Kas yra atstūmimo variklis?

Atstūmimo variklis yra elektros variklio tipas, kuris suprojektuotas taip, kad paleidžiant būtų sukurtas didelis sukimo momentas arba sukimosi jėga ir būtų galima lengvai pakeisti sukimosi kryptį. Tai kintamosios srovės (AC) variklis, kuriame naudojami kontaktiniai šepečiai, kurių kontakto kampas ir lygis gali skirtis, kad būtų galima keisti sukimo momentą ir sukimosi parametrus. Šie varikliai buvo plačiai naudojami ankstyvojoje pramoninėje įrangoje, pavyzdžiui, gręžimo presuose iki septintojo dešimtmečio, kuriems reikėjo didelės lėtos sukimosi jėgos, ir mikro valdymo sistemose, pvz., traukos varikliuose ant modelių geležinkelių. Nuo 1960 m. jie dažniausiai buvo pakeisti ne tokie sudėtingais asinchroniniais varikliais, kurių grandinės valdikliai yra patikimesni ir lengviau gaminami bei prižiūrimi.

Atstūmimo variklio konstrukcijoje yra tiek statoriaus, tiek rotoriaus agregato elektrinė apvija ir nėra nuolatinių magnetų, kurie generuotų elektromagnetinį lauką. Elektriniai šepečiai yra išdėstyti ant rotoriaus mazgo per komutatorių, o srovė per juos perduodama į rotorių, kai jie liečiasi, kad paleisti variklį. Kai atstūmimo variklis pasiekia didelį greitį, šepečiai paprastai ištraukiami ir variklis veikia kaip įprastas indukcinis variklis. Tai suteikia varikliui didelį sukimo momentą esant mažam greičiui ir standartinį variklio veikimą esant dideliam greičiui. Variklyje taip pat yra įmontuotas trumpojo jungimo mechanizmas, kuris nutraukia jungtį su komutatoriumi, kad jis galėtų veikti kaip indukcinis variklis ir taip pat galėtų suktis atgal.

Atstumiamo variklio konstrukcijos trūkumai yra sudėtinga mechaninė kontaktinių šepečių konstrukcija ir tai, kad jis buvo sumodeliuotas pagal ankstyvą nuolatinės srovės (DC) variklio funkcionalumą. Tai vienfazis variklis, tai reiškia, kad jis naudoja kintamąją srovę, kuri teka per statoriaus bloką su viena elektros apvija, tačiau pats statorius turi iki aštuonių magnetinių polių. Rotoriaus mazgas panašus į tai, kaip nuolatinės srovės variklyje įmontuota armatūra, todėl inžinerijos srityse ji dažnai vadinama armatūra, o čia liečiasi komutatorius ir šepečiai, kad būtų galima valdyti sukimo momentą ir sukimosi kryptį.

Kryptis, kuria šepečiai artėja arba liečiasi prie komutatoriaus, taigi ir su rotoriaus, bei jų fizinis artumas prie jo, lemia variklio greitį, sukuriant atstūmimo efektą su konkuruojančiais magnetiniais poliais. Armatūra ir statorius turi savo magnetinių polių rinkinius ir yra nukrypę vienas nuo kito maždaug 15 elektrinių laipsnių, o tai sukuria magnetinio atstūmimo efektą, dėl kurio rotorius pradeda suktis. Šepečių vieta yra labai svarbi, kad atstumiantis variklis tinkamai veiktų, nes jei šepečiai yra tiesiai stačiu kampu statoriaus agregato atžvilgiu, poliai atšaukia vienas kitą, užkertant kelią magnetiniam srautui, o sukimosi momento nėra.

Nors šiuolaikinės elektros grandinės daugelis atstūmimo variklių pakeitė asinchroniniais varikliais, turinčiais panašias valdymo savybes, atstūmimo variklis vis dar naudojamas kai kuriose srityse dėl jo gebėjimo generuoti didelį sukimo momentą esant lėtam greičiui. Tai apima tokias programas kaip spausdinimo presų pavaros ir lubų ventiliatoriai arba aplinkos kontrolės orapūtės, kuriose yra lėtai besisukančių ventiliatorių. Originalios atstūmimo variklio konstrukcijos variantai apima tipiškų indukcinio veikimo principų įtraukimą, pvz., atstūmimo paleidimo indukcinį variklį, atstūmimo indukcinį variklį ir kompensuotą atstūmimo variklį.