DC motor: die beginsel van aksie. DC motor: die toestel

In die eerste plek uitgevind in die 19de eeu roterende elektriese masjien is 'n DC motor. Die beginsel van werking dit is bekend sedert die middel van die vorige eeu tot die hede DC motors (DPT) voortgaan om die persoon getrou te dien, die opstel van die gang 'n verskeidenheid van nuttige masjiene en meganismes.

Die eerste DPT

Vanaf die 30s van die 19de eeu in hul ontwikkeling hulle deur verskeie stadiums gegaan het. Die feit is dat tot die einde van die vorige eeu enjin alternators enigste bron van krag was 'n galvaniese sel. Daarom, al die eerste elektriese motors kan slegs uitgevoer word op gelykstroom.

Wat was die eerste DC motor? Die werksbeginsel van die toestel en enjins word gebou in die eerste helfte van die 19de eeu, is soos volg. Die belangrikste gebied was 'n vaste stel van permanente magnete of elektromagnete staaf, het nie 'n algemene geslote magnetiese baan. Belangrike-paal anker gevorm verskeie afsonderlike stok magnete op een assestelsel, wat gedryf word deur die afstootlik en aantrekkingskragte na die pale van die induktor. Tipiese verteenwoordigers van hulle was enjins W. Ricci (1833) en B. Jacoby (1834) toegerus met meganiese skakelaars die huidige in die elektromagnete met die ankers roerende kontakte in die kring van die anker likwidasie.

As die enjin loop Jacobi

Wat was hierdie masjien beginsel van werking? Enjin Jacobi konstante stroom en sy analoë besit polsende elektromagnetiese wringkrag. Gedurende die tyd van konvergensie van teenoorgestelde pole van die anker en die induktor by magnetiese aantrekkingskrag krag motor wringkrag vinnig bereik 'n maksimum. Dan, wanneer die paal ligging van die anker teenoorgestelde pole van die induktor, 'n meganiese skakelaar en breek die huidige in die elektromagnete van die anker. Wringkrag daal tot nul. As gevolg van die traagheid van die anker en die gedrewe meganisme anker pale uit onder die induktor pale, op hierdie punt in hulle uit die skakelaar huidige voorsien in die teenoorgestelde rigting, hul polariteit ook omgekeer, en die krag van swaartekrag na die naaste paal van die induktor word vervang deur 'n afstotende krag. So, die motor draai Jacobi opeenvolgende skokke.

Dit wil voorkom of ringvormig anker

Aan die kern van die anker solenoïdes enjin Jacobi huidige tyd tot tyd afgeskakel, hulle skep 'n magnetiese veld verdwyn, en sy energie omskep in hitte verliese in die windings. So, die elektromeganiese omsetting huidige kragbron anker (elektrochemiese sel) in meganiese plaasgevind daarin tussenposes. Wat nodig was, was gesluit met 'n deurlopende motor kronkel stroom wat voortdurend tydens die hele tyd van sy operasie sal vloei.

En so fuhtufn is gestig in 1860. 'N Pachinotti. Wat is anders as sy voorgangers DC motor? Die beginsel van werking van die enjin en die toestel Pachinotti volgende. As ankers gebruik hy 'n staal ring met speke op 'n vertikale skag vas. In hierdie geval, het die anker nie opvallende pale. Hy het neyavnopolyusnym.

anker spoel winding is wond tussen die speke van die ring, die uithoeke van wat in serie geskakel op die anker, en van die punte van verbinding van elke twee rolle is kraan gekoppel aan versamelaar plate gereël langs die omtrek van die onderkant van die motor steel gemaak, die aantal wat gelyk is aan die aantal rolle. Die hele anker is gesluit op die self en serial verband punte van sy rolle gekoppel aan aangrensende versamelaar plate, wat gly op 'n paar van die huidige aanbod rollers.

Die ringvormige anker is geplaas tussen die pole van twee vaste elektromagnete induktor-stator, sodat die lyne van krag geskep deur hulle opwekking magneetveld ingesluit in die buitenste silindriese oppervlak van die motor anker by die noordpool opwekking het deur die ringvormig anker, sonder om te beweeg na die binneland van sy gat, en kom uit onder suidpool.

As die enjin loop Pachinotti

Wat hy 'n beginsel van aksie gehad? DC motor Pachinotti gewerk op dieselfde manier as die moderne DPT.

Die magneetveld van induktor pale met polariteite dit was nog altyd 'n sekere aantal van dirigente van die anker likwidasie huidige met konstante rigting waarin die induktor onder die verskillende pole van die ankerstroom rigting is omgekeer het. Dit is bereik deur die plasing van die huidige aanbod rollers, wat optree as borsels, in die ruimte tussen die pale van die induktor. Daarom anker oombliklike stroom gevloei om die spoel deur die roller, die versamelaar plaat en daartoe krane, wat ook in die ruimte tussen die pale gebind, dan gevloei in teenoorgestelde rigtings langs twee poluobmotkam-takke, en uiteindelik gevloei deur die tak lyn, 'n versamelaar plaat en die roller in ander interpolar interval. Deur dit te doen, die spoel anker onder die pale van die induktor verander, maar die rigting van stroomvloei onveranderd gebly in hulle.

Deur Ampère se wet, vir elke dirigent van die anker spoel met die stroom in die magnetiese veld van die induktor paal, 'n krag wat bepaal word deur die rigting van die bekende reël "left hand." Relatief tot die as van die enjin, hierdie mag om wringkrag skep, en die som van die momente van al hierdie kragte gee die totale tyd van die DPT, wat reeds onder verskeie versamelaar plate is byna konstante.

DPT en met 'n ringvormige ankerwikkeling grammovskoy

Soos dikwels gebeur in die geskiedenis van wetenskap en tegnologie, is die uitvinding A. Pachinotti nie gebruik word nie. Dit is vergeet vir 10 jaar tot in 1870 onafhanklik nie die Franco-Duitse uitvinder H. Gramm in 'n soortgelyke ontwerp herhaal van die GS-generator. In hierdie masjiene, die rotasie-as horisontaal en is gebruik koolstof borsels gly langs die versamelaar plate byna kontemporêre ontwerpe. Deur die 70 ste jaar van die 19de eeu die beginsel van omkeerbaarheid van elektriese masjiene het 'n bekende, en die masjien Gramm gebruik as 'n kragopwekker en DC motor. Sy werkbeginsel is reeds hierbo beskryf.

Ten spyte van die feit dat die uitvinding van die ring anker was 'n belangrike stap in die ontwikkeling van DPT, sy likwidasie (genoem grammovskoy) het 'n beduidende nadeel. Die magneetveld van die induktor pale is net dié van sy dirigente (aktiewe genoem), wat lê onder hierdie pale op die buitenste silindriese oppervlak van die anker. Om hulle dit het gepaard gegaan met die magnetiese krag van Ampere, 'n wringkrag met betrekking tot die motor as. Diegene onaktiewe dirigente wat deur die diafragma ring anker slaag nie deel te neem in die skepping van die oomblik. Hulle het nie net nutteloos verkwis energie in die vorm van hitte verlies.

Van die ring om die anker drom

Spreek hierdie tekortkoming ring ankers daarin geslaag om in 1873 deur die beroemde Duitse elektriese F. Gefner-Alteneku. Hoe het dit gefunksioneer DC motor? Die werksbeginsel van die toestel, sy induktor stator is dieselfde as die motor met die ring likwidasie. Maar die ontwerp van die anker en sy kronkel verander.

Gefner-Altenek het daarop gewys dat die rigting van die anker stroom uit die vaste borsel, in dirigente grammovskoy likwidasie opwekking by aangrensende pale is altyd die teenoorgestelde, naamlik hulle kan in die windings geleë in die buitenste silindriese oppervlak van die spoel met 'n wydte (toonhoogte) gelyk is aan die paal blad word opgeneem (die omtrek van die anker, om die een pool van die opwekking).

In hierdie geval, is dit onnodig in die omsendbrief gat van die anker, en dit verander in 'n soliede silinder (drom). Dit kronkel en anker self het die naam van die drom. Verbruik van koper in dit met dieselfde aantal aktiewe dirigente is veel minder as in grammovskoy likwidasie.

Anker rat word

Die masjiene en die Gramm-Gefner Alteneka anker oppervlak was gladde, en sy likwidasie dirigente gereël in die gaping tussen dit en die pole van die induktor. Die afstand tussen die konkawe silindriese oppervlak van die opwekking pale en anker konvekse oppervlak bereik 'n paar millimeter. Daarom, om 'n gewenste magnetiese veldsterkte wat nodig is om die opwekking rolle toe te pas met 'n groot magnetomotive krag (met 'n groot aantal beurte) te skep. Dit het sterk vermeerder die grootte en gewig van die enjins. Daarbenewens het die gladde oppervlak van die anker rolle was dit moeilik om op te los. Maar hoe kan dit wees? Inderdaad, vir die aksie op die dirigent met 'n huidige Ampere krag dit moet wees in die punte in die ruimte met 'n hoë magnetiese velde (met 'n magnetiese vloeddigtheid).

Dit blyk dat dit is nie nodig nie. Amerikaanse uitvinder H. Maxim geweer gewys dat indien die anker drom rat uit te voer, en die groewe gevorm tussen die tande van die spoel winding drom plaas, die gaping tussen die pale en die opwekking kan verminder word tot breuke van 'n millimeter. Dit is moontlik om aansienlik verminder die grootte van die opwekking rolle, maar die wringkrag DPT nie afgeneem.

As die funksies van so 'n DC motor? Die beginsel van werking is gebaseer op die feit dat die tand anker magnetiese krag nie toegepas word om die geleiers in sy slots (magneetveld in hulle is feitlik afwesig), en om die baie tande. Die teenwoordigheid van stroom in die geleier in die groef is van kritieke belang vir die voorkoms van hierdie krag.

Hoe om ontslae te raak van werwelstrome

Nog 'n belangrike verbetering gemaak beroemde uitvinder TA Edison. Wat het hy bygevoeg aan die DC motor? Die werksbeginsel het onveranderd gebly, maar die materiaal waaruit gemaak sy anker verander. In plaas van die voormalige massiewe was hy 'n gelamineerde dun elektries geïsoleer van mekaar deur staal plate. Dit verminder die grootte van die werwelstrome (Foucault strome) in die anker, wat die doeltreffendheid van die enjin verhoog.

Die werksbeginsel van die GS-motor

wanneer die koppeling van die anker likwidasie opgewonde motor aan 'n kragbron daarin ontstaan groot stroom genoem die aandrang en 'n paar keer meer as die gegradeerde waarde: kortliks dit soos volg kan geformuleer word. Verder, onder die opwekking pole van teenoorgestelde polariteit rigting van die strome in die geleiers van die anker likwidasie in dieselfde teenoorgestelde, soos uiteengesit in die onderstaande figuur. Volgens die reël, "left hand", hierdie gidse is die Ampere dwing 'n antikloksgewys rigting en dra die anker te draai. In die ankerwikkeling dirigente veroorsaak elektromotoriese krag (back-EMF), teenoorgesteld gerig word aan die toevoerspanning bron. As die anker versnelling verhoog en back-EMK in sy likwidasie. Gevolglik is die ankerstroom verminder van die begin tot die waarde wat ooreenstem met die bedryfstelsel enjin punt eienskappe.

Om die spoed van rotasie van die anker te verhoog, is dit nodig om óf die huidige in sy spoel verhoog of verminder back-EMK in dit. Laasgenoemde kan bereik word deur die vermindering van die grootte van die opwekking magneetveld deur die vermindering van die huidige in die veld likwidasie. Hierdie metode van beheer van die spoed van DPT is wydverspreid.

Die werksbeginsel van die GS-motor met aparte opwekking

Met die insluiting van die veld likwidasie terminale (OB) 'n aparte kragbron (onafhanklike OM) kragtige DPT gewoonlik om dit meer gerieflik om die grootte van die opwekking huidige beheer (om die rotasie spoed te verander). Op die eienskappe van die DPT met onafhanklike OB wesenlik soortgelyke DPT met OB, in parallel verbind met die anker likwidasie.

shunt DPT

Die werksbeginsel van parallel DC motor veldstroom word bepaal deur die meganiese eienskap, dit wil sê afhanklikheid van die spoed van rotasie van die vrag wringkrag op sy skag. Vir so 'n enjinspoed variasie op die oorgang van luier na die gegradeerde vrag wringkrag is 2-10%. Hierdie meganiese eienskappe is styf genoem.

So, die aksie beginsel van 'n DC motor met shunt veroorsaak die toepassing daarvan in aktueerders met 'n konstante spoed wanneer 'n groot vrag variasie reeks. Dit word egter wyd gebruik word in 'n gereguleerde elektriese ry met veranderlike spoed. Verder, vir sy spoed regulasie kan gebruik word as die verandering van ankerstroom en veldstroom.

Sekwensiële opwekking van die DPT

Die werksbeginsel van die GS-motor van 'n reeks opwekking as parallel, dit word bepaal deur die meganiese eienskap, wat in hierdie geval is sag, want enjinspoed grootliks varieer met vrag veranderinge. Waar is die mees voordelig om 'n DC motor gebruik? Die werksbeginsel van die spoorweg traksie motor spoed wat moet verminder by die oorwinning van die samestelling styg en terug te keer na die nominale beweging wanneer die vlakte ten volle ooreenstem met DPT met OB agtermekaar verbonde aan die anker likwidasie. Dus, 'n beduidende gedeelte van elektriese lokomotiewe in die wêreld toegerus met sulke toestelle.

Die werksbeginsel van 'n DC motor met 'n reeks opwekking te implementeer as polsende stroom trek motors wat in wese is dieselfde met DPT konsekwent RH, maar spesiaal ontwerp vir samewerking met die reeds reggestel aan boord van die elektriese stroom wat 'n aansienlike rimpeleffek.