DC мотор: принципът на действие. DC мотор: устройството

На първо място изобретен през 19-ти век се върти електрическа машина е DC мотор. Принципът на работа е била позната още от средата на миналия век до наши дни постояннотокови двигатели (DPT) продължават да служат вярно на лицето, като задейства разнообразие от полезни машини и механизми.

Първият ДПТ

Започвайки от 30-те години на 19-ти век в развитието си, те са преминали през няколко етапа. Факт е, че до края на двигателя на миналия век алтернатори само източник на енергия е галваничен елемент. Ето защо, всички от първите Електродвигателите могат да работят само с постоянен ток.

Кое беше първото DC мотор? Принципа на работа на устройството и двигатели се строят през първата половина на 19-ти век, е както следва. Основната област беше определен набор от постоянни магнити или електромагнити пръчка, не са имали обща затворена магнитна верига. Характерните-полюсен арматура формира няколко отделни магнити прът върху обща ос, която се задвижва от най-отблъскващите и атрактивни сили към полюсите на индуктор. Типични представители на тях са били двигатели W. Ricci (1833) и Б. Jacoby (1834), оборудван с механични превключватели на тока в електромагнитите с Арматурите подвижни контакти във веригата на котвата ликвидация.

Като работещ двигател Якоби

Какъв беше този принцип машина на работа? Двигател Якоби постоянен ток и нейни аналози притежават пулсиращ електромагнитни въртящ момент. По време на сближаване на противоположните полюси на котвата и индуктора чрез магнитно привличане сила въртящ момент на двигателя бързо достига своя максимум. След това, когато полюс местоположението на котвата противоположния полюсите на индуктор, механичен ключ и се прекъсне тока в електромагнитите на котвата. Въртящ момент пада до нула. Благодарение на инерцията на котвата и задвижвания механизъм анкерни полюсите изпод полюсите на индуктор, в този момент в тях от тока ключ се доставя в обратната посока, тяхната полярност и обратно, както и силата на тежестта до най-близкия стълб на индуктор е заменена с отблъскваща сила. Така, двигателят се върти Джейкоби последователни шокове.

Оказва се, пръстеновидно котва

В основата на двигателя арматура соленоиди Якоби ток периодично изключен, те създават магнитно поле изчезна, и неговата енергия се преобразува в загубата на топлина в намотките. Така котвата електромеханично превръщане източник на ток за захранване (електрохимична клетка) в механична настъпили в него периодично. Какво е необходимо беше затворен с непрекъснат намотка на двигателя ток, който ще тече непрекъснато през цялото време на неговото действие.

И като fuhtufn е създадена през 1860 г. А Pachinotti. Какво е различно от предшествениците DC мотор? Принципът на работа на двигателя и устройството Pachinotti следното. Както котви той използва стоманен пръстен с спици фиксирани върху вертикален вал. В този случай, котвата не са имали характерните полюси. Той стана neyavnopolyusnym.

анкерната намотка намотка се навива между спиците на пръстена, краищата на които са свързани в серия на котвата, и от точките на свързване на всеки две намотки са направени кран свързан към колекторните пластини, разположени по протежение на обиколката на дъното на вала на двигателя, броят на които е равен на броя на бобини. Цялата котвата е затворена върху себе си и серийни точки на свързване на своите намотки са свързани към съседни колекторните пластини, които се плъзгат върху чифт ролки настоящите доставки.

Пръстеновидното котвата е поставен между полюсите на две фиксирани електромагнити индуктор-статор, така че силовите линии, създадени от тях магнитно поле възбуждане включени във външната цилиндрична повърхност на котвата на двигателя на Северния полюс възбуждане държи от пръстеновиден арматура без да се движат във вътрешността на дупката си и излиза под южния полюс.

Като работещ двигател Pachinotti

Това, което той имаше принцип на действие? DC мотор Pachinotti работи по същия начин, както е модерно DPT.

Магнитното поле на индуктор стълбове с полярности това винаги е бил определен брой проводници на котвата намотка ток с постоянна посока, в която индуктор по различните полюси на посоката на тока на котвата се е обърнала. Това се постига чрез поставяне на настоящите ролките за доставка, които действат като четки, в пространството между полюсите на индуктор. Затова арматура, токът течеше към бобината чрез ролката, плоча на колектора и към който са прикачени кранове, което също е в пространството между полюсите, тогава течеше в противоположни посоки по протежение на две poluobmotkam пръчки, и най-накрая течеше през клон линия, колекционер плоча и ролката в друга interpolar интервал. По този начин, котвата на бобината при полюсите на индуктора се промени, но посоката на тока остава непроменена в тях.

По закон на Ампер, за всеки проводник на анкерната намотка с ток в магнитното поле на полюса на индуктор, сила, която се определя от посоката на добре познатия правилото "лява". По отношение на оста на двигателя, тази власт да се създаде въртящ момент, и сумата от моментите на всички тези сили дава общото време на ДПТ, който вече е в процес на няколко колекторни пластини е почти постоянна.

DPT и с пръстеновиден арматура намотка grammovskoy

Както често се случва в историята на науката и технологиите, изобретение А. Pachinotti не са били използвани. Той е забравил продължение на 10 години, докато през 1870 г. независимо не го повтаряме френско-германския изобретател H. Gramm по подобен дизайн на генератора DC. В тези машини, оста на въртене е хоризонтална и се използва въглеродни четки плъзгащи се по дължината на колекторните плочи почти съвременен дизайн. До 70-те години на 19-ти век на принципа на обратимостта на електрически машини се превърна в добре позната и машината Gramm се използва като генератор и DC мотор. Неговият принцип на действие вече е описано по-горе.

Въпреки факта, че изобретяването на котва пръстен беше важна стъпка в развитието на DPT, неговото прекратяване (наречена grammovskoy) имаше значителен недостатък. Магнитното поле на полюсите индуктор са само тези на проводници (наречен активен), които определят при тези стълбове на външната цилиндрична повърхност на котвата. За тях това бе придружено от магнитната сила на Ампер, а въртящият момент по отношение на оста на двигателя. Тези активни проводници, които преминават през котвата на пръстена на блендата не са участвали в създаването на момента. Те само безполезна разсеяна енергия под формата на загуба на топлина.

От пръстен, към барабана на анкерния

Отстраняване на този недостатък пръстен котви успели през 1873 година от известния немски електрически F. Gefner-Alteneku. Как е функционирала DC мотор? Принципа на работа на устройството, неговото индуктор статор е същата като на двигателя с пръстена намотка. Но дизайнът на котвата и неговото прекратяване се промени.

Gefner-Altenek посочи, че посоката на арматура токът от фиксираното четката, в проводници grammovskoy ликвидация възбуждане на съседни полюси винаги са противоположни, т.е. те могат да бъдат включени в намотките, разположени на външната цилиндрична повърхност на бобината с ширина (смола), равен на поле терена (обиколката на котвата, на един полюс на възбуждане).

В този случай, става ненужно в кръгъл отвор на котвата, и се превръща в твърд цилиндър (барабан). Това навиване и самата котва получи името на барабана. Консумацията на мед в нея със същия брой активни проводници е много по-малко, отколкото в grammovskoy намотка.

Anchor предавка става

Машините и Alteneka котва повърхността на Gramm-Gefner протече гладко, както и неговите намотъчни проводници, разположени в пространството между него и полюсите на индуктор. Разстоянието между вдлъбнат цилиндрична повърхност и възбуждащите полюсите на изпъкналата повърхност на котвата е достигнал няколко милиметра. Ето защо, за да се създаде желаната напрегнатост на магнитното поле е необходимо да се прилагат намотки за възбуждане с голям Магнитодвижещата сила (с голям брой навивки). Това значително увеличи размера и теглото на двигателите. В допълнение, гладка повърхност на бобини арматура, че е трудно да се определи. Но как е възможно това? Наистина, за действието на проводника с ток сила Ампер той трябва да бъде в точките в пространството с високи магнитни полета (с магнитна индукция).

Оказа се, че това не е необходимо. Американски изобретател H. Maxim пистолет показа, че ако котвата изпълнява барабан предавка и каналите, образувани между зъбите да поставят барабана бубинна намотка, разликата между полюсите и възбуждане може да бъде намалена до части от милиметъра. Възможно е да се намали значително размера на намотки за възбуждане, но ДПТ на въртящия момент не е намалял.

Тъй като функциите на този мотор DC? Принципът на работа се основава на факта, че зъбното котва магнитната сила не е приложен към проводниците в своите слотове (магнитно поле в тях е практически отсъства), както и за самите зъби. Наличието на ток в проводника в канала е от решаващо значение за появата на тази сила.

Как да се отървем от вихрови токове

Друго важно подобрение е известен изобретател TA Едисон. Това, което той добавя към двигателя DC? Принципът на работа е останала непроменена, но материалът, от който направи своя котва променило. Вместо това на бившия масива той е ламиниран тънък електрически изолирани един от друг с помощта на стоманени листове. Това намалява степента на вихровите токове на Фуко (течения) в котвата, които повишават ефективността на двигателя.

Принципа на работа на двигателя DC

Накратко това могат да бъдат формулирани както следва: при свързване на котвата намотка възбуден мотор към източник на захранване тях възниква голям ток нарича нахлуването и превишаваща няколко пъти номиналната стойност. Освен това, при възбуждане полюсите на обратна посока полярността на тока в проводниците на котвата намотка в същата обратното, както е показано на фигурата по-долу. Според правилото "лявата ръка", тези водачи са Ампер принуждава обратна на часовниковата стрелка посока и носи котвата да се върти. В котвата намотъчни проводници индуцирани електродвижеща сила (обратно-EMF), насочени противоположно на източника на захранващо напрежение. С увеличаване на арматура ускорение и обратно-EMF в неговото прекратяване. Съответно, токът на котвата е намалена от началната до стойността, съответстваща на характеристиките точка на работа на двигателя.

За да се увеличи скоростта на въртене на котвата, е необходимо или да се увеличи тока в бобината или намаляване на гърба EMF в него. Последното може да се постигне чрез намаляване на големината на магнитното поле на възбуждане чрез намаляване на тока в областта ликвидация. Този метод за контролиране на скоростта на DPT е широко разпространена.

Принципа на работа на двигателя DC с отделен възбуждане

С включването на полеви ликвидация терминали (ОВ) към друг източник на захранване (независим ОМ) мощен DPT обикновено се извършва, за да го направи по-удобно да се контролира големината на възбудителния ток (с цел да се промени скоростта на въртене). На свойствата на DPT с независим OB, сходен по същество с DPT OB, свързани в паралел с котвата намотка.

Shunt DPT

Принципа на работа паралелно DC поле ток на двигателя се определя от механична характеристика, т.е. зависимостта на скоростта на въртене на въртящия момент на товара върху неговия вал. За такъв вариант на двигател скорост при прехода от празен ход за номинален товар въртящ момент е от 2 до 10%. Тези механични свойства се наричат твърди.

По този начин, на принципа на действие на моторно DC с плъзгащи се причинява неговото прилагане в задвижвания с постоянна скорост, когато голяма вариация натоварване диапазон. Въпреки това, той се използва широко в регулиран електрическо задвижване с променлива скорост. Освен това, за неговото регулиране на скоростта може да се използва като промяната на котвения ток и ток на възбуждане.

Последователно възбуждане на ДПТ

Принципа на работа на двигателя DC на серия възбуждане като паралелно се определя от механична характеристика, която в този случай е мека, защото обороти на двигателя значително варира в зависимост от промените на натоварването. Къде е най-изгодно да се използва DC мотор? Принципът на работа на скоростта на двигателя железопътната усилие, което трябва да се намали при преодоляване на повишенията на състава и да се върнете към номиналната движението, когато равнината напълно кореспондира с DPT с OB последователно свързан към котвата ликвидация. Поради това, значителна част от електрически локомотиви в света оборудвани с такива устройства.

Принципът на функциониране на моторно DC с поредица възбуждане на изпълнение като пулсиращ ток тягови двигатели, които по същество са едни и същи с DPT последователен RH, но специално проектирани за работа с поправеното вече на борда на електрическия ток и имат съществен пулсация.