Las longitudes del diodo en serie al motor universal y las escobillas difieren en funcionamiento intermitente, ¿por qué?

Se supone que un motor universal debe funcionar en dos etapas de velocidad: velocidad máxima/velocidad reducida y el motor funcionará de manera intermitente como 3 segundos ENCENDIDO/3 segundos APAGADO. Así que simplemente agregué un diodo en serie (BY255) al motor universal para hacer funcionar el motor a velocidad reducida; pero un cepillo se desgasta más rápido cuando otro se desgasta muy lento, ¿ por qué? Sospechaba de cambiar los transitorios, pero los supresores de sobretensiones como los NTC no son una buena idea ya que necesitan tiempo de enfriamiento, y los costos son importantes si se habla de circuitos de PCB que tienen al menos 3-4 componentes.

Detalles adicionales:

  • Fuente: 220 V 50 Hz
  • Mido 120 V en el motor (valor RMS verdadero rectificado)
  • BY255: Rectificador de plástico de corriente media (voltaje: 200 a 1300 voltios, corriente: 3,0 amperios)
  • Las escobillas se desgastan bien e igual cuando están en servicio intermitente a máxima velocidad
  • Cuando cambio la dirección del diodo, otro cepillo comienza a desgastarse más rápido. El cepillo de carbón del lado del ánodo de los diodos se desgasta más rápido (los electrones del cepillo fluyen hacia adentro, la corriente convencional fluye hacia afuera)
  • Los valores de trabajo continuos del motor son 0,45 A, 83 W, 6300 RPM con carga ligera pero adecuada.

Editar: probé otro motor con otro tipo de cepillo pero de servicio continuo; los resultados son los mismos: una escobilla (lado del ánodo) se desgasta muy rápido mientras que la otra escobilla se desgasta muy lentamente.

+1 para una observación realmente interesante. Espero que esto sea solo un pasatiempo o material didáctico. No produzca nada que consuma mucha CC de la red eléctrica de CA.

Respuestas (2)

El servicio intermitente significa una gran cantidad de operación de alta corriente y chispas en las escobillas cuando el motor funciona a una velocidad diferente a la nominal mientras acelera.

Las chispas ocurren cuando el conmutador interrumpe la corriente y se pueden minimizar asegurándose de que esto suceda cuando el voltaje inducido sea cero, lo que ocurre en una posición diferente del cepillo dependiendo de la velocidad del motor. Por lo tanto, la posición de las escobillas en los motores grandes es ajustable, y debe configurarlo en el punto neutral para minimizar las chispas , (pdf) pero posiblemente configurado de fábrica para una mejor operación a velocidad normal en su motor.

Entonces, al operar el motor a otras velocidades, el punto neutral está en un lugar diferente y verá chispas durante los arranques. que desgastarán los cepillos. Ahora las chispas son pequeñas luces de arco, plasma caliente que se acelera a través del campo eléctrico y choca con los electrodos (en este caso, la escobilla y el conmutador en cada extremo). Y los arcos comen ánodos , el doble de rápido que comen cátodos, en el artículo vinculado.

En 1876, Paul Jablochkoff, un ruso que vivía en París, produjo lo que en ese momento se consideró un gran avance, [... en la iluminación por arco eléctrico]. Su dispositivo se conocía como la "vela eléctrica", ya que involucraba dos luces paralelas. varillas de carbono en posición vertical separadas entre sí por una capa de yeso de París. A medida que se consumían los carbones, la barra positiva se devoraba al doble de la velocidad de la barra negativa, por lo que se prefirió la corriente alterna para igualar la erosión. En otras lámparas de arco posteriores, la barra de carbono positiva se hizo dos veces más grande que la barra negativa.

Entonces, en cualquier momento, una escobilla es positiva mientras que el conmutador es negativo, y en la otra escobilla, el conmutador es positivo mientras que la escobilla es negativa. Ahora "los arcos comen ánodos" significa que el cepillo positivo sufrirá más daño que el otro. (El conmutador de cobre también sufrirá algún daño, pero se distribuye uniformemente a medida que gira).

A plena potencia, su motor funciona con CA, por lo que las escobillas se turnan (50 veces por segundo) para ser positivas, por lo que el desgaste es uniforme.

Sin embargo, un diodo en serie altera esta equidad: una escobilla es siempre positiva y, por lo tanto, se desgasta más rápido que la otra.

Entonces, lo que probablemente esté viendo es una combinación de dos efectos: chispas inusualmente malas al operar el motor a través de mucha aceleración (alta corriente y lejos de su punto neutral) y erosión diferencial del cepillo positivo porque su diodo "controlador de velocidad" opera el motor fuera de CC.

Cambie las escobillas periódicamente, o invierta el diodo todos los días (use un interruptor DPDT para facilitar esto), o instale un tipo de control de velocidad más amable, como un atenuador basado en triac, aunque los baratos pueden no ser lo suficientemente robustos para impulsar cargas inductivas. como motores.

Sigo pensando en la solución, probablemente su solución se encuentre dentro de los devanados del rotor, supongo.

Verifique los grados de su cepillo. Normalmente, las escobillas tipo sándwich (2 escobillas pegadas) se usan con suministros de CA y las escobillas de tipo mono (escobilla única) se usan con suministros de CC.

Por ejemplo: Schunk L93MF7 para suministro de CA y Schunk L24F7 para suministro de CC. Si usa un cepillo de CA para un suministro de CC, puede encontrar que el desgaste desigual es mayor.