DC motor: princip djelovanja. DC motor: uređaja

Prije svega izmišljena u 19. stoljeću obrtnih električnih mašina je DC motor. Princip rada je poznato od sredine prošlog stoljeća do danas DC motori (DTP) i dalje vjerno služe osoba, pokrećući razne korisne mašina i mehanizama.

Prvi DTP

Počevši od 30-tih godina 19. stoljeća u njihovom razvoju su prošli kroz nekoliko faza. Činjenica je da do kraja motora prošlog veka alternatore jedini izvor napajanja bio galvanske ćelije. Dakle, sve od prvih elektromotora može pokrenuti samo na direktne struje.

Kako je izgledao prvi DC motor? se gradi princip rada uređaja i motora u prvoj polovini 19. stoljeća, je kako slijedi. Glavni polje je fiksni skup stalnih magneta ili elektromagneta štap, nije imao generalni zatvorenog magnetskog kruga. Istaknuta-polni armature formirana nekoliko odvojenih magneta štap na zajedničkom osi, koje su vođen odbojna i privlačna sila na polovima induktor. Tipični predstavnici su bili motori W. Ricci (1833) i B. Jacoby (1834) je opremljena s mehaničkim prekidačima struje u elektromagneta s armature pokretnim kontakata u krug armature navijanje.

Kao motor radi Jacobi

Ono što je ovu mašinu princip rada? Motor Jacobi konstantna struja i njegovih analoga imaju pulsirajuće elektromagnetsko obrtnog momenta. U vrijeme konvergencije suprotnog pola armature i induktor magnetnim privlačne sile moment motora brzo dostigla maksimum. Zatim, kada pole-lokaciju armature suprotnim polovima induktor, mehanički prekidač i razbijaju struje u elektromagneta za armature. Moment pada na nulu. Zbog inercije armature i prešao mehanizam sidro polova iz pod induktor polova, u ovom trenutku u njima od prekidača struje isporučuje u suprotnom smjeru, njihov polaritet i obrnuto, i sila gravitacije do najbližeg pol induktor je zamijenjen odbojne sile. Dakle, motor rotira Jacobi uzastopnih šokova.

Čini se prstenastog sidro

U srži armaturu solenoida motor Jacobi struja povremeno isključen, oni stvaraju magnetno polje nestao, a njegova energija se pretvara u gubitke toplote u namotaja. Dakle, elektromehaničkog pretvaranja izvor trenutnu snagu armature (elektrokemijske ćelije) u mehaničku dogodila u njemu povremeno. Ono što je potrebno je zatvoren sa kontinuiranim namotaja motora struje koja bi se stalno teku sve vreme svog rada.

A takva fuhtufn je osnovana 1860. A Pachinotti. Ono što se razlikuje od svojih prethodnika DC motor? Princip rada motora i uređaja Pachinotti sljedeće. Kao sidra je koristio čelični prsten sa kracima pričvršćen na vertikalnom osovinom. U ovom slučaju, sidro nisu imali istaknute polova. Postao neyavnopolyusnym.

armature namotavanje opruga su rane između krakova prstena, od kojih su krajevi spojeni u seriju na sidro, a iz točke povezivanja po dva namotaja su napravljene dodirnite spojen na kolektor ploča raspoređeni duž oboda na dnu osovine motora, broj koji je jednak broju namotaja. Čitav armatura je bila zatvorena u sebe i serijski priključak mjesta svojih namotaja su povezani sa susjednih kolekcionar ploča, koje klize po par trenutne valjci napajanja.

Prstenastog sidro je stavljen između polova dva fiksna elektromagneta induktor-statora, tako da je linija sile stvorio ih pobude magnetskog polja uključena u vanjskom cilindrične površine motora armature na severnom polu uzbude prošao kroz prstenaste armature, bez kreće u unutrašnjost svoje rupe, a izlazi pod južni pol.

Kao motor radi Pachinotti

Ono što je on imao princip djelovanja? DC motor Pachinotti radila na isti način kao moderne DTP.

Magnetno polje induktor polova sa polariteta to je uvijek bio određeni broj provodnika armature navijanje struje sa stalnim smjera, pri čemu je preokrenuo induktor pod različitim polovima armature trenutne pravcu. Ovo je postignuto postavljanjem trenutnu valjci napajanja, koji se ponašaju kao četke, u prostoru između polova induktor. Stoga armature trenutna struja tekla na zavojnicu kroz valjak, kolektora ploču i vezana uz nju slavine, što je također u prostoru između polova, zatim tekla u suprotnim smjerovima duž dva poluobmotkam-grane, a na kraju je tekla kroz grane linije, kolekcionar ploča i valjak u drugom interpolar intervala. Pri tome, zavojnica sidro pod pola induktor promenila, ali je pravac struje ostala nepromijenjena u njima.

Od Ampere zakon, za svaki dirigent armature zavojnice sa sadašnjim u magnetskom polju induktor pol, sile koja se određuje pravac dobro poznato pravilo "lijevom rukom." U odnosu na osi motora, ta moć da stvori obrtnog momenta, a suma momenata svih ovih snaga daje ukupno vrijeme DTP, koji je već pod nekoliko kolektor ploča je gotovo konstantna.

DTP i sa prstenastog armature navijanje grammovskoy

Kao što se često dešavalo u istoriji nauke i tehnologije, izum A. Pachinotti nisu koristili. To je zaboravljen 10 godina, sve do 1870. godine samostalno ne ponovi francusko-njemački izumitelj H. Gramm u sličnom dizajnu generatora DC. U ove mašine, ose rotacije je horizontalna, a koristi se četkica klizna duž kolektorske ploče skoro savremenog dizajna. Do 70. godina 19. stoljeća principu reverzibilnosti električnih mašina je postala poznata, a mašina Gramm se koristi kao generator i DC motora. Svoj operativni princip je već opisano.

Unatoč činjenici da je izum prstena armature je bio važan korak u razvoju DTP, svoje navijanje (tzv grammovskoy) imala je značajan nedostatak. Magnetno polje induktor polova su samo one njegove provodnika (naziva aktivno), koji je ležao u ovim pola na vanjskom cilindrične površine armature. Za njih je u pratnji magnetna sila amper, a moment u odnosu na os motora. Oni neaktivan provodnici koji prolaze kroz otvor prstena sidro nije sudjelovao u stvaranju trenutka. Oni samo beskorisno rasipa energiju u obliku gubitka topline.

Od prsten na sidro bubanj

Adresa ovaj nedostatak prsten sidra naslijedio 1873. godine od strane poznatog njemačkog elektro F. Gefner-Alteneku. Kako je funkcionirao DC motor? Princip rada uređaja, njegova induktor statora je isti kao i motor sa prstenom navijanje. Ali dizajn armature i njegovih namotaja promijenilo.

Gefner-Altenek je istakao da je pravac armature struja koja teče od fiksne četkom, u provodnicima grammovskoy navijanje pobude na susjedni polovi su uvijek suprotno, tj oni mogu biti uključeni u namotaja nalazi u vanjskom cilindrične površine navoja sa širinom (pitch) jednak pole teren (obim armaturu, na jedan pol pobude).

U ovom slučaju, to postaje nepotrebno u kružni otvor armature, i to se pretvara u čvrstu cilindar (bubanj). Ovo navijanje i sama sidro dobila ime bubnja. Potrošnja bakra u to sa istim brojem aktivnih provodnika je znatno manje nego u grammovskoy navijanje.

Sidro gear postaje

Mašine i Gramm-Gefner Alteneka sidro površina je bila glatka, a navijanje provodnika raspoređeni u jaz između njega i polovi induktor. Razmak između konkavni cilindrične površine pobude polova i armature konveksno površina dostigla nekoliko milimetara. Dakle, da se stvori željeni jačine magnetnog polja je potrebno da se prijave namotaja uzbude s velikim magnetomotive snage (sa velikim brojem okretaja). Ovo znatno povećao veličinu i težinu motora. Osim toga, glatku površinu namotaja armature je bilo teško popraviti. Ali kako je to moguće? Zaista, za akciju na provodnik sa trenutnim Ampere sila mora biti u tačkama u prostoru sa visokim magnetska polja (sa Gustoća magnetskog toka).

Ispostavilo se da to nije potrebno. Američki pronalazač H. Maxim pištolj je pokazala da ako je sidro obavljaju bubanj opremu, kao i utora između zuba će staviti zavojnicu navijanje bubanj, jaz između polova i pobude može se svesti na frakcije milimetra. Moguće je da se značajno smanji veličinu kalemova pobude, ali moment DTP ne smanjuje.

Kao funkcija takvog DC motor? Princip rada se temelji na činjenici da je zupčasti sidro magnetna sila se primjenjuje ne provodnika u proreze (magnetno polje u njima je praktično odsutan), a do samog zuba. Prisustvo struje u dirigent u utor je kritična za nastanak ove snage.

Kako da biste dobili osloboditi od vrtložne struje

Još jedan važan napredak je poznati izumitelj TA Edison. Ono što je dodan u DC motor? Princip rada je ostao nepromijenjen, ali materijal od kojeg je svoj sidro promijenilo. Umjesto bivšeg masivnih bio je laminirana tanak električno izolovani jedni od drugih čeličnih limova. Ovo je smanjilo veličinu vrtložne struje (Foucault struje) u armaturu, što je povećalo efikasnost motora.

Princip rada DC motor

Ukratko se može formulisati na sljedeći način: kada povezujete armature navijanje uzbuđen motora na izvor napajanja u njima nastaje velika struja zove navaljivanje i preko nekoliko puta nazivne vrijednosti. Osim toga, pod pobude polovima suprotnog polariteta smjera struje u dirigenata armaturu navijanje u istom suprotno kao što je prikazano na slici ispod. Prema pravilu, "lijevu", ovi vodiči su Ampere prisiljava kazaljke na satu i nosi armaturu da se okreće. U armature navijanje dirigenata inducirana elektromotorna sila (back-EMF), usmjerena suprotno na izvor napona napajanja. Kao armatura ubrzanje raste i back-EMF u navijanje. Shodno tome, armatura struja se smanjuje od početne na vrijednost koja odgovara karakteristikama operativnog motor tačku.

Da bi se povećala brzina rotacije armature, potrebno je ili da se poveća struja u svoje zavojnice ili smanjiti back-EMF u njemu. Potonji se može postići smanjivanjem veličine uzbude magnetnog polja smanjenjem struje u polje navijanje. Ova metoda kontrole brzine DTP je široko rasprostranjena.

Princip rada DC motor sa zasebnim pobude

Uz uključivanje polje navijanje polovi (OB) na poseban izvor napajanja (nezavisni OM) snažan DTP obično izvodi da bi ga više prikladan za kontrolu veličinu Struja pobude (kako bi se promijeniti brzinu rotacije). Na svojstva DTP sa nezavisnim OB bitno slične DTP sa OB, povezan paralelno sa armature navijanje.

Shunt DTP

Princip rada paralelnog DC motora struje polja određuje mehaničke karakteristike, i.e. zavisnost brzine rotacije opterećenje na osovini. Za takvom brzinom varijacije motor na prijelazu iz praznom hodu na maksimalni obrtni moment opterećenja od 2 do 10%. Ove mehanička svojstva nazivaju se krute.

Dakle, akcija princip DC motor sa shunt izaziva njegova primjena u pogonima s konstantnom brzinom kada je veliki opseg varijacija opterećenja. Međutim, to je naširoko koristi u reguliranim električni pogon s varijabilnom brzinom. Osim toga, zbog svoje brzine regulacije može se koristiti kao promjenu struje i struje polja.

Sekvencijalni pobude DTP

Princip rada DC motor serije pobude kao paralelni, ona se određuje mehaničke karakteristike, što je u ovom slučaju je mekan, jer okretaja motora u velikoj mjeri varira s promjenama opterećenja. Gdje je najpovoljnije koristiti DC motor? Princip rada brzine željezničkih vučnih motora koji bi trebao smanjiti na prevazilaženju sastav raste i vratili se na nominalni pokreta kada je običan u potpunosti odgovara DTP sa OB sekvencijalno povezan sa armature navijanje. Zbog toga, značajan dio električnih lokomotiva na svijetu opremljen takvim uređajima.

Princip rada DC motor sa serijom pobude implementirati kao pulsirajuća struja vučnih motora koji su u suštini isti DTP konzistentan RH, ali posebno dizajniran za rad sa ispravljena već na brodu električne struje koji imaju značajan valovitost.