самобръсначки, епилатори, тримери, бъркалки за кафе, вибратори и апарати за кръвно налягане. Всъщност следващите съвети и указания могат спокойно да се ползват и от напреднали моделисти, които се снабдяват с по-качествени и тихоходни (най-вече) двигателчета, взети от различни стари битови аудио техники. Не трябва непременно да си сервизен техник или дори разбиращ от електроника, та да знаеш какви електромотори има във всеки радиокасетофон, видео плеър или DVD-система. А там както се знае е пълно с доста миниатюрни и почти безшумни електрически двигателчета!!!


image
image

 

При съвременното (китайско) производство, често се употребяват различни по-големина и работно напрежение електромоторчета. Те рядко имат някакво означение върху себе си, което да ни ориентира за модела и от там – техническите данни и изисквания. А на моделиста му се налага да прави различни опити (по-често може би неуспешни... до сега) за задвижване на своите модели до получаването на някакъв сносен резултат.

Тук някои ще кажат – „Ама защо просто не си купите нужните двигатели от магазините или през мрежата?“. Ами първата причина е тяхната цена, защото дори двигателите от производителите на нашите модели, предлагани като резервни части, често са на някакви доста завишени (бихме казали – безумни) цени. Втората причина е, че не всеки път това което искаме да задвижим, се нуждае от някакъв специален двигател – например една задвижена вятърна мелница, не е необходимо да бъде с „Фаулхабер“ мотор (Faulhaber). Третата причина – когато са в устройствата, то и цената им е значително по-ниска!  Например бъркалката за Нес-кафе е 3 лв, а тримера за косми – 1,5 лв.  Китайци...!!! 

Сигурен съм, че имате доста и други основателни причини да притежавате една купчина електродвигателчета с неизвестни параметри, но с доста миниатюрни размери.

2.Да поговорим за мощността.

     Съществува една всеобща заблуда, че малката мощност на електромоторче, може да бъде компенсирана чрез високите обороти и е достатъчно да направим модела си с подходящ редуктор. Така щели сме да компенсираме липсата на по-мощен (и съответно по тих) бавнооборотен двигател.

Ето как възникват проектите с малки свръхминиатюрни моторчета, скрити в рамата или дори в талигата на задвижвания релсов модел. Ако имаме  високооборотно електромоторче и го снабдим с редуктор от набор зъбни колелца които правят неговия коефициент над 60 или 80 дори, то така ще компесираме тихия но „огромен“ електромотор с много по-малък коефициент в редуктора му.

В крайна сметка така може и да получим равенство на двете „машинки“, но това изравняване е само условно и се отнася единствено за въртящия момент. Например да видим по една комбинация от двата типа задвижвания:

А) миниатюрен електромотор комбиниран в редуктор с голям коефициент.

Б) средно-голям електромотор в комбинация на редуктор с малко преводно съотношение (коефициент).

Да обозначим въртящите им моменти с „B1“ и „В“2 (съответно В1/span>В2), а коефициентите на редукция съответно „К1“ и „К2“ (респективно К1Или намотките му са неизправни, или четковия колектор не дава достатъчно добър контакт. За определяне вероятната повреда, трябва да „прозвъним“ електромоторчето с някакъв уред (мултицет например) или дори с обикновенна батерийка и крушка – проверка за затвореност на веригата.

-   Втората възможност (при изправно моторче) е, че работното му напрежение е доста над подаденото му на изводите >1.5V , което само по себе си е добър признак, че може би електромоторчето има надеждата да се ползва при напрежения близки до „заветните“ 12 V.

            За първата възможност – до тук. Способите за внимателна диагностика и евентуален ремонт ще са предмет на друга тема. Както се разбра, ако двигателчето се върти бавно, значи това е втората възможност с която и продължаваме. Има нужда от по-високо (от 1,5V) напрежение. Най подходящ за случая е стария широко известен, любим и безотказен трансфоратор на PIKO, FZ-1. Разбира се за схемата която ще сглобите, може да употребите всякакъв трансформатор с регулируемо постояннотоково напрежение в рамките на 0 до 14 V.

При „сглобяването“ на схемата, трябва да запомните че заради включването на измервателните уреди спрямо тяхната полярност („+“ и „–„) , трябва да въртите копчето на FZ-1 винаги само в едната посока. В този случай ако ползвате някакво друго захранване – например универсален токоизправител, това правило трябва да го съблюдавате точно, ако той има реверс на полюсите. Ако въпросния реверс (размяна) не го пипате, при правилно включване на измервателните уреди няма да имате никакъв проблем.

Следващата задача е да намерим напрежението при което неизвестното електромоторче започва да се върти със известна стабилност.

4. Едно достатъчно просто правило!

   Практическият опит показва, че работното напрежение е около пет пъти по-високо от това което завърта  ротора.

image


         Независимо от простотата на това правило, вариации разбира се има. Те са в зависимост от конструкцията и физическото състояние на електромоторчето. За това повишавайки (до пет пъти) напрежението след това на потегляне, трябва да следим внимателно показанията на амперметъра от схемата. Така можем да изчислим и мощността му – U*I=P – напрежение по тoк е равно на мощността. При нереални показания за висока мощност, трябва да се подхожда много внимателно – все пак това е един микромотор, а не двигател за тролейбус!!!

Електромоторчета с малък обем и габарити около 20 до 30 мм, не им е възможно дълго време да работят при висока мощност (50-100 W), защото технически не са реализирани за това и така стъпвате на „прекия“ път към аварията. Но има и случаи в които уредите ви може да показват консумация над 5/8 ампера, което при напрежение 12V наистина е ненормално. За това ненормално „поведение“ може да има няколко причини:

             Частично размагнитване на статора  в двигателчето. Често то се получава при неговото неправилно съхранение - например в една кутия с други двигатели (които също имат магнити). Също така когато електромоторчето е съхранявано или употребявано в силни външни магнитни полета.  
      Саморазмагнитване се наблюдава по-често пък при по- старите типове електромотори, които ползват слабите железни магнити (за разлика от съвременните керамични или неодимови). Принципно такива двигатели могат да се „намагнетизират“ на ново, но това е излишно, трудоемко и доста ...анахронично.


image

        В случаи когато статора е позагубил магнитните си свойства, ротора видимо се върти леко „на ръка“, но при подаване на захранване се върти „вяло“, може да бъде спрян с пръсти, тоест - относително лесно или дори тръгва от място при доста високо напрежение, примерно 8V и сътоветно по-голям ток – около 2А. Съгласно простото правило, то „работното“ му напрежение ще е около 40V (!) и ток на консумация приблизително 10А(!!) а това е вече страховита мощност за такъв мъник – 400VV(!!!). Следва доста ефектно изгаряне на нещото наричано „електромоторче“.

     Всъщност не бихте могли да видите това, тъй като универсалните захранващи блокове имат вградена доста добра защита която ще сработи почти веднага, а нашия FZ-1 ще прекрати подаването на напрежение още някъде около 2-та ампера. Въпреки това ток от 2А, при напрежение 8 до 14V трябва да ви направи достатъчно внимателни.

-   Лошо състояние на подвижната част от електромотора, бил той с плъзгащи се лагери – бронзови втулки или дори сачмено лагеруване, ако има ръжда. Също така лош контакт на токопренасящите четки върху колектора или състоянието на токоприемащите пластини върху самия него. В такъв случай роторчето ще се върти трудно „на ръка“ и съответно ще тръгва от място при доста високо напрежение с голям ток. Ако в този момент му „помогнете“ то дори може да се развърти и с по-високи обороти от първоначалните, но показанията на амперметъра са еднозначни – следва евентуална авария и ...боклук.

-   Вътрешно прекъсване в намотките на двигателчето. Така фактически не работи една (или няколко) секция от него. Такова електромоторче, понякога не потегля от определено положение на ротора, докато при работещ двигател отсъстват „мъртви зони“ и те се завъртат от всякакво положение. Електромотор с прекъснати намотки, обикновенно е доста шумен (ако потегли без чужда помощ), работи неравномерно и с вибрации. При онагледяване чрез осцилоскоп, вместо обичайните трионообразни импулси, ясно се вижда отсъствие на някой „зъб“ което се случва когато има прекъсване в колекторната верига, заради повредена намотка.

5.Други методи за определяне на номиналното напрежение.

       а) Преценка за насищането на магнитния поток в електромотора. Това е научнобоснован метод. В основата му, е свойството за насищане на магнитния ротор от магнитния поток. Когато консумирания ток продължава да нараства, но силата на магнитното поле повече не расте, вече достигнато максималното напрежение. Всички знаем, че електродвигателите освен потребители на електроенергия, са и нейни прозводители. Това става благодарение на самоиндукцията (а сега,  да видим кой не си спомня уроците по основи на физиката) и съответно от това, електромотора генерира електродвижещо напрежение (ЕДН), като то се „появява“ на същите изводи, през които се захранва.
    Впрочем това се ползва като индикация за обратната връзка при дешифраторите (в цифровизираните локомотиви) или така съкратеното
BMEF. ЕДН получено от самоиндукцията е право пропорционално на магнитния поток в ротора. Съгласно това при нарастване на захранващото напражение на електромоторчето, то в някакъв момент магнитно ще се насити. В следствие на това, консумирания ток ще нараства, но магнитния поток остава непроменен и тогава и ЕДН ще остане на някакво ниво. Наблюдавайки пиковете на ЕДН чрез осцилоскопа, може да определите момента в който те вече не растат по амплитуда. Този момент всъщност е и тогава когато КПД-то на електромоторчето е максимално.
     Всъщност точно при това захранващо напрежение може да оставите елемента да поработи и ако не е прегрял след десетина минути, значи спокойно може да му се доверите за модела си.

          По понятни причини не всеки разполага с осцилоскоп. Но мрежата е пълна с програми-приставки превръщащи всяка звукова карта в персоналните ни компютри в много удобен осцилоскоп.
       За целта обаче трябва да имате отделна звукова карта, чийто вход ще ви служи за вход на измервателния осцилоскоп.
       Може да ползвате програми като
PC-Osciloskope, Scope-20 и други подобни. Вече има подобни програми и през USB-портовете на компютъра да работят. И в двата случай не забравяйте да съгласувате измерваните напрежения с входните такива, било то на звуковата платка или USB-то, чрез най-обикновен входен делител. Обикновенно входовете на звуковата платка не трябва да получават повече от 0,25V.
            Делителя е добре да има съотношение 100 : 1. Например два резистора 10 килоома и 100 килоома. Тук ви предагам една възможна схемичка на такъв делител:


image  

Забележка: Разделителния кондензатор трябва да е със запас в пробивно напрежение – например над 25 V и ако е електролитен, не пропускайте да спазите неговата полярност съгласно схемата.

 

b)    Преценка по искренето на колектора. Необходим е захранващ блок с достатъчна мощност. Метода се основава на допускането, че в хубавите електромоторчета, сечението на четките, размера на ламелните пластини в колектора и усилията на притискащите пружини са добре балансирани. Когато това е изпълнено от производителя и условието е на лице, то електромоторчето в номинален режим, не издава силни шумове и няма искрене. 

        Ако плавно увеличим подаваното напрежение при празен ход (тоест ненатоварен двигател), наблюдавайки колектора му, можем да видим момента на появата на първите равномерни искри в него. Ясно е, че не всеки двигател предлага възможност за пряка видимост към колектора си. Но ако все пак виждате добре, не е желателно да „докарвате“ електромоторчето до кръгов огън в колектора (искрене по целия обхват на колекторните пластини), както и до силни, нехарктерни шумове в него.
            „Хващайки“ момента на началните искри, оставете двигателя да поработи около 10 минути. Ако след това температурата на кожуха му е под 50 градуса (тези градуси се търпят максимум от човешката ръка без да се опарите), това е и максималното допустимо продължително захранващо напрежение на електромоторчето.

 

 

c)    Преценка „на слух“. Често ползван метод от по-опитните моделисти, но само те могат да му се доверят напълно. Все пак опита им, си кезва думата. Ако шума на празен ход при захранване на двигателя е около 3000 Hz, за средни малки моторчета (под 25 мм в диаметър), то напрежението с което е захранен е близко до номиналното. Ако е чуваемо по-висок – най-вероятно електромоторчето е предвидено да работи с по-ниско от подаденото захранване.

d)     Преценка чрез сравнение. Става въпрос с подобен електромотор. Метода също е относително слабо практикуван, поради липса на опит в повечето моделисти. Предлага да се сравняват напреженията на двата двигателя при еднакакъв постоянен ток. При това да се преценяват и техните обороти. За целта освен опита които имате, ще ви е необходим и електромотр с познати технически данни.

В крайна сметка избора на методика за определяне номиналното напрежение за вашите налични, но необозначени двигатели си остава ваш.        

        Бъдете внимателни за да получите вярни резултати без да изгорите нещо и прилагайте наученото с удовоствие в моделизма.


         След време ще публикувам и справочни данни за най-употребяваните двигатели в нашите модели.

J J J

--->натисни тук за НАЧАЛО на блога натисни тук за СЪДЪРЖАНИЕ НА БЛОГА



Гласувай:
6


Вълнообразно


1. rocklokomotive - Полезен и обещаващ блог :)
21.11.2012 12:23
Информативно, професионално, нужно. Достатъчно сбито. Приятно за четене. Дерзай! Продължавай така! Не очаквай особено признание. В България сме):...

Борис Чакъров - Rocklokomotive
цитирай
2. deathmetalverses - Убеден съм, че блогът Ви, колега Чакъров, ще много полезен,
22.11.2012 16:30
особено за подрастващите, аз самият едно време в Пловдив ходех като ученик на кръжок по авиомоделизъм..., 5-7 клас, хм - тоест преди 26-8 години ... Супер интересно беше на всичките хлапета!

Поздрави и всичко най-добро!

Здравко Спасов
цитирай
3. railwaymodel - Благодарим Ви за мнението!
22.11.2012 16:50
deathmetalverses написа:
особено за подрастващите, аз самият едно време в Пловдив ходех като ученик на кръжок по авиомоделизъм..., 5-7 клас, хм - тоест преди 26-8 години ... Супер интересно беше на всичките хлапета!

Поздрави и всичко най-добро!

Здравко Спасов



Тук стана малка грешка - блогът на Чакъров е друг:
http://rocklokomotive.blogspot.com/2012/10/blog-ziel-des-blogs-aim-of-blog.html
а той просто е коментирал този блог тук.
Благодарим за мнението Ви!!!
цитирай
Търсене

За този блог
Автор: railwaymodel
Категория: Хоби
Прочетен: 379474
Постинги: 44
Коментари: 16
Гласове: 181
Архив
Календар
«  Април, 2024  
ПВСЧПСН
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930