موتور DC: اصل عملیات. DC موتور: دستگاه

اولین ماشینهای الکتریکی چرخشی که در قرن نوزدهم اختراع شدند، یک موتور DC است. اصل عملیات آن از اواسط قرن گذشته شناخته شده است، و تا به حال، موتورهای DC همچنان به وفاداری به یک مرد خدمت می کنند و بسیاری از ماشین آلات و مکانیزم های مفید را در اختیار دارند.

اولین DFT

از دهه 30 قرن نوزدهم، در تکامل آنها، چندین مرحله رفته است. واقعیت این است که قبل از ظهور در پایان قرن قبل از آخرین ژنراتور، تنها منبع الکتریسیته سلول گالوانیکی بود. بنابراین، تمام اولین موتورهای الکتریکی می توانند تنها در جریان مستقیم کار کنند.

اولین موتور DC چیست؟ اصل عملیات و ترتیب موتورهای ساخته شده در نیمه اول قرن نوزدهم به شرح زیر است: الگوریتم قطبی مجموعه ای از آهنربا دائمی ثابت یا الکترومغناطیسی میله ای بود که یک مدار مغناطیسی معمولی را نداشت. یک آرماتور چوبی، چندین الکترومغناطیسی میله ای جداگانه را بر روی یک محور معمول ایجاد می کند که توسط نیروهای انفجار و جذب به قطب های القایی چرخانده شده است. نمونه هایی از نمایندگان آنها موتورهای U. Ricci (1833) و B. Jacobi (1834) بودند که دارای سوئیچ های مکانیکی در الکترومغناطیسی با تماس های آرماتور در مدار سیم پیچ بودند.

چگونه موتور ژاکوبی کار کرد

اصل این ماشین چیست؟ موتور جابجایی مستقیم جکوبی و آنالوگهای آن یک لحظه الکترومغناطیسی پالسی داشتند. در طول زمان نزدیک شدن به قطب های مخالف آرماتور و القاء تحت عمل نیروی مغناطیسی جذب، لحظه موتور به سرعت به حداکثر رسید. سپس، در محل قطب های آرماتور مقابل قطب القایی، سوئیچ مکانیکی جریان را در الکترومغناطیسی آرماتور قطع می کند. لحظه به صفر رسید. به دلیل ورودی آرماتور و مکانیزم حرکتی، قطبهای آرماتور از زیر قطبهای سقفی خارج شدند، در آن لحظه یک جریان از جهت متناوب از سوئیچ متصل شد، قطبش آن نیز به جهت مخالف تغییر کرد و نیروی جاذبه به نزدیکترین قطب سلف با نیروی منفذ جایگزین شد. بدین ترتیب موتور ژاکوبی توسط مسیرهای پیوسته چرخانده شد.

لنگر حلقوی ظاهر می شود

در الکترومغناطیسی میله آرماتور موتور Jacobi، جریان به طور دوره ای خاموش شد، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آنها ناپدید شد، و انرژی آن را به ضرر حرارتی در سیم پیچ تبدیل شده است. بنابراین، تبدیل الکترومکانیکی منبع جریان الکتریکی (سلول گالوانیزه) به یک مکانیکی در آن با وقفه رخ داده است. ما نیاز به یک موتور با یک پیچ پیوسته بسته، جریان که در آن به طور مداوم جریان در طول زمان عملیات خود را.

و چنین fuhtufn در سال 1860 توسط A. Pacinotti ایجاد شد. تفاوت موتور DC آن و پیشینیان آن چیست؟ اصل عملیات و تنظیم موتور Pachinotti به شرح زیر است. به عنوان یک لنگر، او از یک حلقه فولادی با مهره های ثابت به یک شفت عمودی استفاده کرد. با این حال، لنگر قطر به وضوح بیان شده بود. او به قطب ضمنی تبدیل شد.

بین حلقه های حلقه، سیم پیچ های پیچ و مهره زخم شده بود، انتهای آن به صورت سری در انتهای لنگر متصل می شد، و شیرهای متصل به صفحات جمع کننده که در امتداد محور در انتهای شفت موتور قرار دارند، تعداد آنها برابر با تعداد کویل ها بود، از نقاط اتصال هر دو کویل ساخته شده بود. کل سیم پیچ برای خود بسته بود، و نقاط پیوندی اتصال آن به کویل ها به صفحات جمع کننده مجاور متصل شده بودند، که در آن یک جفت غلتک های جریان عبور می کرد.

لنگر حلقوی بین قطب دو الکترومغناطیسی ثابت القایی استاتور قرار گرفت، به طوری که خطوط نیروی میدان مغناطیسی تحریک ایجاد شده توسط آنها وارد سطح بیرونی بیرونی آرماتور موتور در قطب شمال تحریک شد و در امتداد لنگر حلقوی بدون درون باز شدن داخل آن عبور کرد قطب جنوب

موتور Pachinotti چگونه کار می کرد

اصل کار او چیست؟ موتور مستقیم Pachinotti دقیقا مانند DPT مدرن کار می کرد.

در میدان مغناطیسی قطب القایی با یک قطب داده شده، همیشه یک تعداد مشخصی از هادیهای پیچ سیم پیچ با جریان جریان ثابت وجود دارد، جهت جریان فعلی تحت قطب های مختلف القایی که مخالف است. این امر با قرار دادن غلتک های جریان در حال انجام نقش برس در فضای بین قطب های القایی حاصل شد. بنابراین، جریان لحظه ای از آرماتور به سیم پیچ از طریق غلتک، صفحه کلکتور و شیر متصل به آن، که همچنین در فضای بین قطب بود، سپس در جهت مخالف در طول دو شاخه سیم پیچ جریان، و در نهایت از طریق خط شاخه، صفحه جمع کننده و غلتک در interpolar دیگر جریان گپ در این مورد، آرماتور خود را در زیر قطب های القایی تغییر می دهند، اما مسیر فعلی در آنها بدون تغییر باقی ماند.

طبق قانون Ampere، برای هر هادی سیم پیچ آرمه در میدان مغناطیسی قطب القایی، نیرویی عمل می کند که جهت آن توسط قانون شناخته شده «دست چپ» تعیین می شود. با توجه به محور موتور، این نیروی گشتاور ایجاد کرده و مجموع لحظات از همه این نیروها گشتاور کل DCT را به وجود می آورد که حتی با چندین صفحه جمع کننده تقریبا ثابت است.

DFT با آرماتور حلقه و سیم پیچ گرامر

همانطور که اغلب در تاریخ علم و فناوری رخ داده است، اختراع A. Pacinotti برنامه را پیدا نکرده است. آن را برای 10 سال فراموش شده بود، تا در سال 1870 آن را به طور مستقل توسط مخترع Franco-German Z. Gramm در طراحی مشابه یک ژنراتور جریان مستقیم تکرار شد. در این ماشین ها، محور چرخش از قبل به صورت افقی بود و برس های کربنی بر روی صفحات جمع کننده یک طراحی تقریبا مدرن استفاده می شد. در دهه 70 قرن نوزدهم، اصل بازگشت به ماشین های الکتریکی به خوبی شناخته شده بود و دستگاه گرام به عنوان یک ژنراتور و موتور DC استفاده می شد. اصل عملیات آن قبلا در بالا توضیح داده شده است.

به رغم این واقعیت که اختراع لنگر حلقوی یک گام مهمی در توسعه DPT بود، سیم پیچ آن (به نام کانال گرام) دارای نقص قابل توجهی بود. در میدان مغناطیسی قطبهای القایی، تنها آنها (هادیهای فعال) که زیر این قطبها بر روی سطح استوانه ای خارجی قرار گرفته بودند، وجود داشتند. برای آنها این بود که نیروهای مغناطیسی Ampere مورد استفاده قرار گرفتند ، که باعث ایجاد گشتاور در محور موتور شد. همان هادی های غیر فعال که از سوراخ لنگر حلقوی عبور می کردند، در ایجاد لحظه ای شرکت نکردند. آنها صرفا انرژی بی رویه را به شکل تلفات گرمائی پراکنده می کنند.

از لنگر حلقوی به درام

در سال 1873، مهندس برق مشهور آلمانی، ف. ژفنر-آلدنک موفق به از بین بردن این نقص لنگر حلقه شده بود. عملکرد موتور DC آن چگونه است؟ اصل عمل، دستگاه سلف استاتور آن همان است که یک موتور با یک سیم پیچ است. اما طراحی لنگر و سیم پیچ آن تغییر کرده است.

Gefner-Altenek به این واقعیت اشاره کرد که جهت جریان فعلی جریان از برس ثابت در هادیهای سیم پیچ گرام تحت قطب های تحریک همسایه همیشه مخالف است، به عنوان مثال آنها می توانند در ترکیب کویل هایی که روی سطح سیلندر بیرونی کویل قرار گرفته اند با عرض (زمین) برابر با تقسیم قطب (بخشی از دایره آرماتور در هر قطب تحریک) باشد.

در این مورد، سوراخ در لنگر حلقوی غیر ضروری می شود و به یک سیلندر جامد (درام) تبدیل می شود. چنین پیچ و تاب و لنگر خود را به نام یک درام داده شد. مصرف مس در آن برای تعداد یکسانی از هدایت های فعال بسیار کمتر از سیم پیچ Gramm است.

لنگر دندانی می شود

در ماشین آلات Gram و Gefner-Altenek، سطح لنگر صاف بود و هادیهای سیم پیچ آن در فاصله بین آن و قطبهای سلف قرار داشتند. فاصله بین سطح استوانه ای مقعر قطب تحریک و سطح محدب لنگر چندین میلیمتر می رسد. بنابراین برای ایجاد مقدار مطلوب میدان مغناطیسی، لازم است از کویل های تحریک با نیروی مغناطیسی بزرگ (با تعداد زیادی نوبت) استفاده شود. این به طور قابل توجهی ابعاد و وزن موتورها را افزایش داد. علاوه بر این، در سطح صاف از آرماتور کویل آن اتصال دشوار بود. اما چگونه باید باشد؟ پس از همه، برای انجام عمل در یک هادی با جریان نیروی Ampé، آن باید در نقاط فضا با میدان مغناطیسی بزرگ (با القاء مغناطیسی بزرگ) واقع شده است.

معلوم شد که این لازم نیست مخترع آمریکایی مسلسل H. مکسیم نشان داد که اگر لنگر طبل دندانه دار باشد و کویل های سیم پیچ دندانه بین دندان ها تشکیل شده، شکاف بین آن و قطب های تحریک می تواند تا یک میلیمتر کاهش یابد. این باعث شد تا اندازه کولهای تحریک کننده به طور قابل توجهی کاهش یابد، اما گشتاور DFT حداقل کاهش نیافت.

چنین عملکرد موتور DC چگونه می شود؟ اصل عمل براساس این واقعیت است که با یک آرماتور دندانه ای، نیروی مغناطیسی در شیارهای آن نه به سیم های هدایت شده (عملا هیچ میدان مغناطیسی در آنها وجود ندارد)، بلکه به خودشان متصل می شود. در این مورد، حضور جریان در هادی در شیار برای ظهور این نیرو بسیار مهم است.

نحوه خلاص شدن از جریان های ویرایشی

یکی دیگر از پیشرفت های عمده توسط مخترع مشهور ت. ادیسون ساخته شده است. او به موتور DC اضافه کرد؟ اصل عمل بدون تغییر باقی ماند، اما مواد که از آن لنگر ساخته شده تغییر کرده است. به جای سابق گسترده، ورقه های فولادی با عایق الکتریکی نازک لمینت شده است. این امر موجب شد تا میزان جریانهای پیچشی (جریانهای فوکو) در آرماتور کاهش یابد که باعث افزایش کارایی موتور شد.

اصل کارکرد موتور DC

به طور خلاصه می توان آن را به صورت زیر بیان کرد: هنگامی که سیم پیچ لنگر یک موتور هیجان انگیز را به یک منبع برق متصل می کند، یک جریان بزرگ در آن ظاهر می شود، جریان جریان شروع می شود و چندین برابر مقدار اسمی آن است. علاوه بر این، در زیر قطب های تحریک قطب مخالف، جهت جریان در هادی های پیچ آرماتور نیز مخالف است، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. با توجه به قاعده "دست چپ"، نیروهای Ampere بر روی این هادی ها عمل می کنند که به سمت عقربه های ساعت حرکت می کنند و لنگر را می کشند. در این مورد، یک نیروی الکتروموتور (counter-EMF) در سیم های سیم پیچی که در مقایسه با ولتاژ منبع قدرت عمل می کنند، هدایت می شود. همانطور که لنگر پراکنده است، ضد EMF در سیم پیچش نیز رشد می کند. بر این اساس، جریان آرماتور از جریان شروع به مقدار مربوط به نقطه عمل بر روی مشخصه موتور کاهش می یابد.

برای افزایش سرعت چرخش آرماتور، لازم است که جریان را در سیم پیچ خود افزایش دهیم یا آن را در برابر آن کاهش دهیم. این می تواند با کاهش میدان مغناطیسی تحریک با کاهش جریان در سیم پیچ تحریک شود. این روش کنترل سرعت DPT گسترده شده است.

اصل موتور DC با تحریک مستقل

با اتصال سیم پیچ تحریک (OB) منجر به منبع تغذیه جداگانه (OB مستقل)، DFT های قدرتمند معمولا انجام می شود تا راحت تر برای تنظیم جریان جرقه (برای تغییر سرعت چرخش) راحت تر شود. با توجه به خواص آنها، DPT با یک OB مستقل تقریبا با DPT با OB تقریبا یکسان است، که به صورت موازی با پیچ آرماتور متصل است.

تحریک موازی از DPT

اصل کار موتور جریان مستقیم تحریک موازی با مشخصه مکانیکی آن تعیین شده است، به عنوان مثال وابستگی سرعت چرخش به لحظه بار بر روی شفت آن. برای چنین موتور، تغییر سرعت در طول گذار از چرخش بیکار به لحظه بار اسمی از 2 تا 10 درصد است. چنین ویژگی های مکانیکی نامیده می شود.

بنابراين، اصل موتور جريان مستقيم با تحريک موازي کاربرد آن در درايوها با سرعت ثابت چرخش با طيف گسترده اي از تغيير بار را تعيين مي کند. با این حال، آن را نیز به طور گسترده ای در یک درایو متغیر قابل تنظیم قابل استفاده است. برای تنظیم سرعت آن، تغییر در جریان فعلی و جریان تحریک می تواند اعمال شود.

تحریک متوالی DFT

اصل کار موتور DC تحریک سری و همچنین موازی با مشخصه مکانیکی آن مشخص می شود که در این مورد نرم است، زیرا سرعت موتور با تغییرات بار متفاوت است. از مزایای استفاده از چنین موتور DC کجاست؟ اصل استفاده از موتور کشش، سرعت که باید کاهش زمانی که ترکیب آسانسور غلبه می کند و در هنگام حرکت در امتداد دشت بازگشت به اسمی، به طور کامل با ویژگی های DCT با OB، در سری متصل به سیم پیچ تقویت شده است. بنابراین تعداد زیادی لوکوموتیو الکتریکی با چنین دستگاه هایی در سراسر جهان مجهز است.

اصل کار موتور DC با تحریک سری نیز توسط موتورهای کشش جریان جبرانی تحقق مییابد که در واقع همان DPT با OB ترتیبی است اما مخصوصا برای کار با جریان برق اصلاح شده که در حال حاضر در هیئت مدیره با ضربانهای قابل توجه است طراحی شده است.