|
Электродвигатели для моделей кораблейНа моделях кораблей, как правило, электродвигатели постоянного тока на рабочее напряжение от 1,5 до 40В. Малогабаритные электромоторы называют микроэлектродвигателями. По способу возбуждения электродвигатели постоянного тока подразделяются на двигатели с независимым возбуждением, в которых магнитный поток возбуждения создается постоянными стальными магнитами (двигатели с возбуждением от постоянных магнитов) и двигатели с самовозбуждением, у которых магнитный поток возбуждения создается с помощью катушек, питаемых электроэнергией от того же источника, что и якорь электродвигателя. Устройство электродвигателя с самовозбуждением показано на рис. 86. Принцип работы электродвигателя постоянного тока заключается в том, что электрический ток, проходя одновременно по неподвижным обмоткам возбуждения через щетки и коллектор по обмотке якоря, создает два магнитных поля.
Рис. 86. Устройство электродвигателя: 1 — общий вид двигателя; 2 — кожух; 3 — крышка; 4 — корпус с полюсами; 5 — щетки; 6 — якорь с коллектором; 7 — стяжные болты. В результате взаимодействия этих магнитных полей (якоря и полюсов) на якоре возникает крутящий момент.
Рис. 87. Схемы различных электродвигателей: А—шунтового; Б — сериесного; В — компаундного. Электродвигатели с самовозбуждением в зависимости от способа включения обмоток возбуждения подразделяются на шунтовые с обмоткой возбуждения, включенной параллельно обмотке якоря двигателя, сериесные двигатели с обмоткой возбуждения, включенной последовательно с обмоткой якоря, и компаундные, у которых одновременно имеются и шунтовая и сериесная обмотки возбуждения (рис. 87, А, Б и В). Компаундные микродвигатели встречаются редко. У шунтовых двигателей (с параллельным возбуждением) обмотка возбуждения имеет относительно большое количество витков провода малого сечения и по ней идет всего 8— 12% от общего тока, потребляемого двигателем.
Рис. 88. Сериесный двигатель с двумя обмотками возбуждения. У сериесных двигателей (с последовательным возбуждением) обмотка возбуждения имеет относительно малое количество витков провода большого сечения и через нее последовательно с якорем проходит весь электрический ток, потребляемый двигателем. Коэффициент полезного действия (к.п.д.) микродвигателей мощностью 30—200 Вт составляет 40—50%, а у микродвигателей до 30 Вт 20—30%. Чем меньше электродвигатель и меньше рабочее напряжение, тем меньше его к.п.д. Промышленность в большом ассортименте выпускает электродвигатели типа МУ. Из них самые распространенные — двигатели МУ-30, МУ-50 и МУ-100. Это двигатели с двумя сериесными обмотками, что облегчает изменение направления вращения (реверсирование) двигателя (рис. 88). Их рабочее напряжение — 27 В.
Рис. 89. Изменение числа оборотов с увеличением нагрузки: А — сериесного двигателя; Б — шунтового двигателя. Двигатели типа МУ спортсмены устанавливают на различных самоходных и радиоуправляемых моделях. Для обеспечения масштабной скорости самоходной модели гражданского судна водоизмещением 16—18 кг вполне достаточно поставить один двигатель МУ-30, для модели крейсера или эсминца того же водоизмещения масштабную скорость вполне обеспечат два двигателя МУ-50 или один двигатель МУ-100. Последние могут быть использованы и для скоростных управляемых моделей. Работу двигателей типа МУ можно несколько улучшить, повысив их коэффициент полезного действия на 10—15%. У двигателей этого типа из двух сериесных обмоток возбуждения одна действует при одном направлении вращения, другая — при обратном. Если изменять направление вращения двигателя нет необходимости, то можно подключить обе обмотки, соединив концы и начала между собой. При таком включении двигатель работает лучше и, в частности, при длительной работе не перегревается. Сериесные двигатели, имеют относительно большой крутящий момент на валу Мкр, но с увеличением нагрузки обороты двигателя сильно уменьшаются (кривая А на рис. 89). Шунтовые двигатели почти не меняют числа оборотов с изменением нагрузки (кривая Б на рис. 89). Так, например, если сериесные двигатели типа МУ при изменении нагрузки на 20—30% уменьшают число оборотов на 1500 об/мин и более, то шунтовые двигатели при том же изменении нагрузки уменьшают обороты всего на 100—200 об/мин. Шунтовые электродвигатели часто устанавливают на моделях судов. Хорошо зарекомендовали себя двигатели Д-25-Т, ДРВ-20 и др. На малых моделях хорошо работают электромоторы с постоянными магнитами. Их полезная мощность на валу обычно колеблется до 30 Вт, двигатели мощностью более 30 Вт встречаются редко.
Рис. 90. Приспособление для определения мощности электродвигателя: А—испытуемый двигатель; Б — динамомашина. Электродвигатели мощностью 5—10 Вт устанавливаются на различные малогабаритные модели водоизмещением до 3—4 кг, двигатели мощностью 15—30 Вт на радиоуправляемые модели фигурного курса, скоростные управляемые модели и самоходные модели гражданских судов водоизмещением 10— 18 кг. Двигатели мощностью менее 5 Вт используются обычно на различную автоматику или на самые маленькие модели. Наиболее распространены электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов типа ДП, ДПМ, ДПР и Д. Полная мощность двигателя, потребляемая от источника тока, равна произведению силы тока на напряжение источника: Pn = IU, Полезную (эффективную) мощность на валу двигателя Рэ можно определить, если известен коэффициент полезного действия двигателя (к.п.д.). Например, для электродвигателя ДПМ-35 к.п.д примерно равен 40%, а потребляемая мощность им от источника тока равна 30 Вт, Поэтому полезная мощность этого двигателя будет равна: По известной полезной мощности в ваттах — Рэ и числу оборотов в минуту (n) можно подсчитать крутящий момент на валу двигателя Мкр по формуле Чтобы измерить полезную мощность микроэлектродвигателей, можно оборудовать стенд, для которого потребуется два амперметра, два вольтметра, реостат, динамомашина. В качестве динамомашины можно использовать микроэлектродвигатель примерно той же мощности с постоянными магнитами или шунтовой обмоткой возбуждения. Шунтовую обмотку на время испытаний нужно подключить к внешнему источнику тока, чтобы создать магнитное поле, индуктирующее ток в якоре динамомашины. Вал испытуемого двигателя муфтой соединяют с валом динамомашины (рис. 90) и включают их в схему (рис. 91).
Рис. 91. Принципиальная схема приспособления: 1 — испытуемый двигатель; 2 — источник питания; 3 — тумблер; 4 — амперметр; 5 — вольтметр; 6 — динамо-машина; 7 — амперметр; 8 — вольтметр; 9 — нагрузочное сопротивление. Выключателем 3 запускают испытуемый мотор 1 и замеряют ток / (по амперметру 4) и напряжение U (по вольтметру 5). Произведение IU равно потребляемой мотором мощности: Рп =lU. Произведение показаний приборов 7 и 8 (/ и U) принимается равным мощности нагрузки электромотора или его полезной мощности: Pэ = IU. Устанавливая реостатом 9 разные нагрузки, найдем значения Рn и Рэ. Их отношения дадут значение к.п.д. в зависимости от мощности нагрузки. По этим данным и оценивают пригодность двигателя для установки на выбранную модель корабля.
|
|
---|
|