Uniwersalne silniki do odczytu
Uniwersalne silniki odczytowe to silniki elektryczne wzbudzenia małej mocy z dzielonym wzbudzeniem uzwojenia, dzięki czemu mogą pracować zarówno na standardowych napięciach stałych, jak i przemiennych o mniej więcej takich samych właściwościach i charakterystyce. Takie silniki elektryczne są używane do napędzania urządzeń małej mocy, szybkich i wielu urządzeń gospodarstwa domowego. Pozwalają na prostą, szeroką i płynną regulację prędkości.
Pod względem konstrukcji silniki te różnią się od silników. konstrukcja stojana prądu stałego ogólnego przeznaczenia, układ magnetyczny złożony z blach błotnych izolowanych od siebie stali elektrotechnicznej z wystającymi biegunami, na których umieszczone są dwie sekcje cewki wzbudzenia. Sekcje te są połączone szeregowo z twornikiem i znajdują się po obu stronach zacisków, co zmniejsza zakłócenia radiowe od cen kolektora pod szczotkami, które podczas zasilania silnika z sieci napięcia przemiennego są szczególnie wzmacniane z powodu znacznego pogorszenia warunki przełączania.
W zależności od konstrukcji silnika, uzwojenie wzbudzenia może być podłączone do twornika wewnątrz maszyny lub może mieć niezależne zaciski zewnętrzne, co jest wygodniejsze dla zmiany kierunku obrotów twornika poprzez zamianę miejsc przewodów odpowiednich dla jego cęgów lub do cęgów cewki wzbudzenia. Uniwersalny twornik silnika jest zaprojektowany w taki sam sposób jak twornik maszyny. prąd stały, a jego uzwojenie jest podłączone do płytek kolektora, do których dociskane są szczotki.
Silniki te są uruchamiane przez bezpośrednie podłączenie do sieci prądu stałego lub przemiennego, która odpowiada napięciu znamionowemu podanemu na tabliczce znamionowej.
Wzbudzenie szeregowe twornika szczotkowego silnika uniwersalnego jest wprost proporcjonalne do napięcia na jego zaciskach i odwrotnie proporcjonalne do amplitudy strumienia magnetycznego, w zależności od obciążenia wału silnika.
Charakterystyki mechaniczne takich silników elektrycznych różnią się w zależności od tego, jakim napięciem (zmiennym lub stałym) pracuje silnik elektryczny, ponieważ przy zasilaniu go z sieci stałego napięcia występuje jedynie spadek napięcia wywołany przez rezystancje wzbudzenia uzwojeń i prądu stałego twornika, podczas gdy po podłączeniu do napięcia sieciowego nadal występuje znaczny indukcyjny spadek napięcia na uzwojeniach wzbudzenia i twornika. Ponadto przy prądzie przemiennym przy niskich prędkościach twornika występuje znaczne przesunięcie fazowe między napięciem a prądem, co znacznie zmniejsza moment obrotowy na wale silnika.
Aby uzyskać w przybliżeniu takie same właściwości mechaniczne prądu przemiennego i stałego, należy całkowicie podzielić uzwojenie pola na silnik prądu stałego, a po włączeniu na prąd przemienny — częściowe, dla których silnik jest podłączony do odpowiedniej sieci za pomocą symboli nawiasów «+» i «-» lub nawiasów z oznaczeniami «~».
W trybach nominalnych odpowiadających napięciu zasilania DC i AC, znamionowa prędkość twornika jest taka sama. Jeżeli jednak silnik podłączony do napięcia przemiennego jest przeciążony, prędkość twornika spada silniej, aw stanie nieobciążonym rośnie szybciej niż przy zasilaniu z sieci prądu stałego.
Na biegu jałowym prędkość twornika może przekraczać prędkość znamionową. 2,5 — 4 razy i więcej, a to jest niedopuszczalne ze względu na znaczne siły odśrodkowe, które mogą zniszczyć kotwicę. Z tego powodu prędkość obrotowa biegu jałowego jest dopuszczalna tylko dla silników o niskiej mocy znamionowej ze stosunkowo dużymi stratami mechanicznymi ograniczającymi prędkość twornika. Silniki o znikomych stratach mechanicznych muszą zawsze przenosić obciążenie co najmniej 25% wartości nominalnej.
Prędkość twornika jest kontrolowana poprzez zmianę napięcia na zaciskach maszyny, a także poprzez manewrowanie uzwojeniem wzbudzenia lub uzwojeniem twornika za pomocą rezystora. Spośród tych sposobów najbardziej ekonomiczna jest regulacja biegunów, realizowana przez równoległe połączenie cewki wzbudzenia regulowanego rezystora.
Główną zaletą silników z uniwersalnym odczytem w porównaniu z silnikami asynchronicznymi i synchronicznymi jest to, że rozwijają one znaczny początkowy moment obrotowy dzięki stałemu uzwojeniu wzbudzenia i umożliwiają bez użycia przekładni podwyższającej uzyskanie prędkości twornika znacznie wyższej niż synchroniczna.
Prędkość uniwersalnych silników odczytu ogranicza ich rozmiar i wagę.
Sprawność znamionowa tych maszyn zależy od ich mocy znamionowej, prędkości i rodzaju prądu. Tak więc dla silników o mocy znamionowej od 5 do 100 W waha się od 0,25 do 0,55, a dla maszyn o mocy znamionowej do 600 W jego wartość sięga 0,70 i więcej, a praca silników obejmuje naprzemienną prądowi zawsze towarzyszy obniżona wydajność, co jest spowodowane zwiększonymi stratami magnetycznymi i elektrycznymi. Nominalny współczynnik mocy tych silników wynosi 0,70 — 0,90.