Motor de corrent continu: el principi d'acció. motor de corrent continu: el dispositiu

En primer lloc inventat al segle 19. La màquina elèctrica rotativa és un motor de corrent continu. El principi de funcionament s'ha conegut des de mitjans del segle passat fins a l'actualitat motors de corrent continu (DPT) continuen servint fidelment a la persona, posant en marxa una varietat de màquines i mecanismes útils.

La primera DPT

A partir dels anys 30 del segle 19 en el seu desenvolupament que han passat per diverses etapes. El fet és que fins al final dels motors de segle passat alternadors única font de poder era una cel·la galvànica. Per tant, tots els primers motors elèctrics només pot funcionar amb corrent continu.

Quin va ser el primer motor de corrent continu? El principi de funcionament del dispositiu i els motors s'estan construint a la primera meitat del segle 19, és el següent. El camp principal era un conjunt fix d'imants o electroimants vareta permanent, no tenen un circuit magnètic tancat general. De pols sortints de l'induït format diversos imants de barra separats sobre un eix comú, que s'acciona per les forces repulsives i atractives als pols de l'inductor. Els representants típics d'ells eren motors W. Ricci (1833) i B. Jacoby (1834) equipat amb interruptors mecànics el corrent en els electroimants amb les armadures contactes mòbils en el circuit del debanat de l'induït.

A mesura que el motor està en marxa Jacobi

Quin va ser aquest principi de funcionament de la màquina? Motor Jacobi de corrent constant i els seus anàlegs posseeixen parell electromagnètic polsant. Durant el temps de convergència dels pols oposats de l'armadura i l'inductor de parell motor força d'atracció magnètica ràpidament va aconseguir un màxim. Llavors, quan la ubicació del pal de l'armadura enfront dels pols de l'inductor, un interruptor mecànic i trencar el corrent en els electroimants de l'armadura. Parell motor es redueix a zero. A causa de la inèrcia de l'armadura i les impulsades pols mecanisme d'ancoratge fora de sota dels pols de l'inductor, en aquest punt en ells del corrent de l'interruptor es subministra en la direcció oposada, la seva polaritat també s'inverteix, i la força de la gravetat per al pol més pròxim de la bobina se substitueix per una força de repulsió. Per tant, el motor gira de Jacobi xocs successius.

Sembla ancoratge anul·lar

Al nucli del motor solenoides d'induït actual Jacobi periòdicament desconnectat, creen un camp magnètic va desaparèixer, i la seva energia es transforma en pèrdues de calor en els bobinats. Per tant, l'armadura conversió electromecànica font d'alimentació de corrent (cel·la electroquímica) en mecànica es va produir al mateix de forma intermitent. El que es necessitava es va tancar amb un motor de bobinat contínua corrent que fluiria constant durant tot el temps del seu funcionament.

I tal fuhtufn es va establir en 1860. Un Pachinotti. El que és diferent dels seus predecessors motor de corrent continu? El principi de funcionament del motor i el dispositiu de Pachinotti següent. Com ancoratges que utilitza un anell d'acer amb radis fixos sobre un eix vertical. En aquest cas, l'àncora no tenia pols sortints. Es va convertir en neyavnopolyusnym.

bobina de debanat d'induït s'enrotlla entre els radis de l'anell, els extrems dels quals estan connectats en sèrie en l'ancoratge, i des dels punts de connexió de cada un de dos bobines es van fer aixeta connectat a plaques col·lectores disposades al llarg de la circumferència de la part inferior de l'eix del motor, el nombre dels quals és igual al nombre de bobines. Tota l'armadura estava tancat sobre si mateix i els punts de connexió en sèrie de les seves bobines estan connectades a plaques col·lectores adjacents, que llisquen sobre un parell de rodets d'alimentació de corrent.

L'ancoratge anul·lar s'ha col·locat entre els pols de dos electroimants fixos inductor-estator, de manera que les línies de força creada per ells excitació del camp magnètic inclòs en la superfície cilíndrica exterior de l'armadura del motor a l'excitació pol nord passat a través de l'armadura anul·lar, sense moure a l'interior del seu forat, i ve a terme sota pol sud.

A mesura que el motor està en marxa Pachinotti

El que tenia un principi d'acció? motor de corrent continu Pachinotti va treballar de la mateixa manera com DPT moderna.

El camp magnètic de pols de l'inductor amb polaritats això sempre ha estat un cert nombre de conductors del corrent d'induït amb direcció constant de bobinatge, en què l'inductor sota els diferents pols de la direcció del corrent de l'induït s'ha invertit. Això es va aconseguir mitjançant la col·locació dels rodets d'alimentació de corrent, que actuen com raspalls, en l'espai entre els pols de l'inductor. Per tant el corrent d'induït instantània fluir a la bobina mitjançant el corró, la placa de col·lector i unida a la mateixa aixetes, que està també en l'espai entre els pols, llavors fluid en direccions oposades al llarg de dues poluobmotkam-branques, i finalment fluid a través de la línia de branca, una placa de col·lector i el corró en un altre interpolar interval. D'aquesta manera, l'àncora helicoïdal sota els pols de l'inductor canvia, però la direcció del flux de corrent es va mantenir sense canvis en ells.

Per la llei d'Ampere, per a cada conductor de la bobina de l'armadura amb el corrent en el camp magnètic del pol inductor, una força que està determinada per la direcció de la coneguda regla "mà esquerra". Pel que fa a l'eix del motor, aquest poder de crear torque, i la suma dels moments de totes aquestes forces dóna el temps total de la DPT, que ja està en diverses plaques col·lectores és gairebé constant.

DPT i amb un debanat d'induït anul·lar grammovskoy

Com passava sovint en la història de la ciència i la tecnologia, no s'utilitzés la invenció A. Pachinotti. Es va quedar en l'oblit durant 10 anys fins que el 1870 es repeteix de forma independent el francoalemany inventor H. Gramm en un disseny similar del generador de corrent continu. En aquestes màquines, l'eix de rotació és horitzontal i s'ha utilitzat escombretes de carbó de lliscament al llarg de les plaques col·lectores dissenys gairebé contemporanis. Pels 70º anys del segle 19 el principi de reversibilitat de les màquines elèctriques s'ha convertit en un conegut, i la màquina Gramm utilitzat com a generador i motor de corrent continu. El seu principi de funcionament ja s'ha descrit anteriorment.

Tot i que la invenció de l'armadura anell va ser un pas important en el desenvolupament de DPT, el seu bobinat (anomenat grammovskoy) tenia un inconvenient significatiu. El camp magnètic dels pols de l'inductor són només els dels seus conductors (denominat actiu), que es trobava sota aquestes pols a la superfície cilíndrica exterior de l'armadura. Per a ells va ser acompanyada per la magnètica força d'Ampere, un parell de gir respecte a l'eix motor. Aquests conductors inactius que passen a través de l'ancoratge anell d'obertura no van participar en la creació del moment. Ells només són inútils dissipen energia en forma de pèrdua de calor.

Des del anell d'ancoratge al tambor

Davant d'aquesta deficiència àncores anell van tenir èxit en 1873 pel famós alemany elèctrica F. Gefner-Alteneku. Com va funcionar motor de corrent continu? El principi de funcionament del dispositiu, el seu estator inductor és el mateix que el motor amb l'anell de bobinat. Però el disseny de l'armadura i la seva enrotllament canviat.

Gefner-Altenek va assenyalar que la direcció del corrent de l'induït que flueix des del raspall fix, en els conductors grammovskoy debanat d'excitació en els pols adjacents estan sempre oposada, és a dir es poden incorporar en els debanats situats a la superfície cilíndrica exterior de la bobina amb una amplada (pitch) igual a la distància entre pols (la circumferència de l'armadura, a un dels pols de l'excitació).

En aquest cas, es fa innecessari en l'orifici circular de l'armadura, i que es converteix en un cilindre sòlid (tambor). Aquest bobinatge i ancoratge en si va rebre el nom del tambor. El consum de coure en ell amb el mateix nombre de conductors actius és molt menor que en el debanament grammovskoy.

engranatges es converteix en l'àncora

Les màquines i la superfície d'ancoratge Alteneka Gramm-Gefner era llisa, i els seus conductors de debanament disposats al peu del canó entre el mateix i els pols de l'inductor. La distància entre la superfície cilíndrica còncava dels pols d'excitació i la superfície convexa de l'induït aconsegueix diversos mil·límetres. Per tant, per crear una força de camp magnètic desitjat requerit per aplicar les bobines d'excitació amb una gran força magnetomotriu (amb un gran nombre de voltes). Això va augmentar en gran mesura la mida i el pes dels motors. A més, la superfície llisa de les bobines de l'armadura era difícil de solucionar. Però, com pot ser? De fet, per a l'acció en el conductor amb una força de Ampere actual ha d'estar en els punts en l'espai amb alts camps magnètics (amb una densitat de flux magnètic).

Va resultar que això no és necessari. inventor H. Maxim pistola Americana va mostrar que si l'àncora realitzar engranatge del tambor, i les ranures formades entre les dents per col·locar el debanament de la bobina de tambor, la bretxa entre els pols i l'excitació pot ser reduït a fraccions de mil·límetre. És possible reduir significativament la mida de les bobines d'excitació, però el DPT parell no es va reduir.

Com les funcions d'un motor d'aquest tipus DC? El principi de funcionament es basa en el fet que la força magnètica d'ancoratge de dents no s'aplica als conductors en les seves ranures (camp magnètic en ells és pràcticament absent), i per les pròpies dents. La presència de corrent en el conductor a la ranura és crítica per a l'aparició d'aquesta força.

Com desfer-se dels corrents de Foucault

Una altra millora important fer famós inventor TA Edison. El que afegeix al motor de corrent continu? El principi de funcionament s'ha mantingut sense canvis, però el material de què va fer el seu ancoratge va canviar. En lloc de l'antiga massiva que era un fi laminat elèctricament aïllades unes de les altres per làmines d'acer. Això va reduir la magnitud dels corrents paràsits (corrents de Foucault) a l'armadura, el que va augmentar l'eficiència del motor.

El principi de funcionament del motor de corrent continu

Breument es pot formular així: quan es connecta el debanat d'induït del motor excitat a una font d'alimentació al mateix sorgeix corrent gran anomenat la irrupció i superior a diverses vegades el valor nominal. A més, en virtut dels pols d'excitació de direcció de la polaritat oposada dels corrents en els conductors del debanament de la mateixa oposat de l'armadura com es mostra a la figura següent. D'acord amb la regla, "mà esquerra", aquestes guies són el Ampère força una adreça cap a l'esquerra i porta l'armadura per girar. Al atropellament d'armadura conductors induïts força electromotriu (back-EMF), dirigits en sentits oposats a la font de tensió d'alimentació. A mesura que augmenta l'acceleració de l'armadura i de la força contraelectromotriu en el seu bobinat. En conseqüència, el corrent de l'induït es redueix de la partida per al valor corresponent a les característiques del punt de funcionament del motor.

Per augmentar la velocitat de rotació de l'armadura, cal o bé per augmentar el corrent en la seva bobina o reduir back-EMF-hi. Aquest últim es pot aconseguir mitjançant la disminució de la magnitud del camp magnètic d'excitació mitjançant la reducció del corrent en el debanat de camp. Aquest mètode de controlar la velocitat de DPT està molt estesa.

El principi de funcionament del motor de corrent continu amb excitació independent

Amb la inclusió dels terminals de debanament de camp (OB) a una font d'alimentació independent (OM independent) potent DPT realitza generalment perquè sigui més convenient per controlar la magnitud del corrent d'excitació (per tal de canviar la velocitat de rotació). En les propietats de la DPT amb OB independent DPT substancialment similar amb OB, connectat en paral·lel amb el debanat d'induït.

shunt DPT

El principi de funcionament del corrent de camp del motor paral·lel DC es determina per la característica mecànica, és a dir, la dependència de la velocitat de rotació del parell de càrrega en el seu eix. Per a una variació de velocitat tals com el motor en la transició de marxa en buit amb el parell de càrrega nominal és de 2 a 10%. Aquestes propietats mecàniques són anomenats rígid.

Per tant, el principi d'acció d'un motor de corrent continu amb derivació fa que la seva aplicació en actuadors amb velocitat constant quan un gran rang de variació de la càrrega. No obstant això, és àmpliament utilitzat en un accionament elèctric regulat amb velocitat variable. D'altra banda, per la seva regulació de la velocitat es pot utilitzar com el canvi de corrent de l'armadura i el corrent de camp.

excitació seqüencial de la DPT

El principi de funcionament del motor de corrent continu d'excitació en sèrie com en paral·lel, es determina per la característica mecànica, que en aquest cas és suau, perquè la velocitat del motor varia en gran mesura amb els canvis de càrrega. On és més avantatjós utilitzar un motor de corrent continu? El principi de funcionament de la velocitat del motor de tracció ferroviària que hauria de disminuir a la superació de les pujades de la composició i tornar al moviment nominal quan la plana correspon plenament amb DPT amb seqüencialment OB connectat al debanament de l'induït. Per tant, una part significativa de les locomotores elèctriques en el món equipat amb aquests dispositius.

El principi de funcionament d'un motor de corrent continu amb excitació en sèrie implementar motors de tracció actuals com polsants que són essencialment el mateix amb DPT constant d'humitat relativa, però especialment dissenyat per al seu funcionament amb el ja rectificada a bord del corrent elèctric que té una ondulació substancial.