Страница 7 из 9
Рисунок 3.11 – Электрополотер модели ЭП-ЗМ
В электрополотере ЭПО-ЗМ применен встроенный в узел поворота штанги управления микровыключатель, включающий электродвигатель при отклонении штанги и выключающий его при возвращении штанги в вертикальное положение.
3.4. Двигатели электропылесосов
В пылесосах применяются коллекторные двигатели мощностью от 40 до 800 Вт и частотой вращения 14000 – 25000 об/мин.
В коллекторных электродвигателях переменного тока независимого возбуждения обмотка возбуждения ОВ и обмотка якоря Я подключены параллельно источнику питания. Если пренебречь потерями на гистерезис и вихревые токи, можно считать, что магнитный поток возбуждения совпадает по фазе (во времени) с током возбуждения Iв (рис. 3.12 а). Обмотка якоря имеет значительно меньшее индуктивное сопротивление, чем обмотка возбуждения. Вследствие этого ток Iя, протекающий в ней, опережает по фазе ток возбуждения Iв, а следовательно, и магнитный поток Ф. Вращающий момент М, развиваемый электродвигателем, зависит от произведения магнитного потока на ток обмотки якоря.
Произведя графическое умножение тока обмотки якоря и магнитного потока Ф, получим график зависимости электромагнитного момента М, развиваемого электродвигателем от времени. В моменты времени t1 и t2, когда магнитный поток возбуждения и ток якоря совпадают по фазе (имеют одинаковое направление), электродвигатель развивает положительный вращающий момент. В моменты времени, когда магнитный поток возбуждения и ток якоря не совпадают по фазе (имеют противоположное направление), двигатель развивает отрицательный вращающий момент, который является тормозным. Результирующий вращающий момент будет равен некоторой средней величине Mср.
В коллекторных электродвигателях последовательного возбуждения обмотка возбуждения ОВ и обмотка якоря включены последовательно. Если пренебречь потерями на гистерезис и вихревые токи, то магнитный поток возбуждения совпадает по фазе с током возбуждения Iв (рис. 3.12 б).
Рисунок 3.12 – Графики зависимости потока, вращающего момента и тока якоря двигателей независимого (а) и последовательного (б) возбуждения от t.
Вследствие того, что обмотка якоря включена последовательно с обмоткой возбуждения, ток, протекающий в ней, совпадает по фазе с током, протекающим в обмотке возбуждения, а, следовательно, и с магнитным потоком Ф. Вращающий момент, развиваемый электродвигателем, в любой момент времени будет положительным. Поэтому средний вращающий момент Мср, развиваемый электродвигателем при последовательном возбуждении, будет выше, чем при независимом возбуждении. Вследствие этого электродвигатели переменного тока с последовательным возбуждением наиболее распространены. Электрическая схема пылесоса показана на рис. 3.13.
Рисунок 3.13 – Электрическая схема электропылесоса «Чайка-10»: L1, L2 – обмотки возбуждения, М – электродвигатель, C1, C2 – конденсаторы емкостью 0,0047 мкФ, С3 – конденсатор емкостью 0,47 мкФ, S – выключатель, K1, K2 – скользящие контакты, ХР – вилка штепсельная.
3.5. Фильтры радиопомех
Уровень радиопомех, создаваемых коллекторными электродвигателями бытовых приборов, обычно превышает допустимый.
Источник радиопомех может быть представлен в виде генератора высокой частоты с электродвижущей силой Е, имеющего внутреннее сопротивление Zi и нагруженного эквивалентным высокочастотным сопротивлением питающей сети ZH (рис. 3.14 а).
Рисунок 3.14 – Схема включения источника радиопомех: а – без помехоподавляющих устройств; б – с параллельно включенным конденсатором; в – с последовательно включенным дросселем.
Для снижения напряжения радиопомех применяют специальные помехоподавляющие устройства (фильтры), которые могут быть подразделены на следующие группы:
1. Емкостные фильтры, представляющие собой один конденсатор или комбинацию нескольких конденсаторов (рис. 3.15 а).
2. Индуктивные фильтры, представляющие собой один дроссель или комбинацию нескольких дросселей (рис. 3.15 б).
3. Индуктивно-емкостные фильтры, представляющие собой комбинацию из дросселей и конденсаторов (рис. 3.15 в, г).
4. Комбинированные фильтры, представляющие собой комбинацию из первых трех групп фильтров (рис. 3.15 д, е).
Рисунок 3.15 – Типовая схема помехоподавляющего фильтра: а – емкостного; б – индуктивного; в – Г-образного с индуктивным входом; г – Г-образного с емкостным входом; д – П-образного с емкостным входом; е – Т-образного с индуктивным входом.
3.6. Регулирование частоты вращения коллекторного электродвигателя
Для регулирования частоты вращения и обеспечения оптимальных режимов работы коллекторного электродвигателя используется симисторный регулятор (рис. 3.16).
Питающее напряжение переменного тока подается через симистор V1. Одновременно это же напряжение выпрямляется диодным мостом V и стабилизируется резистором R1 и стабилитроном V2. От этого стабилизированного напряжения через резистор R2 заряжается конденсатор С. Когда напряжение на конденсаторе достигнет V4, по управляющему электроду тиристора V3 потечет ток, и он, открывшись, создаст цепь разряда конденсатора С на первичную обмотку трансформатора Т. Этот импульс со вторичной обмотки трансформатора поступает на управляющий электрод симистора V1 и открывает его в том направлении, в каком приложено к нему питающее напряжение.
Рисунок 3.16 – Схема регулирования частоты вращения коллекторного двигателя
Схема управления представлена на рис. 3.17
Рисунок 3.17 – Механические характеристики коллекторного электродвигателя
Схема управления работает и формирует управляющий сигнал в течение каждого полупериода питающего напряжения. Фаза управляющего импульса зависит от времени заряда конденсатора, напряжения пробоя стабилитрона V4, от сопротивления регулировочного резистора R2. С помощью сопротивления резистора R2 можно изменять время заряда конденсатора и соответственно угол отпирания симистора, а, следовательно, в широких пределах регулировать напряжение электродвигателя исполнительного механизма, т. е. частоту вращения электродвигателя в соответствии с механическими характеристиками, показанными на рис. 3.17.
3.7. Принципы выбора пылесоса
Приведем ключевые моменты, на которые имеет смысл обратить внимание при выборе пылесоса.