DC motor: principiul acțiunii. motor de curent continuu: dispozitivul

În primul rând inventat în secolul al 19-lea rotativ mașină electrică este un motor de curent continuu. Principiul de funcționare a fost cunoscut de la mijlocul secolului trecut până în prezent motoare de curent continuu (DPT) continuă să servească fidel persoanei, punând în mișcare o varietate de mașini și mecanisme utile.

Primul DPT

Pornind de la anii '30 ai secolului al 19-lea în dezvoltarea lor, ei au trecut prin mai multe etape. Faptul este că , până la sfârșitul secolului trecut , motorului alternatoare numai sursa de alimentare a fost o celulă galvanică. Prin urmare, toate primele motoare electrice pot rula doar pe curent continuu.

Care a fost primul motor de curent continuu? Principiul de funcționare al dispozitivului și motoarele sunt construite în prima jumătate a secolului al 19-lea, este după cum urmează. Domeniul principal a fost un set fix de magneți sau electromagneți permanent tijă, nu a avut un circuit magnetic închis general. Salient poli armătură formată mai mulți magneți tija separate, pe o axă comună, care au fost conduse de forțele de repulsie și atractive pentru polii inductorului. reprezentanți tipici ai acestora au fost motoare W. Ricci (1833) și B. Jacoby (1834), echipate cu comutatoare mecanice curent în electromagneților cu armăturile contacte mobile în circuitul înfășurării armăturii.

Pe măsură ce motorul este pornit Jacobi

Care a fost acest principiu mașină de funcționare? Motor Jacobi curent constant și analogii săi posedă un cuplu electromagnetic pulsează. În timpul convergenței poli opuse ale armăturii și inductorul de cuplu magnetic motor de forță de atracție a atins rapid un maxim. Apoi, atunci când locația pol al armăturii opuse polii inductor, un comutator mecanic și rupe curentul în electromagneți armăturii. Cuplul scade la zero. Datorită inerției armăturii și poli mecanism de ancorare condus de sub poli inductor, în acest moment în ele de curentul de comutare este alimentat în direcția opusă, polaritatea lor, de asemenea inversat, iar forța de gravitație la cel mai apropiat pol al inductorului se înlocuiește cu o forță de respingere. Astfel, motorul se rotește Jacobi șocuri succesive.

Se pare că ancora inelară

La baza motorului solenoizi pentru armături Jacobi curent pornit periodic oprit, acestea creează un câmp magnetic a dispărut, iar energia se transformă în pierderi de căldură în înfășurări. Astfel, armătura de conversie electromecanică sursă de curent continuu (celule electrochimice), în mecanică a apărut în ea intermitent. Ceea ce a fost nevoie a fost închis cu un motor de curent continuu de lichidare, care va curge în mod constant pe toată durata de funcționare.

Și astfel fuhtufn a fost înființată în anul 1860. A Pachinotti. Ceea ce este diferit de predecesorii său motor de curent continuu? Principiul de funcționare a motorului și dispozitivul Pachinotti următor. Ca ancore a folosit un inel de oțel cu spițe fixate pe un ax vertical. În acest caz, ancora nu a avut poli frapante. A devenit neyavnopolyusnym.

bobina de armătură Înfășurarea au fost înfășurat între spițele inelului, al cărui capete sunt conectate în serie pe ancora și din punctele de racordare a câte două bobine au fost realizate la robinet conectate la plăci colectoare dispuse pe circumferința inferioară a axului motorului, numărul care este egal cu numărul de bobine. Întreaga armătură a fost închisă în sine și puncte de conexiune seriale ale bobinelor sale sunt conectate la plăcile colectoare adiacente, care glisează pe o pereche de role de alimentare cu curent.

Ancora inelară a fost plasată între polii doi electromagneți fixe inductor-stator, astfel încât liniile de forță produsă de acestea excitație câmp magnetic inclus în suprafața cilindrică exterioară a armăturii motorului la excitație polul nord a trecut prin armătura inelară, fără a se deplasează în interiorul găurii sale și iese sub polul sud.

Pe măsură ce motorul este pornit Pachinotti

Ceea ce el a avut un principiu de acțiune? motor de curent continuu Pachinotti a lucrat în același mod ca și DPT moderne.

Câmpul magnetic al polilor inductor cu polarități aceasta a fost întotdeauna un anumit număr de conductoare ale armăturii de curent cu direcția constantă de înfășurare, în care bobina sub diferite poli ai direcției curentului armătură a fost inversată. Acest lucru a fost realizat prin plasarea rolelor de alimentare cu curent, care acționează ca perii, în spațiul dintre polii de inductor. De aceea, pentru armături de curent instantaneu curge la bobina prin rola, placa colector și legat de acesta robinete, care este, de asemenea, în spațiul dintre poli, apoi curge în direcții opuse pe cele două poluobmotkam ramuri, și în cele din urmă să curgă prin linia de ramură, o placă de colector și rola într-un alt interpolar interval. În acest sens, ancora bobina sub polii inductor schimbat, dar direcția fluxului de curent a rămas neschimbată în ele.

Prin Legea lui Ampere, pentru fiecare conductor al bobinei pentru armături cu curent în câmpul magnetic al polului inductor, o forță care este determinată de direcția regulii bine - cunoscut „stânga mână.“ Comparativ cu axa motorului, această putere de a crea un cuplu, iar suma momentelor tuturor acestor forțe dă timpul total al DPT, care este deja sub mai multe plăci colectoare este aproape constantă.

DPT și cu o armătură grammovskoy înfășurare inelară

Așa cum sa întâmplat de multe ori în istoria științei și tehnologiei, invenția A. Pachinotti nu au fost utilizate. Acesta a fost uitat timp de 10 ani , până în 1870 , în mod independent , nu repeta franco-german inventator H. Gramm într - un design similar a generatorului de curent continuu. La aceste mașini, axa de rotație este orizontală și a fost folosit periilor de alunecare de-a lungul plăcilor de colector modele aproape contemporane. Prin 70 de ani ai secolului al 19-lea principiul reversibilității mașinilor electrice a devenit un bine-cunoscut, iar aparatul Gramm folosit ca generator și motor de curent continuu. Principiul său de funcționare este deja descris mai sus.

În ciuda faptului că invenția armăturii inel a fost un pas important în dezvoltarea DPT, dizolvarea acestuia (numită grammovskoy) a avut un dezavantaj semnificativ. Câmpul magnetic al polilor inductor sunt doar cele ale conductoarelor sale (denumit activ), care pune sub acești poli pe suprafața cilindrică exterioară a armăturii. Lor le-a fost însoțită de magnetică forța Amperi, un cuplu în raport cu axa motorului. Acele conductoare inactive care trec prin ancora inelul diafragmei nu a participat la crearea momentului. Ei doar inutil energia disipată sub formă de pierdere de căldură.

Din inelul la tamburul de ancorare

Adresa acest neajuns ancorele inel reușit în 1873 de celebrul german electric F. Gefner-Alteneku. Cum a funcționat cu motor de curent continuu? Principiul de funcționare al dispozitivului, statorului său inductor este aceeași ca motorul cu inelul de înfășurare. Dar proiectarea armăturii și lichidării sale sa schimbat.

Gefner-Altenek a subliniat că direcția curentului armatură care curge de la perie fixă, în conductori grammovskoy înfășurarea de excitație la poli adiacente sunt întotdeauna opuse, și anume ele pot fi încorporate în înfășurările situate în suprafața cilindrică exterioară a bobinei cu o lățime (pas) egal pe teren pol (circumferința armăturii, la un pol al excitației).

În acest caz, devine inutilă în gaura circulară a armăturii și se transformă într-un cilindru solid (tambur). Această înfășurare și ancora în sine a primit numele tamburului. Consumul de cupru în ea cu același număr de conductoare active este mult mai mică decât în lichidare grammovskoy.

Anchor devine unelte

Mașinile și Gramm-Gefner Alteneka suprafața de ancorare a fost buna, iar conductorii intortocheate aranjate în spațiul dintre ea și polii inductor. Distanța dintre suprafața cilindrică concavă a polilor de excitație și suprafața convexă armătură a ajuns la câțiva milimetri. Prin urmare, pentru a crea o rezistență dorită de câmp magnetic necesar pentru a aplica bobine de excitație cu o forță magnetomotoare mare (cu un număr mare de rotații). Acest lucru a crescut foarte mult mărimea și greutatea motoarelor. În plus, suprafața netedă a bobinelor pentru armături a fost dificil să se stabilească. Dar cum poate fi asta? Într-adevăr, pentru acțiunea pe conductorul cu o forță Amperi curent trebuie să fie în punctele în spațiu cu câmpuri magnetice ridicate (cu o densitate de flux magnetic).

Sa dovedit că acest lucru nu este necesar. American inventator H. Maxim arma a arătat că în cazul în care ancora efectua de viteze cu tambur, iar șanțurile formate între dinții pentru a plasa înfășurarea bobinei tamburului, diferența dintre polii și excitație poate fi redusă la fracțiuni de milimetru. Este posibil să se reducă în mod semnificativ dimensiunea bobine de excitație, dar DPT cuplul nu a scăzut.

Deoarece funcțiile unui astfel de motor de curent continuu? Principiul de funcționare se bazează pe faptul că ancora dințată forța magnetică este aplicată nu conductoarelor în spațiile sale (câmpul magnetic în ele este practic absentă), și chiar dinții. Prezența curentului în conductorul în canelura este critică pentru apariția acestei forțe.

Cum să scapi de curenți turbionari

O altă îmbunătățire importantă a făcut celebru inventator TA Edison. Ceea ce a adăugat el la motor de curent continuu? Principiul de funcționare a rămas neschimbat, dar materialul din care a făcut ancora sa schimbat. In loc de fostul masiv a fost un subțire laminat izolate electric unul de altul prin foi de oțel. Aceasta a redus amploarea curenților turbionari (curenți Foucault) în armătură, care a crescut eficiența motorului.

Principiul de funcționare al motorului de curent continuu

Pe scurt, poate fi formulată după cum urmează: la conectarea indusul înfășurarea motorului excitat la o sursă de energie ia naștere în ea mare curent numit anclanșare și care depășește de mai multe ori valoarea nominală. Mai mult decât atât, sub polii de excitație direcției polaritate opusă a curenților din conductoarele înfășurării în același opus armătura așa cum se arată în figura de mai jos. Conform regulii, „mâna stângă“, aceste ghiduri sunt Ampere forțează o direcție invers acelor de ceasornic și poartă armătura să se rotească. În armătura înfășurarea conductorilor induși forța electromotoare (back-EMF), îndreptate în sens opus la sursa de tensiune de alimentare. Ca armături crește accelerare și de back-CEM în lichidare sale. Prin urmare, curentul armătură se reduce de la pornirea la valoarea care corespunde caracteristicilor punctelor de funcționare a motorului.

Pentru a mări viteza de rotație a armăturii, este necesar fie să crească curent în bobina sale sau de a reduce de back-EMF în ea. Acestea din urmă se poate realiza prin reducerea magnitudinii câmpului magnetic de excitație prin reducerea curentului în câmpul de înfășurare. Această metodă de control a vitezei de DPT este larg răspândită.

Principiul de funcționare al motorului de curent continuu cu excitație separată

Odată cu includerea terminalelor de lichidare de câmp (OB) la o sursă de alimentare separată (OM independent) puternic DPT, de obicei, pentru a face efectuat mai convenabil pentru a controla intensitatea curentului de excitație (pentru a modifica viteza de rotație). Pe proprietățile DPT cu OB independent DPT substanțial similar cu OB, conectat în paralel cu armătura de înfășurare.

Pompare DPT

Principiul de funcționare al paralel DC câmpului motor de curent este determinat de caracteristica mecanică, adică dependența de viteza de rotație a cuplului de sarcină pe arborele său. Pentru o astfel de variație a turației motorului la trecerea de la ralanti la cuplul de sarcină nominală este de la 2 până la 10%. Aceste proprietăți mecanice sunt numite rigide.

Astfel, principiul de acțiune al unui motor de curent continuu cu șunt determină aplicarea în servomotoare cu viteză constantă, atunci când o mare interval de variație a sarcinii. Cu toate acestea, este utilizat pe scară largă într-o unitate electrică reglementată cu viteză variabilă. Mai mult decât atât, pentru reglarea sa viteza poate fi utilizată ca schimbarea curentului armătură și curentului de câmp.

excitație secvențială a DPT

Principiul de funcționare al motorului de curent continuu de excitație serie ca în paralel, este determinată de caracteristica mecanică, care în acest caz este moale, deoarece turația motorului variază foarte mult cu schimbările de sarcină. În cazul în care este cel mai avantajos să se utilizeze un motor de curent continuu? Principiul de funcționare al vitezei motorului de tracțiune feroviară care ar trebui să scadă la depășirea crește compoziția și revenirea la mișcarea nominală când câmpiei corespunde în totalitate cu DPT secvențial OB conectat la înfășurarea armăturii. Prin urmare, o parte semnificativă de locomotive electrice din lume, dotate cu astfel de dispozitive.

Principiul de funcționare al unui motor de curent continuu cu excitație serie pune în aplicare motoare ca pulsatorii curentul de tracțiune, care sunt în esență aceleași cu DPT coerente RH, dar special concepute pentru a funcționa cu rectificat deja la bord curentul electric având o ondulație substanțială.