DC motor: princíp činnosti. DC motor: prístroj

Predovšetkým vynájdený v 19. storočí rotujúce elektrický stroj je jednosmerný motor. Princíp fungovania je známa už od polovice minulého storočia do súčasnosti jednosmerné motory (DPT) aj naďalej verne slúžiť osobu, do pohybu rad užitočných strojov a mechanizmov.

prvý DPT

Počnúc 30. rokoch 19. storočia v ich rozvoji, ktoré prešli niekoľkých etapách. Faktom je, že až do konca minulého storočia motora alternátorov bol jediným zdrojom napájania galvanický článok. Preto všetky z prvých elektrických motorov je možné spustiť len na jednosmerný prúd.

Aký bol prvý DC motor? Princíp fungovania zariadenia a motorov sú postavené v prvej polovici 19. storočia, je nasledujúci. Hlavnou oblasťou bol pevne stanovený súbor permanentných magnetov alebo elektromagnetov tyče, nemal všeobecne uzavretý magnetický obvod. Vyjadrenými pólmi kotvy vytvorené z niekoľkých oddelených tyčových magnetov na spoločné osi, ktorý bol poháňaný odpudivé a príťažlivých síl k pólom induktora. Typickými zástupcami nich motory W. Ricci (1833) a B. Jacoby (1834), vybavené mechanickým spína prúd v elektromagnetu s armatúr pohyblivých kontaktov v obvode vinutia kotvy.

Ako je motor v chode Jacobi

Aký bol tento princíp stroj z prevádzky? Motor Jacobi konštantný prúd a jej analógy majú pulzujúceho elektromagnetického točivého momentu. V čase konvergencie opačných pólov kotvy a cievky magnetickou príťažlivosťou sily momentu motora rýchlo dosiahol maximum. Potom, keď sa pole umiestnenie kotvy opačné póly cievky, mechanickým spínačom a prerušiť prúd v elektromagnety kotvy. Krútiaci moment klesne na nulu. Vzhľadom k zotrvačnosti kotvy a poháňanými mechanizmus kotevné koly spod indukčnými pólov, v tomto bode v nich zo spínacej prúd je dodávaný v opačnom smere, ich polarita tiež obrátené, a gravitačná sila k najbližšiemu pólu indukčnej cievky je nahradený odpudivé sily. To znamená, že motor otáča Jacobi sebe idúce nárazy.

Zdá sa, že prstencové kotvy

V jadre motora kotva solenoidy Jacobi prúdu periodicky vypnutý, ktoré vytvárajú magnetické pole zmizol, a jej energia je transformovaná na tepelné straty vo vinutí. To znamená, že elektromechanické konverzný zdrojový prúd energie kotva (elektrochemický článok) na mechanickú došlo k nej prerušovane. To, čo bolo potreba bola uzavretá s kontinuálnym vinutia prúd, ktorý by sa po celú dobu jeho prevádzky neustále prúdi.

A takéto fuhtufn bola založená v roku 1860. A Pachinotti. To, čo sa líši od svojich predchodcov jednosmerného motora? Princíp fungovania motora a zariadením Pachinotti pozor. Ako kotvy použil oceľový krúžok s lúčmi pripevnených na zvislom hriadeli. V tomto prípade je kotva nemal vyjadrenými pólmi. Stal neyavnopolyusnym.

kotevné cievka vinutia boli zrušené medzi lúčmi kruhu, ktorého konce sú spojené v sérii na kotvu, a to od bodov pripojenia každého dvoch cievok boli kohút spojený s kolektorom doskami usporiadanými po obvode spodnej časti hriadeľa motora, ktorých počet sa rovná počtu cievok. Celá armatúra bol uzavretý do seba a sériové spojenie body jeho cievok sú pripojené k susedným kolektorov doštičiek, ktoré kĺžu na paru existujúcich podávacích valčekov.

Prstencová kotva je umiestnený medzi pólmi dva pevné elektromagnetov induktor-stator, tak, že siločiary vytvorené nimi excitačné magnetické pole zahrnuté vo vonkajšom valcovom povrchu kotvy motora na severnom póle excitáciu prechádza prstencovú kotvu, bez pohybu do vnútorného priestoru diery, a je v rámci južný pól.

Ako je motor v chode Pachinotti

Čo sa mal princíp pôsobenia? DC motor Pachinotti pracoval rovnakým spôsobom ako moderné DPT.

Magnetické pole indukčných pólov s polaritou táto bola vždy určitý počet vodičov vinutia kotvy prúdu s konštantným smere, v ktorom je induktor v rámci rôznych pólov prúdu kotvy smere bolo obrátené. Toho bolo dosiahnuté tým, že umiestni aktuálnej ponuky valčekov, ktoré pôsobia ako kefy, v priestore medzi pólmi cievky. Preto armatúra okamžitý prúd tiekol do cievky cez valec, kolektora dosky a je k nej batérie, ktorý je tiež v priestore medzi pólmi pripojené, potom prúdila v opačných smeroch pozdĺž dvoch poluobmotkam vetiev, a nakoniec prúdi odbočným potrubím, a zbernou doskou a valcom v inom póly interval. Pritom kotva cievka pod póly cievky zmenil, ale smer prúdu zostala nezmenená v nich.

Podľa Ampérovho zákona, pre každý vodič kotvy cievky s prúdom v magnetickom poli indukčné pole, sily, ktorá je určená smeru známeho pravidla "ľavou rukou." Vzhľadom k osi motora, táto sila pre vytvorenie krútiaceho momentu, a súčet momentov všetkých týchto síl dáva celkovú dobu DPT, ktorý je už na základe niekoľkých zberných dosiek je takmer konštantný.

DPT a s prstencovou kotvy vinutia grammovskoy

Ako často sa stalo v histórii vedy a techniky, tento vynález A. Pachinotti neboli použité. To bolo zabudnuté po dobu 10 rokov až do roku 1870 to nezávisle neopakoval francúzsko-nemecký vynálezca H. Gramm v podobnom dizajne generátora jednosmerného prúdu. V týchto strojoch, je os otáčania je horizontálna a bol použitý uhlíky posuvné pozdĺž zberných dosiek takmer súčasných dizajnov. Od 70 th rokov 19. storočia princíp reverzibility elektrických strojov sa stal známy, a prístroj Gramm použitý ako generátor a jednosmerný motor. Jeho pracovný princíp je už popísané vyššie.

Aj napriek skutočnosti, že vynález prstencového kotvy bolo dôležitým krokom v rozvoji DPT, jeho vinutie (tzv grammovskoy) má významný nedostatok. Magnetické pole z indukčných pólov sú len tie, ktoré z jeho vodičov (nazývané aktívny), ktorý leží pod týmito pólmi na vonkajšom valcovom povrchu armatúry. Pre nich to bolo sprevádzané magnetickou silou Ampér, krútiaceho momentu vzhľadom k osi motora. Tieto neaktívne vodiče, ktoré prechádzajú clonového krúžku kotvy nezúčastnil vytvorenie momentu. Oni len zbytočné rozptýli energiu vo forme tepelných strát.

Z kruh na kotevné bubne

Ošetrila tento problém kruhové kotvy podarilo v roku 1873 slávny nemecký elektrický F. Gefner-Alteneku. Ako to funguje jednosmerný motor? Princíp fungovania zariadenia, jeho induktor stator je rovnaký ako motor s kruh vinutia. Ale dizajn kotvy a jej zrušenia zmenilo.

Gefner-Altenek zdôrazniť, že smer prúdu kotvy prúdiaceho z pevnej kefy, vo vodičoch grammovskoy vinutia budenie na susedných pólov sú vždy opačné, teda môžu byť začlenené vo vinutí umiestnených vo vonkajšom valcovom povrchu cievky s šírkou (stúpanie), ktorý sa rovná pólové rozstupe (obvodu kotvy, na jednom póle budenie).

V tomto prípade nie je nevyhnutné v kruhovom otvore kotvy, a to sa zmení na pevné valce (bubna). Táto vinutia a kotva sama dostala názov bubna. Spotreba medi v nej s rovnakým počtom aktívnych vodičov je oveľa menej, než v grammovskoy vinutia.

Anchor gear stáva

Stroje a Gramm-Gefner Alteneka kotva povrch bol hladký a jeho navíjanie vodiče usporiadané v medzere medzi ním a pólmi induktora. Vzdialenosť medzi konkávne valcovou plochou budiacich pólov a kotvy konvexného povrchu dosiahol niekoľko milimetrov. Ak chcete teda vytvoriť požadovanú intenzitu magnetického poľa, ktoré budú výsledkom budiacich cievok s veľkým magnetomotorickú sila (s veľkým počtom otáčok). Tým sa výrazne zvýšila veľkosť a hmotnosť motorov. Okrem toho je hladký povrch kotvy cievok bolo ťažké stanoviť. Ale ako je to možné? V skutočnosti, pre pôsobenie na vodič s prúdovým Ampér platnosť, musí byť v mieste v priestore s vysokými magnetickými poľami (s magnetickou indukciou).

Ukázalo sa, že to nie je nutné. Americký vynálezca H. Maxim zbraň ukázal, že v prípade, že kotva vykonať bubna zariadenia, a drážky vytvorené medzi zubami umiestniť cievky navíjací bubon, medzera medzi pólmi a excitácie môže byť znížená na zlomky milimetra. Je možné výrazne znížiť veľkosť budiacich cievok, ale krútiaci moment DPT nebude znížená.

Keďže je funkčnosť takého jednosmerného motora? Princíp činnosti je založený na skutočnosti, že ozubený kotva magnetická sila je aplikovaná nie je k vodičom v jeho drážkach (magnetické pole v nich prakticky chýba), a k samotným zuby. Prítomnosť prúdu vo vodiči v drážke je rozhodujúce pre výskyt tejto sily.

Ako sa zbaviť vírivých prúdov

Ďalším významným zlepšením preslávil vynálezca TA Edison. Čo sa pridal do jednosmerného motora? Funkčný princíp zostáva bezo zmeny, ale materiál, z ktorého tiež jeho kotva zmenila. Namiesto toho, aby bývalý masívne bol laminovaná tenká galvanicky oddelené od seba navzájom oceľových plechov. To znižuje veľkosť vírivých prúdov (Foucault prúdy) v kotve, čo zvýšilo účinnosť motora.

Princíp fungovania jednosmerného motora

Stručne povedané, môže byť formulovaný nasledovne: Pri pripájaní vinutia kotvy excitovaného motora k zdroju energie v ňom vzniká veľký prúd zvaný zapínacie a presahujúce niekoľkokrát na menovitú hodnotu. Okrem toho, v súlade s budením pólmi proti smeru polarity prúdov vo vodičoch kotvy vinutí v rovnakom naproti, ako je znázornené na obrázku nižšie. Podľa pravidla, "ľavú ruku", tieto pokyny sú ampér sily proti smeru hodinových ručičiek a nesie armatúru do otáčania. V kotvy vinutia vodičov indukované elektromotorické silu (back-EMF), orientované opačne k zdroju napájacieho napätia. Ako sa zvyšuje zrýchlenie kotvy a zadné EMF v jeho vinutia. V dôsledku toho je prúd kotvy sa zníži z počiatočnej na hodnotu, ktorá zodpovedá charakteristikám obsluhu motora bodu.

Pre zvýšenie rýchlosti otáčania kotvy, je nutné buď zvýšiť prúd v jeho cievke alebo znížiť back-EMF v ňom. Ten môže byť dosiahnuť znížením veľkosti budiaceho magnetického poľa tým, že zníži prúd v oblasti vinutia. Tento spôsob ovládania rýchlosti DPT je veľmi rozšírená.

Princíp fungovania jednosmerného motora s cudzím budením

So zahrnutím poľných vinutia terminálov (OB) do samostatného napájacieho zdroja (nezávislý OM) výkonný DPT zvyčajne vykonáva tak, aby bol vhodný pre ovládanie veľkosti budiaceho prúdu (pre zmenu počtu otáčok). Na základe vlastností DPT s nezávislým OB v podstate podobný DPT s OB, ktorý je spojený paralelne s vinutím kotvy.

derivačný DPT

Princíp fungovania paralelného jednosmerného poľa prúdu motora je daná mechanickými vlastnosťami, tj. Závislosť rýchlosti otáčania momentu záťaže na jeho hriadeli. Pre takéto zmenu rýchlosti motora pri prechode z voľnobehu na menovitý moment záťaže je od 2 do 10%. Tieto mechanické vlastnosti sa nazývajú tuhé.

To znamená, že princíp pôsobenia jednosmerného motora s bočníkom spôsobuje jeho aplikáciu v pohonov s konštantnou rýchlosťou, kedy sa veľké zaťaženie variácie rozsah. Avšak, to je široko používaný v regulovanom elektrickým pohonom s premenlivou rýchlosťou. Okrem toho, pre jej regulácia otáčok môžu byť použité ako zmena prúdu kotvy a excitácie.

Sekvenčné excitácia DPT

Princíp fungovania jednosmerného motora sériové budenia ako paralelné, to je určená mechanickými vlastnosťami, ktoré v tomto prípade je mäkká, pretože Otáčky motora sa veľmi líšia so zmenami zaťaženia. Kde je najvýhodnejšie použiť DC motor? Princíp činnosti otáčok motora železničnej trakciu, ktorá by sa mala znížiť na prekonanie na zloženie stúpa a návrat do nominálnej pohybu, keď je rovina plne zodpovedá DPT s OB postupne pripojený k vinutie kotvy. Preto je významná časť elektrických lokomotív na svete vybavené týmito zariadeniami.

Princíp fungovania jednosmerným motorom s budením rad prevedení, pulzný prúd trakčných motorov, ktoré sú v podstate rovnaké s DPT konzistentné RH, ale špeciálne navrhnutý pre prevádzku s usmernenej už na palube elektrický prúd, ktorý má podstatný zvlnenie.