Motor DC: o principio de acción. motor DC: o dispositivo

Primeiro de todo inventado no século 19 rotativa máquina eléctrica é un motor DC. O principio de funcionamento foi coñecido desde mediados do século pasado ata o presente momento motores DC (DPT) continuar a servir fielmente a persoa, poñendo en movemento nunha variedade de máquinas e mecanismos útiles.

O primeiro DPT

A partir dos anos 30 do século 19 no seu desenvolvemento pasaron por varias etapas. O feito é que ata o final do motor do século pasado alternadores única fonte de poder era unha célula galvánica. Polo tanto, as primeiras motores eléctricos só pode ser executado en corrente continua.

Cal foi o primeiro motor DC? O principio de funcionamento do dispositivo e os motores están sendo construídos na primeira metade do século 19, é o seguinte. O principal campo foi un conxunto fixo de imáns ou eletroímãs permanente vara, non ten un circuíto magnético pechado xeral. De polos saíntes armadura formada varios imanes hasta separados sobre un eixe común, os cales foron conducidos polas forzas repulsivas e atractivas para os polos do indutor. Representantes típicos lles foron motores W. Ricci (1833) e B. Jacoby (1834) equipado con interruptores mecánicos, a corrente no electromagnetos coas armaduras contactos móbiles no circuíto do enrolamento do inducido.

Como o motor funciona Jacobi

Cal foi ese principio máquina de operación? Motor de corrente constante de Jacobi e os seus análogos posúen binario electromagnético pulsante. Durante o tempo de converxencia de polos opostos da armadura eo indutor de torque do motor forza de atracción magnética rapidamente alcanzou un máximo. Entón, cando a situación do centro da armadura fronte aos polos da indutor, un interruptor mecánico e romper a cadea nos eletroímãs da armadura. Torque cae a cero. Debido á inercia da armadura e os postes de ancoraxe mecanismo orientado para fóra baixo os polos do indutor, neste punto en los da cadea conmutador subministrado no sentido oposto, a súa polaridade tamén invertida, ea forza da gravidade para o polo máis próxima do indutor é substituída por unha forza repulsiva. Así, o motor xira Jacobi choques sucesivos.

Parece referencia anular

No núcleo do motor solenoides armadura Jacobi actual virou periodicamente off, crean un campo magnético desapareceu, ea súa enerxía é transformada perdas de calor nos enrolamentos. Así, a armadura conversión electromecánico fonte de alimentación de corrente (célula electroquímica) en mecánica ocorreu aí de forma intermitente. O que era necesario foi pechada cun motor continuo do enrolamento corrente que fluiría constantemente durante todo o tempo da súa operación.

E tal fuhtufn foi creada en 1860. A Pachinotti. Que é distinto dos seus predecesores motor DC? O principio de funcionamento do motor eo dispositivo Pachinotti seguinte. Como áncoras el utilizado un anel de aceiro con raios fixos sobre un eixe vertical. Neste caso, a referencia non teñen polos saíntes. El se tornou neyavnopolyusnym.

bobina de enrolamento armado e enrolados entre os raios do anel, os extremos do cal son conectados en serie sobre a referencia, ea partir dos puntos de conexión de cada un dos dous rolos foron feitos billa ligada a placas colectoras dispostas ao longo da circunferencia da parte inferior do eixe do motor, o número dos que é igual ao número de bobinas. Toda a armazón foi pechado sobre si mesmo e puntos de conexión en serie das súas bobinas son ligadas a tarxetas de recollida adxacentes, que deslizan sobre un par de rodetes de subministración de corrente.

A ancoraxe anular foi colocado entre os polos de dúas electroímanes fixos indutor-estator, de xeito que as liñas de forza creada por eles excitación do campo magnético incluído na superficie cilíndrica exterior da armadura do motor na excitación polo norte pasou a través da armadura anular sen moverse cara ao interior do seu burato, e sae baixo polo sur.

Como o motor funciona Pachinotti

O que tiña un principio de acción? motor DC Pachinotti traballado do mesmo xeito como DPT moderna.

O campo magnético de polos indutor con polaridades este foi sempre un certo número de condutores da armadura de corrente coa dirección de bordes constante, en que o indutor no ámbito dos diversos polos da dirección da corrente do inducido foi invertida. Isto foi conseguido poñendo os rolos de alimentación de corrente, os cales actúan como cepillos, no espazo entre os polos do indutor. Polo tanto armadura corrente instantánea fluíu para a bobina a través do rolo, a tarxeta de recollida ea el ligado billas, que é tamén, no espazo entre os postes, logo vertido en sentidos opostos ao longo de dúas poluobmotkam-ramas, e finalmente fluíu a través da liña de alimentación, unha tarxeta de recollida eo rolo no outro interpolar intervalo. Ao facelo, a referencia da bobina baixo os polos do indutor cambiou, pero a dirección do fluxo de corrente mantívose inalterada en si.

Por lei de Ampère, para cada condutor da bobina da armadura coa corrente no campo magnético do polo indutor, unha forza que é determinada pola dirección da regra coñecida "man esquerda". En relación ao eixe do motor, ese poder para crear torque, ea suma dos momentos de todas estas forzas da o tempo total do DPT, que xa está dispoñible baixo varias tarxetas de colector é case constante.

DPT e cun enrolamento armado anular grammovskoy

Como moitas veces aconteceu na historia da ciencia e da tecnoloxía, a invención A. Pachinotti non foron utilizados. El foi esquecido por 10 anos, ata que en 1870 de forma independente non repetir o franco-alemá inventor H. Gramm nun proxecto similar do xerador DC. Nestas máquinas, o eixe de rotación é horizontal e foi utilizado cepillos de carbón de executar ao longo das placas colectoras debuxos case contemporáneos. Polas 70 º anos do século 19 o principio de reversibilidade das máquinas eléctricas tornouse un ben coñecido, ea máquina Gramm usado como un xerador e motor DC. O seu principio de funcionamento xa descrito anteriormente.

A pesar do feito de que a invención da armadura anel foi un paso importante no desenvolvemento de DPT, o enrolamento (chamado grammovskoy) tiña unha desvantaxe significativa. O campo magnético dos polos do indutor só os seus condutores (denominado activa), que estaba baixo estas polos na superficie cilíndrica exterior da armadura. Para eles, foi acompañada pola magnético forza de Ampère, un par respecto ao eixe do motor. Estes condutores inactivos que pasan a través da referencia anel de apertura non participar na creación do momento. Eles só inútil disipada enerxía en forma de perda de calor.

Desde o anel para o tambor de referencia

Suplir esta deficiencia áncoras anel sucedido en 1873 polo famoso alemán eléctrica F. Gefner-Alteneku. Como iso funcionou motor DC? O principio de funcionamento do dispositivo, o seu estator indutor é o mesmo que o motor co anel de enrolamento. Pero o deseño da armadura e súa disolución modificado.

Gefner-Altenek salientado que o sentido da corrente do inducido que flúe a partir da xesta fixa, en condutores grammovskoy enrolamento de excitación a polos adxacentes son sempre contrario, isto é, poden ser incorporados nos enrolamentos situadas na superficie cilíndrica exterior da bobina cun ancho (Pitch) igual ao paso polar (a circunferencia da armadura, a un dos polos da excitación).

Neste caso, pasa a ser innecesario no furado circular da armadura, e que se transforma nun cilindro sólido (tambor). Este sinuoso e propia referencia recibiu o nome do tambor. Consumo de cobre en que co mesmo número de condutores activos é moito menor do que en grammovskoy enrolamento.

engrenaxe Anchor convértese en

As máquinas ea superficie de ancoraxe Alteneka o Gramm-Gefner era lisa, e os seus condutores de enrolamento dispostas na folga entre el e os polos do indutor. A distancia entre a superficie cilíndrica cóncava dos polos de excitación ea superficie convexa do armado alcanzar varios milímetros. Polo tanto, para crear unha forza de campo magnético desexado necesario para aplicar as bobinas de excitación con unha gran forza magnetomotriz (con un gran número de voltas). Isto aumentou considerablemente o tamaño e peso dos motores. Ademais, a superficie lisa das bobinas do armado que era difícil de fixar. Pero como pode ser iso? Efectivamente, a acción sobre o condutor cunha forza de corrente Ampère debe estar nos puntos no espazo con altos campos magnéticos (cunha densidade de fluxo magnético).

Descubriuse que iso non é necesario. Americana inventor H. Maxim arma amosa que, se o ancora realizar a engrenaxe do cilindro, e os sucos formados entre os dentes para poñer o tambor de enrolamento, o espazo entre os postes ea excitación pode ser reducido a fraces dun milímetro. Pode reducir significativamente o tamaño das bobinas de excitación, pero o binario DPT non diminuíu.

Como as funcións do devandito motor DC? O principio de funcionamento baséase no feito de que a forza magnética referencia dentes non se aplica aos condutores nos seus slots (campo magnético neles é practicamente ausente), e para os propios dentes. A presenza de corrente no condutor na rañura é crítica para a aparición desta forza.

Como se librar das cadeas de Foucault

Outra mellora importante que foi famoso inventor TA Edison. O que engade ao motor DC? O principio de funcionamento mantívose inalterada, pero o material de que fixo a súa referencia modificado. No canto do antigo enorme era un fino laminado electricamente illadas unhas das outras por chapas de aceiro. Isto reduciu a magnitude das correntes de Foucault (correntes de Foucault) na armadura, o que aumentou a eficiencia do motor.

O principio de funcionamento do motor DC

Resumidamente, pode formularse como segue: ao conectar o enrolamento da armadura do motor animado para unha fonte de alimentación aí xorde gran cadea chamado o influxo e varias veces superior ao valor nominal. Ademais, baixo os polos de excitación de polaridade oposta direco das correntes nos condutores de enrolamento do inducido no mesmo oposta, como se mostra na figura a continuación. Segundo a norma, "man esquerda", eses guías son o Ampère forza nun sentido anti-horario e leva a armadura para xirar. No enrolamento da armadura condutores inducidas forza electromotriz (EMF-volta), dirixidos opostamente á fonte de tensión de alimentación. Como a aceleración do inducido aumenta e vólvese EMF no seu enrolamento. En consecuencia, a cadea do inducido é reducida a partir da saída ao valor correspondente para as características de punto de funcionamento do motor.

Para aumentar a velocidade de rotación da armadura, cómpre quere para aumentar a corrente na súa bobina ou reducir back-EMF nel. A última pode ser conseguida pola diminución da magnitude do campo magnético de excitación, reducindo a corrente no enrolamento de campo. Este método de controlar a velocidade de DPT é xeneralizada.

O principio de funcionamento do motor DC con excitación separada

Coa inclusión dos terminais de enrolamento de campo (OB) a unha fonte de alimentación separada (OM independente) poderosa DPT xeralmente realizada para facelo máis cómodo para controlar a magnitude da corrente de excitación (a fin de cambiar a velocidade de rotación). Sobre as propiedades do DPT con OB independente DPT substancialmente similar con OB, conectado en paralelo co enrolamento da armadura.

shunt DPT

O principio de funcionamento do motor DC corrente de campo paralelo é determinada pola función mecánica, é dicir, dependencia da velocidade de rotación do binario de carga no seu eixe. Para tal variación da velocidade do motor na transición da marcha lenta ao binario de carga nominal é de 2 a 10%. Estas propiedades mecánicas son chamados de obra.

Así, o principio de acción dun motor de corrente continua con derivación fai que a súa aplicación en actuadores con velocidade constante cando unha gran variedade de variación de carga. Sen embargo, é amplamente utilizado en un accionamento eléctrico regulado con velocidade variable. Ademais, para a súa regulación de velocidade pode ser usado como o cambio de cadea armado e de corrente de campo.

excitación secuencial do DPT

O principio de funcionamento do motor de corrente continua de excitación serie como en paralelo, que é determinada pola función mecánica, que neste caso é suave, porque a velocidade do motor varía moito con cambios de carga. Onde é máis vantaxoso utilizar un motor DC? O principio de funcionamento da velocidade do motor de tracción ferroviaria, que debe diminuír a superar os aumentos de composición e voltar para o movemento de nomes cando a chaira corresponde totalmente con DPT con secuencialmente OB ligado ao enrolamento do inducido. Por conseguinte, unha parte significativa das locomotoras eléctricas do mundo equipado con tales dispositivos.

O principio de funcionamento dun motor de corrente continua con excitación serie aplicar motores de tracción circulante como pulsantes, que son esencialmente o mesmo con DPT consistente de HR, pero especialmente deseñado para o funcionamento co xa rectificada a bordo da corrente eléctrica tendo unha ondulación substancial.