DC motors: darbības princips. DC motors: ierīce

Pirmais no visiem rotājumiem 19. gadsimtāelektromašīnas ir līdzstrāvas motors. Tās darbības princips ir zināms pagājušā gadsimta vidū, un līdz pat šai dienai līdzstrāvas motori turpina uzticīgi kalpot cilvēkam, vadot daudzas noderīgas mašīnas un mehānismus.

Pirmais DFT

Kopš XIX gadsimta 30. gadiem to attīstībā viņiir izgājušas vairākus posmus. Fakts ir tāds, ka pirms izstādes gadsimta beigās pirms pēdējā no mašīnu ģeneratoriem vienīgais elektroenerģijas avots bija galvanisks elements. Tādēļ visi pirmie elektromotori varētu strādāt tikai ar strāvu.

Kāds bija pirmais līdzstrāvas motors? 19. gadsimta pirmajā pusē uzbūvēto dzinēju ekspluatācijas un izvietošanas princips bija šāds. Polāra lauka induktors bija fiksētu pastāvīgo magnētu vai stieņu elektromagnētu komplekts, kuram nebija kopējas slēgtas magnētiskās ķēdes. Arboreāla armatūra izveidoja vairākus atsevišķus elektropiedziņas elektromagnēti uz kopējās ass, ko pagrieza no atgrūšanas spēkiem un piesaistes pie induktors. Tipiski viņu pārstāvji bija U. Ricci (1833) un B. Jacobi (1834) dzinēji, kas aprīkoti ar mehānisko strāvas slēdžiem elektromagnētos ar armatūras kontaktiem armatūras tinumu ķēdē.

Kā Jakoba dzinējs darbojās

Kāds bija šīs mašīnas princips? Jakoba strāvas strāvas motoram un tā analogiem bija pulsējošs elektromagnētiskais moments. Laikā, kad konverģences pretējiem poliem armatūra un induktors ar magnētisko pievilkšanas spēku, motora griezes moments ātri sasniedza maksimumu. Pēc tam, kad polu atrašanās armatūra pretī poliem induktors, mehānisku slēdzi un pārtraukums strāva elektromagnētu no armatūras. Brīdi samazinājās līdz nullei. Sakarā ar inerces armatūra un piedziņas mehānismu, enkura stabi no zem induktors stabi, šajā brīdī viņu no slēdža strāva tiek piegādāta pretējā virzienā, to polaritāti arī atcelts, un smaguma spēks līdz tuvākajam pola induktors aizstāj ar atgrūdošām spēku. Tādējādi Jacobi dzinēju pagriezās secīgi virzieni.

Parādās gredzenveida enkurs

Armatūras armatūras solenoīdosJakobi strāva tika periodiski izslēgta, to radītais magnētiskais lauks pazuda, un tā enerģija tika pārvērsta siltuma zudumos tinumos. Tādējādi elektromehānisko konversijas strāvas barošanas avotu armatūra (elektroķīmiskās šūnas) uz mehānisko noticis tajā pārtraukumiem. Mums bija vajadzīgs dzinējs ar nepārtrauktu slēgtu tinumu, strāva, kurā visā tās ekspluatācijas laikā būtu nepārtraukti.

Un šādu fuhtufn tika izveidots 1860. gadā ar A. Pachinotti. Kāda bija atšķirība starp tā līdzstrāvas motoru un tā priekšgājējiem? Pacintotti dzinēja darbības princips un konstrukcija ir šāda. Kā enkurs viņš izmantoja tērauda gredzenu ar stipļiem, kas piestiprināti pie vertikāla vārpstas. Šajā gadījumā enkuram nebija skaidri izteikti polu. Viņš kļuva par netiešu pole.

Starp gredzenveida spoļu spieķiem tika uzvilktiarmatūra tinumu, kuru gali ir savienoti virknē uz enkuru, un no punktiem pieslēguma katras divas spoles tika krāna pieslēgti kolektoru plates izkārtoti pa perimetru apakšā motora vārpstas, kuru skaits ir vienāds skaits spoles. Visa armatūra tika slēgts uz sevi un sērijas savienojuma punkti tās spoles ir savienots ar blakus esošajiem kolektora plāksnes, kas slīd uz pāris esošie piegādes veltņiem.

Gredzenveida enkurs atrodas starp diviem stabielektromagnēti fiksēta statora induktors, tā, ka spēka līnijas magnētiskā lauka ar ierosināšanas materiālu ārējā cilindriskā virsma motora armatūra Ziemeļpolā ierosmes tiek izvadīts cauri gredzenveida armatūra ģenerēti, nepārvietojot uz iekšpusi ir tā cauruma, un veic pēc dienvidpola.

Kā darbojas Pachinotti dzinējs

Kāds bija viņa darbības princips? Pachinotti strāvas strāva darbojas tieši tāpat kā modernā DPT.

Šajā induktors ar magnētisko lauku magnētiskajā laukāpolaritāte vienmēr ietvēra noteiktu skaitu armatūras tinumu vadītāju ar pastāvīgu virzienu, un armatūras strāvas virziens dažādos induktora polos bija pretējs. Tas tika panākts, ievietojot strāvu saturošus veltņus, kas spēlēja suku lomu telpā starp induktors. Tāpēc Armatūra momentānās strāvas plūda uz spoli caur rullīti kolektora plāksnes un to krāniem, kas ir arī telpā starp poliem sajaukta, tad plūda pretējos virzienos gar divām poluobmotkam grupās, un visbeidzot plūda caur atzarojumu, kolektoru plates un veltni citā Interpolar plaisa Šajā gadījumā armatūras spoles mainās zem induktors, bet pašreizējais virziens tajā palika nemainīgs.

Saskaņā ar Amperes likumiem, katram spoles vadītājamArmatūru ar strāvu induktora pola magnētiskajā laukā iedarbināja spēks, kura virzienu nosaka labi zināms "kreisās puses" noteikums. Relatīvais asij motora, tas spēks, lai radītu griezes momentu, un momentus visu šo spēku summa dod kopējo laiku DPT, kas jau vairākus kolektoru plāksnēm ir gandrīz nemainīgs.

DFT ar gredzena armatūru un gramatikas tinumu

Kā tas bieži notika zinātnes un kultūras vēsturētehnika, A. Pacinotti izgudrojums nav atradis pielietojumu. Tas bija aizmirsts 10 gadus, līdz 1870. gadā tas patstāvīgi nevar atkārtot Franco-vācu izgudrotājs H. GRAMM līdzīgā dizaina līdzstrāvas ģeneratoru. Šajās mašīnās rotācijas ass jau bija horizontāla, un tika izmantotas oglekļa otas, kas slīdēja virs gandrīz modernā dizaina kolektoru plāksnēm. Ar 70 gadu gadiem 19. gadsimtā par atgriezeniskumu elektrisko mašīnu princips ir kļuvis labi zināms, un mašīna Gramm izmanto kā ģeneratoru un līdzstrāvas motoru. Tās darbības princips jau ir aprakstīts iepriekš.

Neskatoties uz to, ka gredzenveida enkuru izgudrojumsbija svarīgs solis DPT attīstībā, tā likvidācijai (ko sauca Gramovskai) bija ievērojams trūkums. Induktora stabu magnētiskajā laukā tika izvietoti tikai tie vadītāji (saukti par aktīviem vadītājiem), kas atrodas zem šiem poliem uz ārējās cilindriskās armatūras virsmas. Viņiem bija jāpiemēro Ampere magnētiskie spēki, izveidojot griezes momentu motora ass. Tie paši neaktīvie vadītāji, kas iet caur gredzenveida enkura caurumu, nepiedalījās momenta izveidē. Viņi vienkārši bezjēdzīgi izkliedē elektroenerģiju siltuma zudumu formā.

No gredzena enkuriem līdz cilindram

Novērš šo gredzenveida enkura trūkumu1873. gadā izdota slavenā vācu elektrotehniķa F. Gefner-Altenēka. Kā tā darbojas ar DC motoru? Darbības princips, tā induktora-statora ierīce ir tāda pati kā motoram ar gredzenveida tinumu. Bet armatūras un tā tinumu dizains ir mainījies.

Gefner-Altenek vērsa uzmanību uz to, ka virziensarmatūras plūsma, kas izplūst no fiksētās sukas Grama tinuma vadītājos zem blakus esošajiem uzbudināmie stabi, vienmēr ir pretēja, t.i. tos var iekļaut spoles sastāvā, kas atrodas uz spoles ārējās cilindriskās virsmas, ar platumu (piķi), kas ir vienāds ar polu dalījumu (armatūras apkārtējās daļas daļa vienā uzbēruma lodziņā).

Šajā gadījumā atvēršana iekšāgredzena enkurs, un tas pārvēršas par cietu cilindru (cilindru). Šāds vinča un enkuru pati saņēma bungas vārdu. Vara patēriņš tajā par identisku aktīvo vadītāju skaitu ir daudz mazāks nekā Gramma tinumā.

Enkurs kļūst drosmīgs

Gram un Gefner-Altenek mašīnās virsmaArmatūra bija gluda, un tās tinumu vadītāji atradās spraugā starp to un induktors. Attālums starp uzbēruma polu ieliekto cilindrisko virsmu un enkura izliekto virsmu bija vairāki milimetri. Tāpēc, lai izveidotu vajadzīgo magnētisko lauku, bija jāizmanto ierosmes spoles ar lielu magneto-spēka spēku (ar lielu apgriezienu skaitu). Tas ievērojami palielināja dzinēju izmērus un svaru. Turklāt uz tās spirāles gludas virsmas bija grūti piestiprināt. Bet kā būt? Galu galā, lai iedarbotos uz diriģentu ar strāvu Amp jūgā, tam jāatrodas kosmosa vietās ar lielu magnētisko lauku (ar lielu magnētisko indukciju).

Izrādījās, ka tas nav nepieciešams. Amerikas ieroča izgudrotājs H.Maksims parādīja, ka, ja cilindra armatūra ir zobota, un starp zobiem veidojas cilindru vītņu spoles, atstarpi starp to un zibes stabu var samazināt līdz milimetra daļām. Tas ļāva būtiski samazināt ierosmes spoļu izmērus, bet DFT griezes moments vismaz nepazeminājās.

Kā darbojas šāds nemainīgs dzinējspašreizējais Darbības princips ir balstīts uz faktu, ka ar dentāro armatūru magnētiskais spēks tiek piemērots nevis savās rievās esošajos vadītājos (tajos praktiski nav magnētiskā lauka), bet gan pašiem stūriem. Šajā gadījumā strāvas klātbūtne diriģentā rievā ir izšķiroša, lai parādītu šo spēku.

Kā atbrīvoties no virpuļstrāvas

Vēl viens būtisks uzlabojums bijaslavenais izgudrotājs T. Edissons. Ko viņš pievienoja DC motoram? Rīcības princips palika nemainīgs, bet materiāls, no kura tika izdarīts viņa enkurs, mainījās. Iepriekšējās masīvas vietā tas kļuva laminēts no plānām, elektriski izolētām tērauda loksnēm. Tas ļāva samazināt vītņu strāvu (Foucault strāvu) lielumu armatūrā, kas palielināja motora efektivitāti.

DC motora princips

Īsumā to var formulēt šādi: kad savienota ar ierosinātā motora armatūras uztvērēju pie strāvas avota, tajā parādās liela strāva, ko sauc par strāvas avotu un vairākkārt nominālvērtību. Turklāt saskaņā ar pretējās polarācijas ierosmes poliem arī armatūras tinumu vadītāju strāvas virziens ir arī pretējs, kā parādīts attēlā. Saskaņā ar "kreisās puses" likumu, Amperie spēki darbojas uz šiem vadītājiem, vērsti pretēji pulksteņrādītāja virzienam un velk enkura rotāciju. Šajā gadījumā armatūras tinumu vadītājiem ir vērsts elektromotora spēks (counter-EMF), kas vērsts pretī strāvas avota spriegumam. Tā kā enkurs izkliedējas, anti-EMF tā tinumā arī aug. Attiecīgi armatūras strāva tiek samazināta no sākuma armatūras līdz vērtībai, kas atbilst motora raksturlīknes darbības punktam.

Lai palielinātu armatūras rotācijas ātrumu,vai nu palielina strāvu tā likvidēšanas laikā, vai arī samazina pret-emf. Pēdējo var sasniegt, samazinot ierosinātāja magnētisko lauku, samazinot strāvu ierosmes tinumā. Šī DPT ātruma kontroles metode ir kļuvusi plaši izplatīta.

DC motora princips ar neatkarīgu ierosmi

Ar izejas tinumu (OB) savienojumu savienojumuSpēcīgi DFT parasti tiek veikti atsevišķā barošanas blokā (neatkarīga OB), tāpēc ir ērtāk pielāgot ierosmes strāvas lielumu (lai mainītu rotācijas ātrumu). Pēc to īpašībām DPT ar neatkarīgu OB ir gandrīz tāds pats kā DPT ar OB, kas savienots paralēli armatūras tinumam.

DPT paralēla ierosme

DC motora principsparalēlo ierosmi nosaka tās mehāniskās īpašības, t.i. rotācijas ātruma atkarība no slodzes momenta uz tā vārpstas. Šādam dzinējam ātruma maiņa, pārejot no tukšgaitas apgrieziena līdz nominālam slodzes momam, ir no 2 līdz 10%. Šādas mehāniskās īpašības sauc par stingrām.

Tādējādi motora principsstrāvas spriegums ar paralēlu ierosmi izraisa tā izmantošanu diskus ar nemainīgu rotācijas ātrumu lielai slodzes izmaiņu klāstam. Tomēr to plaši izmanto regulējamā mainīgā ātruma piedziņā. Lai regulētu tā ātrumu, var tikt mainīta gan armatūras strāva, gan arī ierosmes strāva.

Pakāpeniska DFT ierosināšana

DC motora principssecīgu ierosmi, kā arī paralēlo ierosmi nosaka tā mehāniskā īpašība, kas šajā gadījumā ir mīksta, jo motora apgriezienu skaits ievērojami mainās atkarībā no slodzes izmaiņām. Kur ir visizdevīgākais izmantot šādu DC motoru? Darbības princips dzelzceļa vilces motora ātrumu, kas samazinātu pārvarēšanai sastāva pieaugumu un atgriezties pie nominālās kustības kad plain pilnībā atbilst DPT ar OB secīgi savienots ar armatūras tinumu. Tādēļ pasaulē ir daudz elektrisko lokomotīvju, kas aprīkoti ar šādām ierīcēm.

DC motora princips arsērija uzbudinājums ieviest kā pulsējoša pašreizējos vilces motorus, kas ir būtībā tas pats, ar DPT konsekventu RH, bet ir speciāli paredzētas darbam ar labota jau uz kuģa elektriskā strāva, kas ir būtiski pulsāciju.