Serielle Diode zu Universalmotor und Bürstenlängen unterscheiden sich bei intermittierendem Betrieb, warum?

Ein Universalmotor soll in zwei Geschwindigkeitsstufen betrieben werden: volle Geschwindigkeit / reduzierte Geschwindigkeit und der Motor läuft im Aussetzbetrieb wie 3 Sekunden EIN / 3 Sekunden AUS. Also habe ich dem Universalmotor einfach eine serielle Diode (BY255) hinzugefügt , um den Motor mit reduzierter Geschwindigkeit laufen zu lassen; aber eine Bürste verschleißt schneller, wenn die andere sehr langsam verschleißt, warum? Ich vermutete das Schalten von Transienten, aber Überspannungsunterdrücker wie NTCs sind keine gute Idee, da sie Kühlzeit benötigen und die Kosten wichtig sind, wenn Sie über Leiterplattenschaltungen mit mindestens 3-4 Komponenten sprechen.

Weitere Details:

  • Quelle: 220 V 50 Hz
  • Ich messe 120 V am Motor (gleichgerichteter Echteffektivwert)
  • BY255: Kunststoffgleichrichter für mittlere Ströme (Spannung – 200 bis 1300 Volt, Strom – 3,0 Ampere)
  • Die Bürsten nutzen sich gut und gleichmäßig ab, wenn sie im intermittierenden Betrieb mit voller Geschwindigkeit arbeiten
  • Wenn ich die Richtung der Diode ändere, verschleißen andere Bürsten schneller. Die anodenseitige Kohlebürste der Dioden verschleißt schneller (die Bürstenelektronen fließen hinein, der konventionelle Strom fließt heraus)
  • Die Dauerarbeitswerte des Motors sind 0,45 A, 83 W, 6300 U/min bei leichter, aber richtiger Belastung.

Bearbeiten: Ich habe einen anderen Motor mit einer anderen Bürste ausprobiert, aber im Dauerbetrieb; Die Ergebnisse sind gleich: Eine Bürste (Anodenseite) nutzt sich sehr schnell ab, während die andere Bürste sich sehr langsam abnutzt.

+1 für eine wirklich interessante Beobachtung. Ich hoffe, das ist nur Hobby oder Lehrmaterial. Produzieren Sie nichts, das viel Gleichstrom aus dem Wechselstromnetz zieht.

Antworten (2)

Intermittierender Betrieb bedeutet viel Hochstrombetrieb und Funkenbildung an den Bürsten, wenn der Motor beim Beschleunigen mit einer anderen als seiner Nenndrehzahl läuft.

Funkenbildung tritt auf, wenn der Kommutator den Strom unterbricht, und kann minimiert werden, indem sichergestellt wird, dass dies geschieht, wenn die induzierte Spannung Null ist, was je nach Motordrehzahl an einer anderen Bürstenposition auftritt. Die Bürstenposition bei großen Motoren ist also einstellbar, und Sie müssen sie auf den neutralen Punkt einstellen , um Funkenbildung zu minimieren (pdf), aber möglicherweise werkseitig für den besten Betrieb bei normaler Geschwindigkeit an Ihrem Motor eingestellt.

Wenn Sie den Motor also mit anderen Drehzahlen betreiben, befindet sich der Neutralpunkt an einer anderen Stelle, und Sie werden beim Start Funkenbildung sehen. die die Bürsten tragen. Jetzt sind Funken kleine Bogenlichter, heißes Plasma, das über das elektrische Feld beschleunigt und mit den Elektroden kollidiert (in diesem Fall die Bürste und der Kommutator an jedem Ende). Und Lichtbögen fressen Anoden - doppelt so schnell wie Kathoden im verlinkten Artikel.

1876 ​​brachte Paul Jablochkoff, ein in Paris lebender Russe, das, was damals als großer Durchbruch galt, [... in der Lichtbogenbeleuchtung.] Sein Gerät war als "elektrische Kerze" bekannt, da es zwei parallele Kerzen beinhaltete Kohlenstoffstäbe in aufrechter Position, die durch eine Schicht Gips voneinander getrennt sind. Als die Kohlenstoffe verbraucht wurden, wurde der positive Stab mit der doppelten Geschwindigkeit des negativen Stabes weggefressen, so dass Wechselstrom bevorzugt wurde, um die Erosion auszugleichen. In anderen späteren Bogenlampen wurde der positive Kohlenstoffstab doppelt so groß wie der negative Stab gemacht.

Zu jedem Zeitpunkt ist also eine Bürste positiv, während der Kommutator negativ ist, und an der anderen Bürste ist der Kommutator positiv, während die Bürste negativ ist. Jetzt bedeutet "Lichtbögen fressen Anoden", dass die positive Bürste mehr Schaden erleidet als die andere. (Der Kupferkommutator wird auch etwas Schaden erleiden, aber er wird gleichmäßig verteilt, wenn er sich dreht).

Bei voller Leistung arbeitet Ihr Motor mit Wechselstrom, sodass die Bürsten abwechselnd (50 Mal pro Sekunde) positiv sind und der Verschleiß gleichmäßig ist.

Eine Reihendiode stört jedoch diese Fairness: Eine Bürste ist immer positiv und nutzt sich daher schneller ab als die andere.

Was Sie also wahrscheinlich sehen, ist eine Kombination aus zwei Effekten: ungewöhnlich schlechte Funkenbildung durch Betreiben des Motors durch starke Beschleunigung (hoher Strom und weg von seinem Neutralpunkt) und unterschiedliche Erosion der positiven Bürste, weil Ihre Diode "Geschwindigkeitsregler" arbeitet der Motor aus DC.

Tauschen Sie entweder die Bürsten regelmäßig aus oder kehren Sie die Diode jeden Tag um (verwenden Sie einen DPDT-Schalter, um dies zu vereinfachen) oder installieren Sie eine freundlichere Geschwindigkeitssteuerung - wie einen Dimmer auf Triac-Basis, obwohl billige möglicherweise nicht robust genug sind, um induktive Lasten anzusteuern wie Motoren.

Ich denke immer noch über die Lösung nach, wahrscheinlich liegt ihre Lösung in den Rotorwicklungen, die ich annehme.

Überprüfen Sie Ihre Pinselqualitäten. Normalerweise werden Bürsten vom Sandwichtyp (zwei zusammengeklebte Bürsten) mit Wechselstromversorgungen und Monobürsten (Einzelbürste) mit Gleichstromversorgungen verwendet.

Zum Beispiel: Schunk L93MF7 für AC-Versorgung & Schunk L24F7 für DC-Versorgung. Wenn Sie eine AC-Bürste für eine DC-Versorgung verwenden, können Sie feststellen, dass die ungleichmäßige Abnutzung höher ist.