DC motor: prinsip tindakan. DC motor: peranti

Pertama sekali dicipta pada abad ke-19 berputar Mesin elektrik ialah motor DC. Prinsip operasi ia telah dikenali sejak pertengahan abad lalu hingga sekarang DC motor (DPT) terus setia berkhidmat orang, menetapkan dalam gerakan pelbagai mesin berguna dan mekanisme.

Pertama DPT

Bermula dari 30-an abad ke-19 dalam perkembangan mereka mereka telah melalui beberapa peringkat. Hakikatnya adalah bahawa sehingga akhir enjin abad lalu alternator satunya sumber kuasa adalah sel galvani. Oleh itu, semua motor elektrik pertama hanya boleh dijalankan pada arus terus.

Apakah DC motor yang pertama? Prinsip operasi peranti dan enjin sedang dibina pada separuh pertama abad ke-19, adalah seperti berikut. Bidang utama adalah satu set tetap magnet atau elektromagnet tetap rod, tidak mempunyai litar magnet tertutup umum. Salient-tiang angker membentuk beberapa magnet rod berasingan pada paksi yang sama, yang didorong oleh daya tolakan dan tarikan untuk tiang pengaruh. wakil khas dari mereka adalah enjin W. Ricci (1833) dan B. Jacoby (1834) yang dilengkapi dengan suis mekanikal semasa dalam elektromagnet dengan armatures kenalan alih dalam litar angker penggulungan.

Sebagai enjin sedang berjalan Jacobi

Apakah prinsip mesin ini beroperasi? Enjin Jacobi berterusan semasa dan analognya mempunyai denyut tork elektromagnet. Pada zaman penumpuan kutub yang bertentangan daripada angker dan pengaruh oleh magnet daya tarikan motor tork cepat sampai maksimum. Kemudian, apabila lokasi tiang angker yang bertentangan kutub peraruh, suis mekanikal dan memecahkan semasa dalam electromagnets angker. Tork jatuh kepada sifar. Oleh kerana inersia angker dan kutub mekanisme anchor dihalau keluar dari bawah tiang pengaruh, pada ketika ini dalam mereka daripada suis semasa dibekalkan dalam arah yang bertentangan, kekutuban mereka juga diterbalikkan, dan kuasa graviti ke kutub terdekat pengaruh digantikan dengan daya tolakan. Oleh itu, motor berputar Jacobi kejutan berturut-turut.

Nampaknya anchor anulus

Pada teras enjin solenoid angker Jacobi semasa secara berkala dimatikan, mereka yang mencipta medan magnet hilang, dan tenaga berubah menjadi kehilangan haba dalam belitan. Oleh itu, angker penukaran elektromekanik sumber kuasa semasa (sel elektrokimia) ke dalam mekanikal berlaku di dalamnya sebentar-sebentar. Apa yang diperlukan telah ditutup dengan motor berterusan penggulungan semasa yang akan mengalir sentiasa semasa waktu yang telah operasinya.

Dan fuhtufn itu telah ditubuhkan pada tahun 1860. A Pachinotti. Apa yang berbeza dari pendahulunya DC motor? Prinsip operasi enjin dan peranti Pachinotti berikut. Sebagai sauh beliau menggunakan cincin keluli dengan jejari tetap pada aci menegak. Dalam kes ini, sauh itu tidak mempunyai tiang-ciri penting. Beliau menjadi neyavnopolyusnym.

angker gegelung penggulungan telah luka antara jejari cincin, hujung yang disambung secara siri anchor, dan daripada titik sambungan setiap dua gegelung dibuat paip disambungkan kepada plat pengumpul diatur di sepanjang lilitan bahagian bawah aci motor, bilangan yang sama dengan bilangan gegelung. Seluruh angker ditutup pada dirinya dan titik sambungan siri gegelung disambungkan kepada plat pengumpul bersebelahan, yang slaid pada sepasang penggelek bekalan semasa.

Sauh anulus telah diletakkan di antara dua kutub dua elektromagnet tetap pengaruh-stator, supaya garis daya dicipta oleh mereka pengujaan medan magnet termasuk dalam permukaan silinder luar angker motor di pengujaan kutub utara melalui angker anulus, tanpa bergerak ke bahagian dalam lubang, dan datang di bawah kutub selatan.

Sebagai enjin sedang berjalan Pachinotti

Apa yang dia mempunyai prinsip tindakan? DC motor Pachinotti bekerja dengan cara yang sama seperti DPT moden.

Medan magnet tiang peraruh dengan polariti ini sentiasa menjadi sebilangan konduktor angker penggulungan semasa dengan arah yang berterusan, di mana pengaruh di bawah tiang yang berbeza arah arus angker telah diterbalikkan. Ini dicapai dengan meletakkan penggelek bekalan semasa, yang bertindak sebagai berus, dalam ruang di antara dua kutub pengaruh. Oleh itu angker semasa serta-merta mengalir ke gegelung melalui roller, plat pengumpul dan terikat dengannya paip, yang juga di ruang antara tiang, kemudian mengalir dalam arah yang bertentangan sepanjang dua poluobmotkam-cawangan, dan akhirnya mengalir melalui garis cawangan, plat pengumpul dan roller dalam interpolar lain selang. Dengan berbuat demikian, anchor gegelung bawah tiang pengaruh berubah, tetapi arah aliran semasa kekal tidak berubah pada mereka.

Oleh Undang-undang Ampere, bagi setiap konduktor gegelung angker dengan arus dalam medan magnet tiang peraruh, satu kuasa yang ditentukan oleh arah pemerintahan yang terkenal "tangan kiri." Relatif kepada paksi enjin, kuasa ini untuk membuat tork, dan jumlah momen semua kuasa-kuasa ini memberikan jumlah masa DPT, yang sudah di bawah beberapa plat pengumpul adalah hampir tidak berubah.

DPT dan dengan anulus grammovskoy angker penggulungan

Seperti yang sering berlaku dalam sejarah sains dan teknologi, ciptaan A. Pachinotti tidak digunakan. Ia telah dilupakan selama 10 tahun sehingga pada tahun 1870 ia bebas tidak mengulangi Perancis-Jerman pencipta H. Gramm dalam reka bentuk yang sama penjana DC. Dalam mesin ini, paksi putaran mendatar dan telah digunakan berus karbon menggelongsor di plat pengumpul reka bentuk hampir sezaman. Menjelang tahun 70 ke abad ke-19 prinsip kebolehbalikan mesin elektrik telah menjadi terkenal, dan mesin Gramm yang digunakan sebagai penjana dan DC motor. prinsip operasinya sudah diterangkan di atas.

Walaupun pada hakikatnya bahawa ciptaan angker cincin itu satu langkah yang penting dalam pembangunan DPT, penggulungan (dipanggil grammovskoy) yang mempunyai kelemahan yang ketara. Medan magnet kutub pengaruh hanya mereka konduktor yang (disebut aktif), yang terletak di bawah tiang ini pada permukaan silinder luar angker. Bagi mereka ia telah diiringi oleh magnet kuasa Ampere, tork terhadap paksi motor. Mereka konduktor aktif yang melalui anchor aperture ring tidak mengambil bahagian dalam penciptaan masa ini. Mereka hanya sia-sia dilesapkan tenaga dalam bentuk kehilangan haba.

Dari gelanggang untuk drum anchor

Menangani kelemahan ini sauh cincin berjaya pada tahun 1873 oleh yang terkenal Jerman elektrik F. Gefner-Alteneku. Bagaimana ia berfungsi DC motor? Prinsip operasi peranti, stator peraruh adalah sama seperti motor dengan gelang penggulungan. Tetapi reka bentuk angker dan kedudukan penggulungan berubah.

Gefner-Altenek menegaskan bahawa arah arus angker yang mengalir dari berus tetap, dalam konduktor grammovskoy penggulungan pengujaan di tiang bersebelahan sentiasa bertentangan, iaitu mereka boleh dimasukkan dalam belitan terletak di permukaan silinder luar gegelung dengan lebar (pitch) yang sama dengan padang tiang (lilitan angker, kepada salah satu tiang pengujaan).

Dalam kes ini, ia menjadi tidak perlu dalam lubang bulat angker, dan ia bertukar menjadi silinder padu (drum). Ini berliku-liku dan anchor sendiri menerima nama dram. Penggunaan tembaga dalam dengan jumlah yang sama konduktor aktif adalah lebih kurang daripada dalam grammovskoy penggulungan.

Anchor gear menjadi

Mesin dan Gramm-Gefner Alteneka permukaan anchor telah berjalan dengan lancar, dan konduktor penggulungannya disusun dalam jurang antara ia dan kutub pengaruh. Jarak antara permukaan silinder cekung tiang pengujaan dan permukaan cembung angker mencapai beberapa milimeter. Oleh itu, untuk mewujudkan kekuatan medan magnet dikehendaki dikehendaki memohon gegelung pengujaan dengan daya magnetomotive yang besar (dengan sejumlah besar lilitan). Ini banyak meningkatkan saiz dan berat enjin. Di samping itu, permukaan licin gegelung angker ia adalah sukar untuk menetapkan. Tetapi adakah itu betul? Malah, bagi tindakan pada konduktor dengan daya Ampere semasa ia mesti berada dalam titik di ruang angkasa dengan medan magnet yang tinggi (dengan ketumpatan fluks magnet).

Ia ternyata bahawa ini tidak perlu. American pencipta H. Maxim gun menunjukkan bahawa jika sauh melaksanakan gear drum, dan alur dibentuk antara gigi untuk meletakkan drum gegelung penggulungan, jurang di antara tiang dan pengujaan boleh dikurangkan kepada pecahan milimeter. Ia adalah mungkin untuk mengurangkan saiz gegelung pengujaan, tetapi DPT tork tidak berkurangan.

Sebagai fungsi seperti motor DC? Prinsip operasi adalah berdasarkan kepada fakta bahawa anchor daya magnet yang bergigi digunakan tidak kepada konduktor dalam slot yang (medan magnet dalam mereka boleh dikatakan tidak hadir), dan kepada gigi sangat. Kehadiran semasa dalam konduktor dalam alur adalah penting untuk berlakunya daya ini.

Bagaimana untuk menghilangkan arus pusar

Satu lagi penambahbaikan penting dibuat pencipta terkenal TA Edison. Apa yang dia berkata kepada motor DC? Prinsip operasi tetap tidak berubah, tetapi bahan yang dibuat anchor yang berubah. Sebaliknya daripada bekas besar dia adalah seorang berlapis nipis elektrik diasingkan daripada satu sama lain dengan kepingan keluli. Ini mengurangkan magnitud arus pusar (Foucault arus) dalam angker, yang meningkatkan kecekapan enjin.

Prinsip operasi motor DC

Secara ringkas ia boleh dirumuskan seperti berikut: apabila menyambung angker penggulungan motor teruja untuk sumber kuasa di dalamnya timbul semasa yang besar dipanggil inrush dan melebihi beberapa kali nilai undian. Lebih-lebih lagi, di bawah tiang pengujaan arah kutub bertentangan dengan arus dalam konduktor angker penggulungan di sebaliknya sama seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Mengikut peraturan, "tangan kiri", panduan ini adalah Ampere memaksa arah lawan dan membawa angker berputar. Pada angker penggulungan konduktor yang disebabkan daya gerak elektrik (back-EMF), ditujukan berlawanan kepada sumber voltan bekalan. Pecutan bertambah angker dan back-EMF dalam penggulungan itu. Oleh itu, arus angker dikurangkan daripada permulaan kepada nilai yang sepadan dengan ciri-ciri titik operasi enjin.

Untuk meningkatkan kelajuan putaran angker, ia adalah perlu sama ada untuk meningkatkan arus dalam gegelung atau mengurangkan back-EMF di dalamnya. Yang terakhir ini boleh dicapai dengan mengurangkan magnitud medan pengujaan magnet dengan mengurangkan semasa dalam bidang penggulungan. Ini kaedah mengawal kelajuan DPT adalah meluas.

Prinsip operasi motor DC dengan pengujaan berasingan

Dengan kemasukan terminal bidang penggulungan (OB) kepada sumber kuasa yang berasingan (bebas OM) kuat DPT biasanya dilakukan untuk menjadikannya lebih mudah untuk mengawal magnitud arus pengujaan (untuk menukar kelajuan putaran). Pada sifat-sifat DPT dengan OB bebas DPT yang serupa dengan OB, disambung secara selari dengan angker penggulungan.

Shunt DPT

Prinsip operasi selari DC bidang motor semasa ditentukan oleh ciri-ciri mekanikal, iaitu pergantungan kelajuan putaran tork beban pada aci itu. Bagi apa-apa perubahan kelajuan enjin pada peralihan dari melahu tork beban undian adalah dari 2 hingga 10%. Sifat-sifat mekanikal dipanggil tegar.

Oleh itu, prinsip tindakan motor DC dengan shunt menyebabkan penggunaannya dalam penggerak dengan kelajuan malar apabila julat beban Perubahan yang besar. Walau bagaimanapun, ia digunakan secara meluas dalam pemacu elektrik yang dikawal selia dengan laju boleh ubah. Selain itu, bagi peraturan kelajuan yang boleh digunakan sebagai perubahan arus angker dan arus medan.

pengujaan urutan DPT

Prinsip operasi motor DC siri pengujaan sebagai selari, ia ditentukan oleh ciri-ciri mekanikal, yang dalam kes ini adalah lembut, kerana kelajuan enjin ada pelbagai pilihan dengan perubahan beban. Di mana yang paling berfaedah untuk menggunakan motor DC? The operasi prinsip motor kelajuan keretapi daya tarikan yang akan berkurangan untuk mengatasi kenaikan komposisi dan kembali ke usul nominal apabila dataran sepadan sepenuhnya dengan DPT dengan berurutan OB dihubungkan dengan angker penggulungan. Oleh itu, sebahagian besar daripada lokomotif elektrik di dunia yang dilengkapi dengan peranti sedemikian.

Prinsip operasi motor DC dengan siri pengujaan melaksanakan sebagai denyut motor tarikan semasa yang adalah sama dengan DPT konsisten RH, tetapi direka khas untuk operasi dengan diperbetulkan sudah di papan arus elektrik yang mempunyai riak besar.