DC мотор: принципот на акција. DC мотор: уредот

Прво на сите измислени во 19 век ротирачки електрични машини е DC мотор. Принципот на работа што е познат уште од средината на минатиот век до денес DC мотори (ДПТ) продолжуваат да верно им служи на лицето, поставување во движење на различни корисни машини и механизми.

Првиот ДПТ

Почнувајќи од 30-тите години на 19 век во нивниот развој тие поминале низ неколку фази. Факт е дека до крајот на моторот на минатиот век алтернатори само извор на енергија беше галванска ќелија. Затоа, сите на првиот електричен мотор може да работи само на еднонасочна струја.

Што беше првиот DC мотор? Принципот на работа на уредот и мотори се градат во првата половина на 19 век, е како што следува. Главната област беше фиксен збир на постојани магнети или електромагнети прачка, не се имаат општа затворен магнетно коло. Истакнатите пол арматура формирани и неколку посебни магнети прачка на заедничка оска, кои беа водени од одбивни и привлечни сили на пола на намотки. Типични претставници од нив беа мотори В. Ричи (1833) и Б. Jacoby (1834) опремени со механички прекинувачи на струја во електромагнети со арматури подвижни контакти во коло на арматура ликвидација.

Како работи моторот Jacobi

Што беше ова начело машина на работа? Моторот Jacobi постојан струја и аналози поседуваат пулсирачки електромагнетни вртежен момент. За време на конвергенција на спротивни полови на арматура и индуктор со магнетна привлечност сила на моторот вртежи брзо достигна максимум. Потоа, кога пол локацијата на арматура од спротивната страна на половите на намотки, механички прекинувач и се кршат на струја во електромагнети на арматура. Вртежен момент ќе падне на нула. Поради инертноста на арматура и управувано механизам сидро столбови од под половите на намотки, во овој момент во нив од тековната прекинувачот се испорачува во спротивна насока, поларитетот, исто така се промени, а од силата на гравитацијата до најблискиот столб на намотки се заменува со одбојна сила. Така, моторот се врти Jacobi последователни потреси.

Се чини прстенест сидро

Во основата на мотор арматура соленоиди Jacobi тековната периодично исклучен, тие создаваат магнетно поле исчезна, а неговата енергија се претвора во топлина загуби во намотки. Така, арматура електромеханички конверзија извор сегашната власт (електрохемиска клетки) во механичка случи во него наизменично. Она што беше потребно беше затворен со континуиран моторни ликвидација струја која ќе тече постојано во текот на целото време на неговото работење.

И како fuhtufn е основана во 1860 година А Pachinotti. Она што е различно од неговите претходници DC мотор? Принципот на работа на моторот и уредот Pachinotti следниве. Како сидро тој се користи за челик прстен со краци фиксна на вертикална оска. Во овој случај, сидро не се истакнатите столбови. Тој стана neyavnopolyusnym.

арматура серпентина ликвидација беа рана меѓу краците на прстен, чии краеви се поврзани во серија на сидро, и од точките на поврзување на секој два калеми беа направени од чешма поврзани со колектор плочи наредени по должината на обемот на дното на вратилото на моторот, чиј број е еднаков на бројот на калеми. Целиот арматура беше затворено за себе и сериска врска поени од своите калеми се поврзани со соседните колектор плочи, кои слајд на еден пар на тековната ролки снабдување.

Прстенест сидро е поставен помеѓу половите на две фиксни електромагнети намотки-статорот, така што на линиите на сила создадена од нив побудување магнетно поле се вклучени во надворешната цилиндрична површина на арматура мотор во северниот пол побудување помина низ арматура прстенестото, без да се движи во внатрешноста на својата дупка, и излегува под јужниот пол.

Како работи моторот Pachinotti

Она што тој го имаше принцип на дејствување? DC мотор Pachinotti работеле на ист начин како модерна ДПТ.

Магнетното поле на намотки столбови со поларитети тоа отсекогаш бил одреден број на проводници на арматура ликвидација струја со постојана насока, при што намотки во рамките на различните полови на тековната насока на арматура е обратна. Ова беше постигнато со поставување на тековната ролки снабдување, кои дејствуваат како четки, во просторот меѓу половите на намотки. Затоа арматура моментален тековната течеше серпентина преку ролери, плоча колектор и врзан на него чешми, кој исто така е во просторот помеѓу половите, тогаш течеше во спротивна насока по две poluobmotkam-гранки, и, конечно, течеше преку филијалата линија, собирач плоча и ролери во друга interpolar интервал. Притоа, за прицврстување серпентина под пола на намотки променет, но правецот на течењето на струја останаа непроменети во нив.

Со Законот Ампер е, за секој проводник на арматура серпентина со струја во магнетното поле на пол индуктор, сила која е определена од правец на добро познато правило "левата рака." Во однос на оската на моторот, оваа власт да се создаде вртежен момент, и збирот на моменти на сите овие сили ја дава вкупната времето на ДПТ, која е веќе во неколку колектор плочи е речиси постојано.

ДПТ и со прстенест арматура ликвидација grammovskoy

Како што често се случувало во историјата на науката и технологијата, изум А. Pachinotti не се користат. Тоа е заборавено за 10 години додека во 1870 година самостојно не го повтори француско-германскиот изумител Х. Gramm во сличен дизајн на генераторот DC. Во овие машини, оската на ротација е хоризонтална и се користи јаглерод четки лизгање по колектор плочи речиси современи дизајни. Од страна на 70-те години на 19 век, на принципот на реверзибилност на електрични машини стана добро познат, и машината Gramm користи како генератор и DC мотор. Својот оперативен принцип е веќе опишано погоре.

И покрај фактот дека пронајдокот на арматура прстенот е важен чекор во развојот на ДПТ, нејзината ликвидација (наречен grammovskoy) имаше значителен недостаток. Магнетното поле на полови индуктор се само оние на неговите проводници (наречени активни), која лежи во рамките на овие столбови на надворешната цилиндрична површина на арматура. За нив тоа е придружен со магнетна сила на Ампер, вртежен момент во однос на оската на моторот. Оние неактивни проводници кои поминуваат низ сидро на отворот прстен не учествуваат во креирањето на моментот. Тие само бескорисни троши енергија во форма на загубата на топлина.

Од прстенот да се барабанот на сидро

Решавање на овој недостаток прстен сидро успеа во 1873 година од страна на познатиот германски електрични Ф. Gefner-Alteneku. Како тоа функционира DC мотор? Принципот на работа на уредот, неговите статорот намотки е иста како и на моторот со прстен ликвидација. Но дизајнот на арматура и неговата ликвидација се промени.

Gefner-Altenek истакна дека во насока на арматура тековната тече од одреденото четка, во проводници grammovskoy побудување ликвидација во соседните столбови се секогаш спротивното, т.е. тие можат да бидат инкорпорирани во намотки наоѓа во надворешниот цилиндрична површина на калем со ширина (теренот) еднаква на пол теренот (обемот на арматура, на еден пол на побудување).

Во овој случај, таа ќе стане непотребна во кружна дупка на арматура, и ја претвора во цврста цилиндар (тапани). Ова ликвидација и самата сидро го доби името на барабанот. Потрошувачка на бакар во него со ист број на активни проводници е многу помалку отколку во grammovskoy ликвидација.

Сидро брзина станува

Машините и Alteneka сидро површината на Gramm-Gefner е мазна, а неговата ликвидација проводници организира во јазот меѓу неа и половите на намотки. На растојанието помеѓу конкавна цилиндрична површина на полови побудување и арматура конвексна површина се постигне во неколку милиметри. Затоа, за да се создаде посакуваниот магнетното поле сила е потребно да се применуваат калеми побудување со голем magnetomotive сила (со голем број на вртежи). Ова во голема мера зголемување на големината и тежината на мотори. Покрај тоа, на мазната површина на калеми арматура тоа беше тешко да се одреди. Но, како што може да биде? Навистина, за акцијата на проводник со тековната Ампер сила мора да биде во поени во вселената со висок магнетни полиња (со магнетна индукција).

Се покажа дека тоа не е потребно. Американски пронаоѓач Х. Максим пиштол покажа дека ако сидро изврши тапан опрема, и браздите формирана помеѓу забите да се одржи на тапан серпентина ликвидација, јазот меѓу половите и на побудување може да се намали на делови од милиметарот. Тоа е можно значително да ја намали големината на калеми побудување, но ДПТ вртежен момент не се намали.

Како функции на таков DC мотор? Принципот на работа се базира на фактот дека заби сидро магнетна сила не се применува на проводници во своето место (магнетно поле во нив практично е отсутен), како и за многу заби. Присуството на струја во проводникот во жлебот е од клучно значење за појавата на оваа сила.

Како да се ослободите од вртложни струи

Друго важно подобрување направи познатиот пронаоѓач ТС Едисон. Она што тој го додава на моторни Вашингтон? принципот на работа остана непроменет, но материјалот од кој го имаше своето сидро промени. Наместо на поранешната масовна тој беше ламинат тенки електрично изолирани една од друга со ламарина. Тоа ја намали големината на вртложни струи (Фуко струи) во арматура, со што се зголеми ефикасноста на моторот.

Принципот на работа на моторот DC

Накратко тоа може да биде формулирана на следниов начин: кога се поврзувате на арматура ликвидација возбудени мотор со извор на енергија во него се појавува голем струја наречен напор и надминување на неколку пати поголема од номиналната вредност. Покрај тоа, во рамките на побудување пола на спротивна насока поларитетот на струи во проводниците на арматура ликвидација во истата спротивното како што е прикажано на сликата подолу. Според правилото, "левата рака", овие водичи се Ampere сили насока спротивна од стрелките и носи арматура за да ги ротира. Во арматура ликвидација проводници предизвикана електромоторна сила (назад-EMF), во режија спротивно на извор на напон. Како што се зголемува арматура забрзување и назад-EMF во својата ликвидација. Соодветно на тоа, арматура струја се намали од почетна до вредноста што одговара на карактеристиките точка на моторот.

Да се зголеми брзината на ротација на арматура, тоа е потребно или да се зголеми тековната во својата серпентина или намали назад-EMF во него. Вториот може да се постигне со намалување на големината на магнетното поле на побудување со намалување на струја во областа ликвидација. Овој метод на контролирање на брзината на ДПТ е широко распространета.

Принципот на работа на моторот DC со посебни побудување

Со вклучувањето на областа ликвидација терминали (ОБ) на посебен извор на енергија (независно ОМ) моќна ДПТ обично се врши за да се направи поудобно да се контролира големината на побудување струја (со цел за промена на брзината на вртење). На својствата на ДПТ со независни ВБ суштински сличен ДПТ со ВБ, приклучен во паралела со арматура ликвидација.

Паралелни ДПТ

Принципот на работа на поле паралелно DC мотор струја се утврдени од страна на механички карактеристики, т.е. зависност од брзината на ротација на вртежен момент товарот на својата оска. За такви варијации на брзината на моторот на преминот од работа во место на отценети оптоварување вртежен момент е 2-10%. Овие механички својства се нарекуваат цврсти.

Така, принципот на акција на моторно DC со шант предизвикува нејзината примена во активатори со постојана брзина кога големи разлики оптоварување опсег. Сепак, тоа е широко се користат во на електричен погон со променлива брзина. Покрај тоа, за неговата регулација на брзината може да се користи за промена на сегашните и арматура поле струја.

Секвенцијален побудување на ДПТ

Принципот на работа на DC мотор на серии побудување како паралела, тоа е определено со механичка карактеристика, што во овој случај е мека, бидејќи брзината на моторот во голема мера се разликува со промените товар. Каде е најповолна да се користи DC мотор? принципот на работа на моторни брзина железничката влечење која треба да се намали за надминување крева составот и да се врати на номиналната движење кога обичен целосно кореспондира со ДПТ со ВБ секвенцијално поврзан со арматура ликвидација. Затоа, значителен дел од електрични локомотиви во светот опремени со такви уреди.

принципот на работа на мотор DC со серија побудување на имплементација како пулсирачки тековната влечење мотори кои се во суштина исти со ДПТ согласност RH, но специјално дизајниран за работа со исправена веќе на одборот на електрична струја има значителен Бран.