DC động cơ: nguyên tắc hành động. DC động cơ: thiết bị

Trước hết phát minh vào thế kỷ 19 quay máy điện là một động cơ DC. Nguyên tắc hoạt động nó đã được biết đến từ giữa thế kỷ trước đến thời điểm hiện tại DC động cơ (DPT) tiếp tục trung thành phục vụ con người, thiết lập trong chuyển động một loạt các máy móc và cơ chế hữu ích.

DPT đầu tiên

Bắt đầu từ những năm 30 của thế kỷ 19 trong sự phát triển của họ, họ đã trải qua nhiều giai đoạn. Thực tế là cho đến cuối của động cơ thế kỷ trước alternators chỉ nguồn gốc của sức mạnh là một tế bào đi ện. Vì vậy, tất cả các động cơ điện đầu tiên chỉ có thể chạy trên dòng điện một chiều.

động cơ DC đầu tiên là gì? Nguyên tắc hoạt động của thiết bị và động cơ đang được xây dựng vào nửa đầu thế kỷ 19, là như sau. Các lĩnh vực chính là một tập cố định của nam châm hoặc nam châm điện vĩnh viễn que, đã không có một mạch từ khép kín chung. Nổi bật cực armature hình thành nhiều nam châm thanh riêng biệt trên một trục chung, được thúc đẩy bởi lực đẩy và hấp dẫn đối với các cực của inductor. đại diện tiêu biểu trong số họ là động cơ W. Ricci (1833) và B. Jacoby (1834) được trang bị công tắc cơ khí dòng điện trong nam châm điện với armatures địa chỉ liên lạc di động trong mạch của cuộn dây phần ứng.

Khi động cơ đang chạy Jacobi

nguyên tắc máy này hoạt động như thế nào? Động cơ Jacobi liên tục hiện hành và các chất tương tự có mômen điện từ rung động. Trong thời gian hội tụ của các cực đối lập của phần ứng và inductor bởi mô-men xoắn động cơ lực hấp dẫn từ tính nhanh chóng đạt tối đa. Sau đó, khi vị trí cực của phần ứng ngược lại các cực của inductor, một công tắc cơ khí và phá vỡ hiện tại trong nam châm điện của phần ứng. Mô-men xoắn giảm xuống zero. Do quán tính của phần ứng và thúc đẩy cơ chế neo cực ra từ dưới các cực cuộn cảm, vào thời điểm này trong họ từ việc chuyển đổi hiện nay được cung cấp theo hướng ngược lại, cực của họ cũng đảo ngược, và lực hấp dẫn đến cực gần nhất của cuộn cảm được thay thế bằng một lực đẩy. Như vậy, động cơ xoay những cú sốc liên tiếp Jacobi.

Có vẻ neo hình khuyên

Cốt lõi của động cơ solenoid armature Jacobi hiện định kỳ tắt, chúng sẽ tạo ra một từ trường biến mất, và năng lượng của nó được chuyển thành tổn thất nhiệt trong cuộn dây. Như vậy, phần ứng chuyển đổi điện nguồn điện hiện tại (tế bào điện hóa) vào cơ xảy ra trong đó không liên tục. Có gì là cần thiết đã được khép lại với một động cơ liên tục quanh co hiện tại mà sẽ chảy liên tục trong suốt thời gian hoạt động của nó.

Và fuhtufn như vậy được thành lập vào năm 1860. Một Pachinotti. khác biệt so với người tiền nhiệm DC động cơ của nó là gì? Nguyên tắc hoạt động của động cơ và các thiết bị Pachinotti sau. Như neo ông sử dụng một chiếc nhẫn bằng thép với nan hoa cố định trên một trục thẳng đứng. Trong trường hợp này, neo không có cực nổi bật. Ông trở thành neyavnopolyusnym.

cuộn dây cuộn dây phần ứng được quấn giữa nan hoa của vòng, tận cùng được kết nối trong loạt trên neo, và từ các điểm kết nối của mỗi hai cuộn dây được làm bằng vòi kết nối với các tấm thu bố trí dọc theo chu vi đáy của trục động cơ, số lượng bằng với số lượng các cuộn dây. Toàn bộ phần ứng bị đóng cửa trong chính nó và điểm đấu nối nối tiếp của cuộn dây của nó được kết nối với các tấm thu liền kề, trong đó trượt trên một cặp con lăn cung hiện tại.

Neo hình khuyên đã được đặt giữa các cực của hai nam châm điện cố định cuộn cảm-stato, do đó dòng lực lượng tạo ra bởi chúng kích thích từ trường bao gồm trong bề mặt hình trụ ngoài của phần ứng động cơ ở các kích thích cực bắc qua phần ứng hình khuyên, mà không cần di chuyển vào bên trong lỗ của mình, và đi ra dưới cực nam.

Khi động cơ đang chạy Pachinotti

Những gì ông đã có một nguyên tắc hành động? DC động cơ Pachinotti làm việc trong cùng một cách như DPT hiện đại.

Từ trường của cực inductor với cực này luôn luôn là một số lượng nhất định các dây dẫn của cuộn dây phần ứng hiện tại với định hướng liên tục, trong đó inductor dưới các cực khác nhau theo hướng hiện armature đã bị đảo ngược. Điều này đạt được bằng cách đặt các con lăn cung cấp hiện tại, mà hành động như bàn chải, trong không gian giữa các cực của inductor. Do đó phần ứng tức thời hiện nay chảy vào cuộn qua các con lăn, tấm thu và ngoại quan sung vòi, cũng là trong không gian giữa các cực, sau đó chảy theo hướng ngược nhau cùng hai poluobmotkam nhánh, và cuối cùng chảy qua dòng chi nhánh, một tấm thu và các con lăn trong interpolar khác khoảng thời gian. Bằng cách đó, neo cuộn dưới các cực của inductor thay đổi, nhưng hướng dòng chảy hiện tại vẫn không thay đổi trong đó.

Bởi Luật Ampere, đối với mỗi dây dẫn của cuộn dây phần ứng với dòng điện trong từ trường của cuộn cảm cực, một lực lượng được xác định bởi sự chỉ đạo của quy tắc nổi tiếng "trái tay". So với trục của động cơ, sức mạnh này để tạo ra mô-men xoắn, và tổng của những khoảnh khắc của tất cả các lực lượng này mang lại cho tổng thời gian của DPT, đó là đã dưới vài tấm thu là gần như không đổi.

DPT và với một hình khuyên grammovskoy cuộn dây phần ứng

Như thường xảy ra trong lịch sử khoa học và công nghệ, phát minh A. Pachinotti không được sử dụng. Nó đã bị lãng quên trong 10 năm cho đến năm 1870 nó một cách độc lập không lặp lại Pháp-Đức phát minh H. Gramm trong một thiết kế tương tự như của máy phát điện DC. Trong những máy móc, trục quay nằm ngang và đã được sử dụng chổi than trượt dọc theo tấm thu thiết kế gần như đương đại. Đến năm thứ 70 của thế kỷ 19 nguyên tắc đảo ngược của máy điện đã trở thành một nổi tiếng, và các máy Gramm sử dụng như một máy phát điện và động cơ DC. Nguyên tắc hoạt động của nó đã được mô tả ở trên.

Mặc dù thực tế rằng sự phát minh ra amature nhẫn là một bước quan trọng trong sự phát triển của DPT, quanh co (gọi tắt là grammovskoy) của nó có một nhược điểm đáng kể. Từ trường của cuộn cảm cực chỉ là của dây dẫn của nó (gọi là hoạt động), mà nằm dưới những cực trên bề mặt trụ ngoài của phần ứng. Đối với họ nó được kèm theo từ lực lượng của Ampere, một mô-men xoắn so với trục động cơ với. Những dây dẫn không hoạt động mà đi qua neo khẩu độ vòng không tham gia vào việc tạo ra các thời điểm này. Họ chỉ vô dụng tiêu tan năng lượng theo hình thức mất nhiệt.

Từ chiếc nhẫn để trống neo

Địa chỉ thiếu sót này neo chiếc nhẫn đã thành công vào năm 1873 bởi Đức nổi tiếng điện F. Gefner-Alteneku. Làm thế nào nó hoạt động cơ DC? Nguyên tắc hoạt động của thiết bị, stato cuộn cảm của nó cũng giống như động cơ với vòng quanh co. Tuy nhiên, thiết kế của phần ứng và nó cuộn dây thay đổi.

Gefner-Altenek chỉ ra rằng sự chỉ đạo của dòng điện phần ứng chảy từ bàn chải cố định, trong dây dẫn grammovskoy quanh co kích thích ở cột liền kề luôn ngược lại, tức là họ có thể được bố trí trong các cuộn dây nằm ở bề mặt trụ ngoài của cuộn dây có chiều rộng (pitch) tương đương với sân cực (chu vi của phần ứng, với một cực của sự kích thích).

Trong trường hợp này, nó trở nên không cần thiết trong các lỗ tròn của phần ứng, và nó biến thành một hình trụ rắn (trống). Đây quanh co và neo tự nhận tên của trống. Tiêu thụ đồng trong nó với cùng một số dây dẫn hoạt động ít hơn nhiều so với quanh co grammovskoy.

Neo thiết bị trở nên

Các máy và Gramm-Gefner bề mặt neo Alteneka được trơn tru, và dây dẫn quanh co của nó sắp xếp theo khoảng cách giữa nó và các cực của inductor. Khoảng cách giữa các bề mặt hình trụ lõm của các cực kích thích và bề mặt lồi armature đạt vài milimet. Vì vậy, để tạo ra một cường độ từ trường mong muốn cần thiết để áp dụng các cuộn dây kích thích với một lực lượng từ động lớn (với một số lượng lớn lượt). Điều này làm tăng đáng kể kích thước và trọng lượng của động cơ. Bên cạnh đó, bề mặt nhẵn của cuộn dây phần ứng đó là khó khăn để sửa chữa. Nhưng làm thế nào mà có thể được? Thật vậy, đối với các hành động trên các dây dẫn với một lực lượng Ampere hiện nó phải nằm trong các điểm trong không gian với từ trường cao (với mật độ từ thông).

Hóa ra rằng điều này là không cần thiết. Mỹ phát minh H. Maxim súng đã chỉ ra rằng nếu neo thực hiện thiết bị trống, và các rãnh hình thành giữa hai hàm răng để đặt các cuộn cuộn trống, khoảng cách giữa các cực và sự kích thích có thể được giảm xuống còn phân số của một milimet. Nó có thể làm giảm đáng kể kích thước của cuộn dây kích thích, nhưng DPT mô-men xoắn không giảm.

Khi chức năng của động cơ một chiều như vậy? Nguyên tắc hoạt động là dựa trên thực tế rằng neo lực từ răng được áp dụng không để các dây dẫn trong khe của nó (từ trường trong số đó là thực tế vắng mặt), và cho răng rất. Sự hiện diện của dòng điện trong các dây dẫn trong rãnh là rất quan trọng cho sự xuất hiện của lực lượng này.

Làm thế nào để thoát khỏi dòng xoáy

Một cải tiến quan trọng khiến nhà phát minh nổi tiếng TA Edison. Những gì ông thêm vào động cơ DC? Nguyên tắc hoạt động vẫn không thay đổi, nhưng các vật liệu mà từ đó làm neo của nó thay đổi. Thay vì cựu khổng lồ ông là một lớp mỏng bằng điện bị cô lập từ nhau bằng tấm thép. Điều này làm giảm tầm quan trọng của dòng điện xoáy (Foucault dòng) trong phần ứng, tăng hiệu quả của động cơ.

Nguyên tắc hoạt động của động cơ DC

Một thời gian ngắn nó có thể được xây dựng như sau: khi kết nối với cuộn dây phần ứng động cơ phấn khích với một nguồn điện trong đó phát sinh lớn hiện nay được gọi là sự xâm nhập và vượt nhiều lần so với giá trị đánh giá. Hơn nữa, dưới sự kích thích của cực hướng phân cực đối diện của dòng điện trong dây dẫn của cuộn dây phần ứng trong điều ngược lại giống như thể hiện trong hình bên dưới. Theo nguyên tắc, "tay trái", các hướng dẫn là Ampere buộc một hướng đi ngược chiều kim đồng và mang armature để xoay. Trong cuộn dây phần ứng dây dẫn gây ra lực điện (back-EMF), đạo trái dấu với nguồn cung cấp điện áp. Như phần ứng tăng tốc tăng và back-EMF trong uốn lượn của nó. Theo đó, dòng điện phần ứng giảm từ khởi đầu với giá trị tương ứng với đặc điểm hoạt động động cơ.

Để tăng tốc độ quay của phần ứng, nó là cần thiết hoặc để tăng dòng điện trong cuộn dây của nó hoặc giảm back-EMF trong đó. Sau đó có thể đạt được bằng cách giảm cường độ của từ trường kích thích bằng cách giảm hiện nay trong lĩnh vực quanh co. Phương pháp này để kiểm soát tốc độ của DPT là phổ biến.

Nguyên tắc hoạt động của động cơ với sự kích thích riêng DC

Với sự bao gồm của các thiết bị đầu cuối cuộn lĩnh vực (OB) với một nguồn điện riêng (độc lập OM) mạnh mẽ DPT thường được thực hiện để làm cho nó thuận tiện hơn để kiểm soát cường độ của kích thích hiện tại (để thay đổi tốc độ quay). Trên các thuộc tính của DPT với OB độc lập DPT tương tự đáng kể với OB, kết nối song song với cuộn dây phần ứng.

shunt DPT

Nguyên tắc hoạt động của song song DC lĩnh vực động cơ hiện nay được xác định bởi đặc tính cơ học, ví dụ: sự phụ thuộc của tốc độ quay của mô-men xoắn tải trên trục của nó. Đối với một sự thay đổi tốc độ động cơ như vậy ở sự chuyển đổi từ chạy không tải với mô-men xoắn tải đánh giá là 2-10%. Những tính chất cơ học được gọi là cứng nhắc.

Như vậy, nguyên tắc hoạt động của một động cơ với shunt DC gây ứng dụng của nó trong thiết bị truyền động với tốc độ không đổi khi một loạt sự thay đổi tải trọng lớn. Tuy nhiên, nó được sử dụng rộng rãi trong một ổ điện quy định với tốc độ khác nhau. Hơn nữa, điều chỉnh tốc độ của nó có thể được sử dụng như sự thay đổi của dòng điện phần ứng và lĩnh vực hiện tại.

kích thích tuần tự của DPT

Nguyên tắc hoạt động của động cơ DC của loạt kích thích như song song, nó được xác định bởi đặc tính cơ học, mà trong trường hợp này là mềm, vì tốc độ động cơ rất khác nhau với những thay đổi tải. Ở đâu là thuận lợi nhất để sử dụng một động cơ DC? Nguyên tắc hoạt động của tuyến đường sắt kéo tốc độ động cơ mà nên giảm tại khắc phục tăng thành phần và trở về chuyển động không đáng kể khi đồng bằng tương ứng hoàn toàn với DPT với OB tuần tự kết nối với cuộn dây phần ứng. Do đó, một phần đáng kể của đầu máy xe lửa điện trên thế giới được trang bị với các thiết bị như vậy.

Nguyên tắc hoạt động của động cơ với hàng loạt kích thích DC thực hiện mô tơ kéo hiện như rung động mà là về cơ bản giống với DPT phù hợp RH, nhưng được thiết kế đặc biệt cho các hoạt động với các sửa chữa đã trên tàu dòng điện có một gợn đáng kể.