Для чего в машинах постоянного тока используется коллектор?
Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях) .
Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины .
Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса. На рис. 1. показан общий вид коллектора электрической машины .
Для рассмотрения работы коллектора обратимся к рис. 2, на котором рамка с проводниками А и В показана в разрезе. Для большей наглядности проводник А показан толстым кружком, а проводник В двумя тонкими кружками.
Щетки замкнуты на внешнее сопротивление тогда э. д. с., индуктируемая в проводниках, будет вызывать в замкнутой цепи электрический ток. Поэтому при рассмотрении работы коллектора можно говорить не об индуктированной э. д. с., а об индуктированном электрическом токе.
Рис. 1. Коллектор электрической машины
Рис. 2. Упрощенное изображения коллектора
Рис. 3. Выпрямление переменного тока с помощью коллектора
Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда вращающаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться наибольший по величине ток, так как проводники пересекают магнитные силовые линии, двигаясь перпендикулярно к ним.
Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластиной 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 возвратится в проводник А. При этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.
Дальнейший поворот рамки (положение В) приведет снова к индуктированию тока в обоих проводниках; однако направление тока в проводниках будет противоположно тому, которое они имели в положении А. Так как вместе с проводниками повернутся и коллекторные пластины, то щетка 4 снова будет отдавать электрический ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет возвращаться в рамку.
Отсюда следует, что, несмотря на изменение направления тока в самих вращающихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во внешней цепи не изменилось .
В следующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной линии, в проводниках и, следовательно, во внешней цепи тока опять не будет.
В последующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким образом, направление индуктированного направление тока во внешней цепи благодаря коллектору все время будет оставаться одним и тем же, а вместе с этим сохранится и полярность щеток.
Рис. 4. Коллектор двигателя постоянного тока
Представление о характере изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки, снабженной коллектором, дает кривая рис. 5. Из кривой видно, что наибольших значений ток достигает в точках, соответствующих 90° и 270°, т. е. когда проводники пересекают силовые линии непосредственно под полюсами. В точках 0° (360°) и 180° ток во внешней цепи равен нулю, так как проводники, проходя нейтральную линию, силовых линий не пересекают.
Рис. 5. Кривая изменения тока во внешней цепи за один оборот рамки после выпрямления коллектором
Из кривой нетрудно заключить, что хотя направление тока во внешней цепи и остается неизменным, но величина его все время меняется в пределах от нуля до максимума.
Электрический ток, постоянный по направлению, но переменный по величине, носит название пульсирующего тока. Для практических целей пульсирующий ток очень неудобен. Поэтому в генераторах стремятся сгладить пульсации и сделать ток более ровным.
В отличие от генераторов, в двигателях постоянного тока коллектор выполняет роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря. Если в генераторе коллектор служит для выпрямления переменного тока в постоянный, то в электродвигателе роль коллектора сводится к распределению тока в обмотках якоря таким образом, чтобы в течение всего времени работы электродвигателя в проводниках, находящихся в данный момент под северным полюсом, ток проходил постоянно в каком-либо одном направлении, а в проводниках, находящихся под южным полюсом, — в противоположном направлении.
electricalschool.info
Коллектор в системе отопления
Среди систем отопления абсолютный лидер – конструкция с жидким теплоносителем (чаще всего это вода с различными присадками). Если такая схема имеет более, чем один обогревательный контур (например, использует систему радиаторов и теплых полов), то ее эксплуатацию можно облегчить применением коллекторной разводки.
Коллектор: назначение и основные части
Коллектор представляет собой полую гребенку, подключенную к отопительному котлу и к отопительным элементам (для каждого из них существует свой отвод).
Такое оборудование предназначено для регулирования подачи теплоносителя к радиаторам, конвекторам или системе теплого пола, причем каждое устройство подключается к коллектору через две трубы – подающую и обратную (в народе можно услышать термины «подача» и «обратка»). Выглядят они как две гребенки: первая «запускает» носитель тепла в элемент, вторая – возвращает его в котел для повторного нагрева.
Запорная арматура представлена двумя видами кранов:
- регулировочные дозируют подачу теплоносителя в элемент;
- отсекающие полностью прекращают подачу жидкости. Это удобно, когда в отоплении помещения нет нужды.
Коллектор с патрубками, запирающей арматурой, циркуляционным насосом и манометром
В коллекторной схеме обязательно использование манометра и циркуляционного насоса.
Сам коллектор и его выходные патрубки прячутся в специальный шкаф, который при желании монтируется в стену.
Плюсы и минусы использования коллектора
К преимуществам системы, где установлен коллектор, относят:
- возможность применения труб из разных материалов: сшитого полиэтилена, металлопластика;
- в случае выхода из строя одного из элементов его легко отключить и демонтировать;
- можно регулировать подачу теплоносителя или прекращать ее полностью.
Из недостатков такой системы в первую очередь владельцы называют высокую стоимость оборудования и сложный монтаж. При этом использование коллектора все равно будет экономически выгодно, так как затраты на энергию максимально оптимизируются.
www.tdsot.ru
Как выбрать и установить коллекторы водоснабжения
Применение сантехнических коллекторов с отсекающими кранами повышает комфорт использования воды.
Если разводка выполнена одной трубой от стояка, то при открытии нескольких кранов напор воды в них слабеет. Вследствие этого, например, можно обжечься под душем, если кто-то включит воду на кухне.
Распределительный коллектор устраняет эту проблему. Из статьи вы узнаете подробнее, что такое коллектор для водоснабжения, как его выбрать.
Что такое коллектор водоснабжения
Коллектор, это устройство разделения воды на несколько потоков. Принцип работы такой же, как у обычного тройника – приходит один поток (труба) выходят два. Диаметр входного отверстия коллектора на 20-40 процентов больше диаметров выходного, поэтому при открытии нескольких кранов не происходит снижения давления и потока воды.
Коллектор разделяет большой поток воды на несколько маленьких, а давление в кранах при увеличенном потреблении воды стабильно за счет того, что разделение потоков происходит в трубе большего диаметра, чем в традиционной схеме. Чем больше диаметр трубы, тем больше воды проходит через нее за единицу времени.
Коллекторная схема водоснабжения комфортней в эксплуатации, чем традиционная, со стояками и тройниками. Но стоимость материалов для нее превосходит этот параметр для традиционной в 8-10 раз. Поэтому данную схему не применяют при ограниченном бюджете на прокладку водопровода.
Виды и типы
Для изготовления коллекторов применяют:
- Нержавеющую сталь.
- Латунь.
- Полипропилен.
- Сшитый полиэтилен.
Коллекторы различают по способу крепления труб:
- Резьбовые (с внутренней и внешней резьбой).
- С компрессионными фитингами для пластиковых и металлопластиковых труб.
- С евроконусом.
- С фитингами под пайку (для пластиковых труб).
- Комбинированные (на отверстиях большого диаметра резьба, на малом диаметре компрессионный фитинг, евроконус или под пайку).
Коллекторы из латуни
Коллекторы разделяют по количеству отводов. Их выпускают с количеством отводов от 2 до 6.
Каждый коллектор оснащен двумя креплениями, соответствующими диаметру подающей воду трубы и предназначенными для стыковки. С их помощью соединяют несколько блоков в составной коллектор без дополнительных переходников.
Если достаточно одного блока, или для заглушки последнего используют специальные пробки.
Как выбрать и установить подходящий коллектор
Перед выбором коллектора определите количество потребителей холодной и горячей воды (к ним относятся краны, унитазы, стиральные и посудомоечные машины и другая сантехника). Определите тип водопроводных труб, от них зависит выбор коллектора и дополнительных фитингов.
Если число потребителей не совпадает с количеством отводов, приобретите несколько коллекторов и составьте из них один. Для подключения к подающей трубе из полипропилена или сшитого полиэтилена, приобретайтете коллекторы из этих материалов. Они дешевле металлических, не уступают в надежности и проще в монтаже.
Учитывайте, что полипропиленовый коллектор соединяют пайкой, а полиэтиленовый – компрессионными фитингами.
Если в системе водоснабжения отсутствуют фильтры горячей и холодной воды, система учета потребления и обратный клапан, приобретите и установите их перед коллектором. Расположение приборов неподалеку от коллектора, в одном смотровом люке, облегчает ремонт и обслуживание системы водоснабжения.
Коллектор полипропиленовый с кранами
Стоимость коллекторов зависит от материала, конфигурации и производителя и указана ниже:
Выбрав коллектор (сборку из нескольких блоков) на горячую и холодную воду, приобретите фитинги и дополнительные элементы – фторопластовый уплотнительный материал(ФУМ), резиновые прокладки, переходники необходимых размеров. Желательно приобретать коллекторы, трубы и фитинги одного производителя.
Известны случаи, когда трубы, коллекторы и фитинги разных производителей отличались в размерах настолько, что качественная сборка была невозможна. И приходилось покупать другие фитинги. Поэтому перед покупкой проверьте, совпадают ли их размеры.
Использование коллекторов во много раз повышает стоимость прокладки водопровода и увеличивает комфортность использования воды. Из статьи вы узнали, как выбирать коллекторы, что необходимо для их монтажа и в какой последовательности устанавливать коллекторные системы водоснабжения.
first-apartment.ru
133. Назначение и устройство коллектора в генераторах постоянного тока
При вращении якоря в магнитном поле полюсов в проводниках его обмотки индуктируется э. д. с, переменная по величине и направлению. Если концы одного витка припаять к двум медным кольцам, на кольца наложить щетки, соединенные с внешней сетью, то при вращении витка в магнитном поле, как показано на фиг. 264, в замкнутой цепи потечет переменный электрический ток. На этом основано действие генераторов переменного тока.
Если же концы витка присоединить к двум медным полукольцам, изолированным друг от друга и называемым пластинами коллектора, и наложить на них щетки, то при вращении витка в магнитном поле, как показано на фиг. 265, в витке будет по-прежнему индуктироваться переменная э. д. с. Однако во внешней цепи будет протекать изменяющийся по величине ток постоянного направления (пульсирующий ток). Для установления этого обратимся к фиг. 266. Здесь показан якорь кольцевой формы с одним витком. Начало витка Н припаяно к коллекторной пластине а, конец витка К к пластине б. К коллекторным пластинам прижаты две неподвижные щетки, соединенные с внешней сетью. Рассмотрим три характерных положения внтка в пространстве между полюсами. В положении а (фиг. 266) виток находится в зоне действия северного полюса. Учитывая направление вращения якоря, определяем направление э. д. с.
в витке по правилу правой руки. Необходимо учесть, что э. д. с. индуктируется только в той части витка, которая лежит поверх якоря. Поэтому вследствие плохого использования обмотки кольцевой якорь в настоящее время не применяется. Ток в данном положении направлен от начала витка к концу его. Через правую щетку ток пойдет во внешнюю цепь. Поэтому эту щетку можно назвать положительной. Пройдя сопротивление внешней цепи, ток притекает к левой щетке генератора, которую можно назвать отрицательной.
В положении б на фиг. 266 виток находится на нейтральной линии. Нейтральной линией, или геометрической нейтралью, называется линия, проходящая через центр якоря и перпендикулярная оси полюсов. Активная сторона витка в этом положении скользит вдоль магнитных линий, не пересекая их. Поэтому э. д. с. в витке не наводится и ток в цепи равен нулю. Ширина щетки больше ширины коллекторного деления, образованного пластиной н изолирующим промежутком, и виток, находясь на нейтральной линии, замыкается в этот момент щетками накоротко.
В положении в виток находится в зоне действия южного полюса. Определяя направление э. д. с, индуктированной в витке,
находим, что ток направлен от конца витка к его началу. Если бы коллекторная пластина а по-прежнему соприкасалась с левой щеткой, а пластина б с правой щеткой, то изменение направления тока в внтке вызвало бы перемену тока во внешней цепи. Но этого теперь не случится, так как изменение направления тока в витке после перехода его через нейтральную линию совпадает с таким моментом, когда под правую щетку подошла пластина а и под левую щетку — пластина б.
Сравнивая первое и третье положения, легко убедиться, что в обоих случаях ток витка во внешнюю сеть притекает от правой, положительной щетки и возвращается из сети к левой, отрицательной щетке. Во внешней сети направление тока не меняется. Так как виток занимает различные положения в магнитном поле, то э. д. с, наводимая в внтке, а вместе с ней и ток во внешней сети будут меняться по величине.
На фиг. 267 показан характер изменения тока во внешней цепи. Такой ток постоянного направления и переменной величины называется пульсирующим. Для увеличения напряжения на зажимах машины на якоре наматывают несколько витков (катушек) из большого числа витков изолированной проволоки. Располагая на якоре две катушки, как показано на фиг. 268, а, получим параллельное соединение катушек, причем напряжение генератора будет равно напряжению, создаваемому одной катушкой. Ток сети будет равен двойной величине тока, протекающего по каждой катушке. Расположим на якоре четыре катушки, сдвинутые на 90 одна относительно другой, и соединим их между собой последовательно (фиг. 268, б). Число коллекторных пластин также увеличим до четырех. Направление индуктированной э. д. с. в катушках определяем по правилу правой руки.
rza.org.ua
Онлайн журнал электрика
Статьи по электроремонту и электромонтажу
Навигация по записям
Коллектор в электронных машинах играет роль выпрямителя переменного тока в неизменный (в генераторах) и роль автоматического тумблера направления тока во крутящихся проводниках якоря (в движках) .
Когда магнитное поле пересекается только 2-мя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит заглавие коллекторной пластинки .
Начало и конец рамки присоединяются каждый к собственной коллекторной пластинке. Щетки размещаются таким макаром, чтоб одна из их была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса. На рис. 1. показан вид коллектора электронной машины .
Для рассмотрения работы коллектора обратимся к рис. 2, на котором рамка с проводниками А и В показана в разрезе. Для большей наглядности проводник А показан толстым кружком, а проводник В 2-мя тонкими кружками.
Щетки замкнуты на наружное сопротивление тогда э. д. с., индуктируемая в проводниках, будет вызывать в замкнутой цепи электронный ток. Потому при рассмотрении работы коллектора можно гласить не об индуктированной э. д. с., а об индуктированном электронном токе.
Рис. 1. Коллектор электронной машины
Рис. 2. Облегченное изображения коллектора
Рис. 3. Выпрямление переменного тока при помощи коллектора
Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда крутящаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться больший по величине ток, потому что проводники пересекают магнитные силовые полосы, двигаясь перпендикулярно к ним.
Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластинкой 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 вернется в проводник А. При всем этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.
Предстоящий поворот рамки (положение В) приведет опять к индуктированию тока в обоих проводниках; но направление тока в проводниках будет обратно тому, которое они имели в положении А. Потому что совместно с проводниками оборотятся и коллекторные пластинки, то щетка 4 опять будет отдавать электронный ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет ворачиваться в рамку.
Отсюда следует, что, невзирая на изменение направления тока в самих крутящихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во наружной цепи не поменялось .
В последующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной полосы, в проводниках и, как следует, во наружной цепи тока снова не будет.
В следующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким макаром, направление индуктированного направление тока во наружной цепи благодаря коллектору всегда будет оставаться одним и этим же, а совместно с этим сохранится и полярность щеток.
Рис. 4. Коллектор мотора неизменного тока
Представление о нраве конфигурации тока во наружной цепи за один оборот рамки, снабженной коллектором, дает кривая рис. 5. Из кривой видно, что больших значений ток добивается в точках, соответственных 90° и 270°, т. е. когда проводники пересекают силовые полосы конкретно под полюсами. В точках 0° (360°) и 180° ток во наружной цепи равен нулю, потому что проводники, проходя нейтральную линию, силовых линий не пересекают.
Рис. 5. Кривая конфигурации тока во наружной цепи за один оборот рамки после выпрямления коллектором
Из кривой несложно заключить, что хотя направление тока во наружной цепи и остается постоянным, но величина его всегда изменяется в границах от нуля до предела.
Электронный ток, неизменный по направлению, но переменный по величине, носит заглавие пульсирующего тока. Для практических целей пульсирующий ток очень неудобен. Потому в генераторах стремятся сгладить пульсации и сделать ток более ровненьким.
В отличие от генераторов, в движках неизменного тока коллектор играет роль автоматического тумблера направления тока во крутящихся проводниках якоря. Если в генераторе коллектор служит для выпрямления переменного тока в неизменный, то в электродвигателе роль коллектора сводится к рассредотачиванию тока в обмотках якоря таким макаром, чтоб в течение всего времени работы электродвигателя в проводниках, находящихся на этот момент под северным полюсом, ток проходил повсевременно в каком-либо одном направлении, а в проводниках, находящихся под южным полюсом, — в обратном направлении.
elektrica.info