Коллекторные характеристики

9.22. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Для привода электроинструмента, швейных машин, небольших вентиляторов, пылесосов, в устройствах автоматики и т. д. находят применение коллекторные двигатели малой мощности, рассчитанные на питание от сети как постоянного, так и однофазного переменного тока частотой 50 Гц. Универсальные коллекторные двигатели устроены принципиально так же, как двухполюсные двигатели постоянного тока.

9.22. Универсальные коллекторные двигатели...... 396

В промышленности и бытовых электроустановках (электроинструменты, вентиляторы, пылесосы и др.) широко применяются маломощные (на десятки ватт) коллекторные двигатели. Если они рассчитаны для работы от постоянного и переменного тока, их называют универсальными. Универсальные двигатели при частоте 50 Гц могут иметь скорость вращения больше 3000 об/мин — предельную для двигателей переменного тока (асинхронных, синхронных).

Магнитопровод двигателя переменного тока набирают из штамповок листовой электротехнической стали. Для уменьшения индуктивного сопротивления двигателя и повышения его coscp все коллекторные двигатели переменного тока имеют компенсационную обмотки (см. § 17.8).

Благодаря возможности плавного и экономичного регулирования скорости вращения коллекторные двигатели последовательного возбуждения на переменном токе в ряде стран применяются как тяговые двигатели на железных дорогах, имеющих нормальную (50 Гц) или пониженную (25 и 16 2/3 Гц) частоту питающего напряжения.

Однако наличие скользящего щеточного контакта снижает надежность работы машины и создает вследствие коммутационного искрения значительные радиопомехи. В маломощных управляющих -J-! устройствах, так же как и в различных бытовых приборах, находят широкое применение универсальные коллекторные двигатели, способные работать от источника как постоянного, так и переменного тока.

на тяговых подстанциях и в некоторых других областях промышленности, вытеснив генераторы постоянного тока. К этому же времени относятся первые попытки заменить коллекторные двигатели постоянного тока бесколлекторными машинами переменного тока, работающими от статических преобразователей частоты. Появляются первые схемы вентильных двигателей и разрабатывается теория частотного регулирования, в которую большой вклад внесли советские ученые М. П. Костенко, Д. А. Завалишин, Б. Н. Тихме-нев, А. А. Булгаков, Е. Л. Этингер и др. Однако практические результаты были более чем скромными: статические преобразователи на ионных вентилях — игнитронах и тиратронах — оказались очень сложными и ненадежными в работе и их серийное производство не удалось наладить ни одной фирме в мире. Применение ртутных выпрямителей также было ограниченным из-за сложности эксплуатации и необходимости соблюдения строгих мер безопасности от возможного отравления ртутью.

Кроме того, требуется меньшее количество воздуха для охлаждения машины, и вследствие этого они отличаются меньшим уровнем шума. Следует отметить, что выпускаются также коллекторные двигатели постоянного тока с постоянными магнитами.

Регулирование скорости может осуществляться при помощи электромагнитной муфты. При уменьшении тока возбуждения муфты увеличивается скольжение ротора, как у асинхронного двигателя, и при неизменной или мало изменяющейся скорости двигателя уменьшается скорость вращения механизма. Некоторое распространение в двадцатых-тридцатых годах получили коллекторные двигатели переменного тока; практика эксплуатации таких двигателей выявила ряд их недостатков. Для мощных приводов применялись каскады асинхронных двигателей с включенными через выпрямители двигателями постоянного тока, с коллекторными двигателями переменного тока и другими устройствами.

Коллекторные машины переменного тока используют сравнительно редко и главным образом в качестве электродвигателей. Они имеют сложную конструкцию и требуют тщательного ухода. В устройствах автсматики, а также в различного рода электробытовых приборах применяют универсальные коллекторные двигатели, работающие как на постоянном, так и на переменном токе.

1 Коллекторные характеристики сходны с анодными характеристиками пентода.

2.5. К объяснению влияния температуры на коллекторные характеристики транзистора

Фототранзисторный оптрон ( 9.2, б). По сравнению с фотодиодным оптроном в качестве фотоприемника в нем используется кремниевый фототранзистор. Фототранзистор работает как обычный транзистор, у которого базой служит площадка для приема излучения. Возникающий от попадания излучения на базу ток управляет коллекторным током транзистора. Выходные (коллекторные) характеристики фототранзистора подобны аналогичным характеристикам обычного транзистора, но параметром у них является не ток базы, а световой поток ( 9.7), поэтому электрический вывод базы обычно не используется. Если между эмиттером и коллектором включить напряжение, то появится ток фототранзистора. При попадании светового излучения на базу коллекторный ток возрастает. Таким образом, фототранзистор является усилителем базового тока, поэтому чувствительность его по сравнению с фотодиодом значительно выше. Коэффициент передачи тока фототранзисторного оптрона /С/ = 50н-100%.

т. е. сумма падения напряжения на резисторе RK и коллекторного напряжения UK транзистора всегда равна постоянной величине — э. д. с. источника питания. Вольт-амперная характеристика /к = =/(?/як) коллекторного резистора RK является линейной, а вольт-амперные характеристики IK=f(UK) транзистора, как показано в гл. 2, представляют собой нелинейные коллекторные характеристики транзистора, включенного по схеме ОЭ (см. 1.24).

5.4. Входная и коллекторные характеристики биполярного транзистора, а также переходная характеристика усилительного каскада при ?^=20 В и RK—l кОм

5.8. К объяснению влияния температуры на коллекторные характеристики транзистора

Коллекторные характеристики транзистора показаны на 9.4, а. Если выбрать рабочую точку р на горизон-

Выходные (коллекторные) характеристики выражаются в виде зависимости /„ (UK5)\igt входные (эмиттерные) характеристики-— в виде зависимости /а (?/эб) укб.

Выходные (коллекторные) характеристики выражаются в виде зависимости /„ (UKa)\i входные (базовые) характеристики — в виде зависимости /б (t/gj \икэ-

Транзистор, в отличие от лампы, пропускает через себя большие токи /к при малом напряжении UK (например, коллекторные характеристики транзисторов большой мощности, приведенные на VIII. 14, а, где ток /к = 2 А, получаются при UK s» 3 В. Транзистор П210 при UK = 4 В пропускает ток /к «=* 10 А). Это позволяет конструировать стабилизаторы на очень низкие напряжения (от десятых долей вольта) при сохранении приемлемого к. п. д.

1 Коллекторные характеристики сходны с анодными характеристиками пентода.