DC motor: ang prinsipyo ng pagkilos. DC motor: ang aparato

Una sa lahat imbento sa 19th siglo umiikot electric machine ay isang DC motor. Ang prinsipyo ng operasyon ito ay nai-kilala dahil sa gitna ng huling siglo hanggang sa kasalukuyan oras DC motors (DPT) ay patuloy na tapat na naglilingkod sa tao, pagse-set sa paggalaw ng iba't-ibang kapaki-pakinabang na machine at mga mekanismo.

Ang unang DPT

Simula mula sa 30s ng ika-19 siglo sa kanilang pag-unlad nila na nawala sa pamamagitan ng maraming mga antas. Ang katotohanan ay na hanggang sa katapusan ng huling siglo engine alternators tanging mapagkukunan ng kapangyarihan ay isang galbaniko cell. Samakatuwid, ang lahat ng unang electric motors ay maaari lamang tumakbo sa direktang kasalukuyang.

Ano ang unang DC motor? Ang operating prinsipyo ng ang aparato at engine ay ina-built in na ang unang kalahati ng ika-19 siglo, ay ang mga sumusunod. Ang pangunahing larangan ay isang nakapirming hanay ng mga permanenteng magneto o electromagnets baras, ay hindi magkaroon ng isang pangkalahatang closed magnetic circuit. Kapansin-pansin na-pol armature nabuo ng ilang mga hiwalay na baras magneto sa isang pangkaraniwang aksis, na kung saan ay hinihimok sa pamamagitan ng ang nakakadismaya at kaakit-akit pwersa sa mga pole ng inductor. Karaniwang mga kinatawan ng mga ito ay mga engine W. Ricci (1833) at B. Jacoby (1834) nilagyan ng mechanical switch ang kasalukuyang sa electromagnets sa armatures naitataas contact sa circuit ng armature paikot-ikot.

Bilang ang engine ay tumatakbo Jacobi

Ano ito machine prinsipyo ng operasyon? Engine Jacobi pare-pareho ang kasalukuyang at analogs nito nagtataglay pulsating electromagnetic metalikang kuwintas. Sa panahon ng mga tagpo ng kabaligtaran poles ng armature at ang inductor sa pamamagitan magnetic-akit na puwersa metalikang kuwintas motor mabilis na naabot ng isang maximum. Pagkatapos, kapag ang poste lokasyon ng armature sa tapat ng pole ng inductor, isang mechanical switch at basagin ang kasalukuyang sa electromagnets ng armature. Torque patak sa zero. Dahil sa pagkawalang-galaw ng armature at ang driven na mekanismo anchor pole out mula sa ilalim ng inductor pole, sa puntong ito sa kanila mula sa kasalukuyang switch ay ibinibigay sa tapat ng direksyon, ang kanilang polarity ring baligtad, at ang puwersa ng grabidad sa pinakamalapit na poste ng inductor ay napalitan ng isang salungat na puwersa. Kaya, ang mga motor umiikot Jacobi sunud-sunod na shocks.

Lumalabas sa hugis ng bilog anchor

Sa core ng armature solenoids engine Jacobi kasalukuyang panaka-nakang naka-off, lumikha sila ng isang magnetic field ay nawala, at enerhiya nito ay transformed sa pagkalugi init sa windings. Kaya, ang mga electromechanical conversion kasalukuyang kapangyarihan pinagmulan armature (electrochemical cell) sa makina naganap sa ganyang bagay nang paulit-ulit. Kung ano ang kinakailangan ay sarado na may isang tuloy-tuloy na motor paikot-ikot na kasalukuyang na maaaring dumaloy patuloy na sa panahon ng buong oras ng operasyon nito.

At tulad fuhtufn ay itinatag sa 1860. Ang isang Pachinotti. Ano ang naiiba mula sa predecessors nito DC motor? Ang prinsipyo ng operasyon ng engine at ang aparato Pachinotti sumusunod. Bilang anchors ginamit siya ng isang bakal na singsing na may spokes fixed sa isang vertical baras. Sa kasong ito, ang anchor ay hindi nagkaroon ng kapansin-pansin na pole. Siya ay naging neyavnopolyusnym.

armature likawin windings ay sugat sa pagitan ng mga rayos ng ring, sa dulo ng kung saan ay konektado sa serye sa anchor, at mula sa punto ng koneksyon ng bawat dalawang coils ay ginawa tap kay kolektor plates isagawa sa kahabaan ng circumference ng ibaba ng katawan ng poste motor, ang bilang ng mga na kung saan ay katumbas ng bilang ng mga coils. Ang buong armature ay nakatakda na sa sarili nito at serial koneksyon sa punto ng kanyang mga coils ay konektado sa katabing plates kolektor, na kung saan i-slide sa isang pares ng mga kasalukuyang rollers supply.

Ang hugis ng bilog anchor ay nakalagay sa pagitan ng mga pole ng dalawang fixed electromagnets inductor-stator, upang ang mga linya ng puwersa nilikha sa pamamagitan ng mga ito paggulo magnetic field kasama sa panlabas na cylindrical ibabaw ng motor armature sa north pol paggulo dumaan sa hugis ng bilog armature, nang hindi nililipat sa loob ng kanyang butas, at dumating out sa ilalim south pole.

Bilang ang engine ay tumatakbo Pachinotti

Kung ano siya ay nagkaroon ng isang prinsipyo ng action? DC motor Pachinotti nagtrabaho sa parehong paraan tulad ng modernong DPT.

Ang magnetic field ng inductor pole na may polarities na ito ay palaging isang tiyak na bilang ng mga conductors ng armature paikot-ikot na kasalukuyang may constant direksyon, kung saan ang inductor sa ilalim ng iba't ibang mga pole ng armature kasalukuyang direksyon ay baligtad. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paglalagay ng kasalukuyang supply ng rollers, na kumilos bilang brushes, sa puwang sa pagitan ng mga pole ng inductor. Samakatuwid armature madalian kasalukuyang dumaloy sa likid sa pamamagitan ng roller, ang maniningil ng plato at bonded na ipinapatupad dito taps, na kung saan ay din sa puwang sa pagitan ng mga pole, at pagkatapos ay dumaloy sa kabaligtaran direksyon sa kahabaan ng dalawang poluobmotkam-sanga, at sa wakas ay dumaloy sa pamamagitan ng line sanga, isang maniningil ng plato at ang roller sa ibang interpolar interval. Sa paggawa nito, ang likawin anchor sa ilalim ng poste ng inductor ay nagbago, ngunit ang direksyon ng kasalukuyang daloy nanatiling hindi nababago sa kanila.

Sa pamamagitan ni Ampere Batas, para sa bawat konduktor ng armature coil gamit ang mga kasalukuyang sa magnetic field ng inductor poste, isang puwersa na kung saan ay natutukoy sa pamamagitan ng direksyon ng kilalang panuntunan "kaliwa kamay." Kamag-anak sa axis ng engine, ito kapangyarihan upang lumikha ng metalikang kuwintas, at ang kabuuan ng mga sandali ng lahat ng mga pwersa ay nagbibigay sa ang kabuuang oras ng DPT, na kung saan ay sa ilalim ng ilang mga plates kolektor ay halos pare-pareho.

DPT at sa hugis ng bilog armature paikot-ikot grammovskoy

Tulad ng madalas na nangyari sa kasaysayan ng agham at teknolohiya, ang pag-imbento A. Pachinotti ay hindi na ginagamit. Ito ay nakalimutan para sa 10 taon hanggang noong 1870 ito nang nakapag-iisa ay hindi ulitin ang mga Franco-Aleman imbentor H. Gramm sa isang katulad na disenyo ng DC generator. Sa mga machine, ang axis ng pag-ikot ay pahalang at ay ginagamit carbon brushes slide sa kahabaan ng plate kolektor halos kontemporaryong disenyo. Sa pamamagitan ng 70 th taon ng ika-19 siglo sa prinsipyo ng pagbabalik ng mga de-koryenteng machine ay naging isang kilalang, at ang makina Gramm ginagamit bilang isang generator at DC motor. Nito operating prinsipyo ay naka inilarawan sa itaas.

Sa kabila ng katotohanan na ang pag-imbento ng ring armature ay isang mahalagang hakbang sa pag-unlad ng DPT, ang paikot-ikot (tinatawag grammovskoy) ay nagkaroon ng isang makabuluhang disbentaha. Ang magnetic field ng inductor pole ay yaon lamang ng kanyang conductors (tinatawag aktibo), na kung saan maglatag sa ilalim ng mga pole sa panlabas na cylindrical ibabaw ng armature. Para sa kanila ito ay sinamahan ng magnetic puwersa ng Ampere, isang metalikang kuwintas na may paggalang sa ang motor axis. Yaong hindi aktibo conductor na dumadaan sa pamamagitan ng Aperture singsing anchor ay hindi lumahok sa ang paglikha ng mga sandaling ito. Sila lamang walang silbi anyaya enerhiya sa anyo ng init pagkawala.

Mula sa ring sa anchor drum

Matugunan ang pagkukulang singsing anchors nagtagumpay noong 1873 sa pamamagitan ng mga sikat na Aleman electrical F. Gefner-Alteneku. Paano ito functioned DC motor? Ang operating prinsipyo ng ang aparato, ang inductor stator ay kapareho ng motor na may singsing paikot-ikot. Ngunit ang disenyo ng armature at ang kanyang paikot-ikot nagbago.

Gefner-Altenek tulis out na ang direksyon ng armature kasalukuyang dumadaloy mula sa nakapirming brush, sa conductor grammovskoy paikot-ikot na paggulo sa katabing pole ay palaging kabaligtaran, ie sila ay nakasama sa windings nakatayo sa panlabas na cylindrical ibabaw ng likawin na may isang lapad (pitch) katumbas ng poste pitch (ang circumference ng armature, sa isang poste ng paggulo).

Sa kasong ito, ito ay nagiging hindi kinakailangang sa pabilog na butas ng armature, at ito ay lumiliko sa isang solid silindro (drum). Ito paikot-ikot at anchor mismo natanggap ang pangalan ng drum. Pagkonsumo ng tanso sa loob nito na may parehong bilang ng mga aktibong conductors ay higit na mas mababa kaysa sa grammovskoy paikot-ikot.

Anchor gear nagiging

Ang mga machine at ang Gramm-Gefner Alteneka anchor ibabaw ay makinis, at ang paikot-ikot na conductors isagawa sa puwang sa pagitan ng mga ito at ang mga pingga sa mga inductor. Ang distansya sa pagitan ng malukong cylindrical ibabaw ng paggulo pole at armature matambok ibabaw umabot ng ilang millimeters. Samakatuwid, upang lumikha ng isang ninanais na magnetic field lakas na kinakailangan upang ilapat ang paggulo coils na may malaking magnetomotive puwersa (na may isang malaking bilang ng mga liko). Ito lubos na nadagdagan ang laki at bigat ng engine. Sa karagdagan, ang makinis na ibabaw ng armature coils ito ay mahirap upang ayusin. Ngunit paano mangyayari iyan? Sa katunayan, para sa mga pagkilos sa konduktor na may isang kasalukuyang Ampere force dapat itong maging sa mga punto sa espasyo na may mataas na magnetic field (na may isang magnetic flux density).

Ito ay naka-out na ito ay hindi kinakailangan. Amerikanong imbentor H. Maxim baril ay nagpakita na kung ang anchor magsagawa ng drum gear, at ang grooves nabuo sa pagitan ng mga ngipin upang ilagay ang likawin paikot-ikot na drum, ang agwat sa pagitan ng mga pole at ang paggulo ay maaaring mabawasan sa fractions ng isang milimetro. Ito ay posible na makabuluhang bawasan ang laki ng ang paggulo coils, ngunit ang metalikang kuwintas DPT ay hindi nabawasan.

Habang ang pag-andar ng tulad ng isang DC motor? Ang prinsipyo ng operasyon ay batay sa ang katunayan na ang mga ngipin anchor magnetic puwersa ay inilapat hindi sa mga conductors sa kanyang slot (magnetic field sa kanila ay halos absent), at sa tunay na ngipin. Ang pagkakaroon ng mga kasalukuyang sa konduktor sa mag-uka ay kritikal para sa pangyayari ng puwersa na ito.

Paano upang mapupuksa ang ipo-ipo na alon

Ang isa pang mahalagang pagpapabuti na ginawa sikat na imbentor TA Edison. Ano ang idinagdag niya sa DC motor? Ang operating prinsipyo ay nanatiling hindi nababago, ngunit ang materyal mula sa kung saan ginawa ang kanyang anchor nagbago. Sa halip na ang dating napakalaking siya ay isang laminated manipis na electrically nakahiwalay mula sa bawat isa sa pamamagitan ng steel sheet. Ito bawasan ang magnitude ng ipo-ipo na alon (Foucault alon) sa armature, na kung saan ay nadagdagan ang kahusayan ng engine.

Ang operating prinsipyo ng DC motor

Sa madaling sabi ito ay maaaring formulated tulad ng sumusunod: kapag kumokonekta ang armature paikot-ikot na excited motor sa pinagmumulan ng power sa ganyang bagay arises malaking kasalukuyang tinatawag na ang mabilis na pagpasok at paglampas sa ilang mga beses ang rate na halaga. Bukod dito, sa ilalim ng paggulo pole ng tapat polarity direksyon ng alon sa conductor ng armature paikot-ikot sa parehong kabaligtaran tulad ng ipinakita sa tayahin sa ibaba. Ayon sa mga patakaran, "kaliwang kamay", ang mga gabay ay ang Ampere pwersa ng isang pakaliwa direksyon at nagdadala ng armature na paiikutin. Sa armature paikot-ikot na conductors sapilitan elektromotibo puwersa (back-EMF), nakadirekta magkasalungat na ang supply ng boltahe source. Bilang ang armature acceleration pagtaas at back-EMF sa kanyang paikot-ikot. Alinsunod dito, ang armature kasalukuyang ay nabawasan mula sa panimulang sa halaga na naaayon sa engine operating point na katangian.

Upang dagdagan ang bilis ng pag-ikot ng armature, ito ay kinakailangan sa alinman sa dagdagan ang kasalukuyang sa kanyang coil o bawasan ang back-EMF sa loob nito. Ang huli ay maaaring nakakamit sa pamamagitan ng pagbabawas ng magnitude ng paggulo magnetic field sa pamamagitan ng pagbabawas ng kasalukuyang sa larangan paikot-ikot. Ito paraan ng pagkontrol sa bilis ng DPT ay laganap.

Ang operating prinsipyo ng DC motor na may nakahiwalay na paggulo

Sa pamamagitan ng pagsasama sa parang paikot-ikot na mga terminal (OB) sa isang hiwalay na pinagmumulan ng power (independent OM) malakas na DPT ay karaniwang ginanap upang gawin itong mas maginhawa upang kontrolin ang magnitude ng kasalukuyang paggulo (upang baguhin ang palitin bilis). Sa ang mga katangian ng DPT na may independiyenteng OB malaki-laking katulad DPT sa OB, konektado kahanay ng armature paikot-ikot.

maglipat DPT

Ang operating prinsipyo ng parallel DC motor patlang na kasalukuyang ay tinutukoy ng mga mechanical katangian, ibig sabihin, pagpapakandili ng ang bilis ng pag-ikot ng load metalikang kuwintas sa kanyang katawan ng poste. Para sa tulad ng isang pagkakaiba-iba engine speed sa paglipat mula sa kawalang-ginagawa sa rated load metalikang kuwintas ay mula 2 hanggang 10%. Ang mga mechanical properties ay tinatawag na matibay.

Kaya, ang mga pagkilos prinsipyo ng isang DC motor na may maglipat nagiging sanhi ng kanyang aplikasyon sa actuators na may pare-pareho ang bilis kapag ang isang malaking pagkakaiba-iba ng pag-load range. Gayunpaman, malawak na ito ay ginagamit sa isang regulated electric drive na may variable na bilis. Dagdag pa rito, para sa kanyang bilis regulasyon ay maaaring gamitin bilang ang pagbabago ng armature kasalukuyan at field kasalukuyang.

Sequential paggulo ng DPT

Ang operating prinsipyo ng DC motor ng serye paggulo ng parallel, ito ay tinutukoy ng mga mechanical katangian, na kung saan sa kasong ito ay malambot, dahil engine bilis nag-iiba lubhang sa mga pagbabago ng pag-load. Nasaan ang mas may pakinabang na gumamit ng isang DC motor? Ang operating prinsipyo ng ang railway traksyon speed motor na dapat bawasan sa overcoming ang mga bahagi ay tumataas at bumalik sa nominal na kilos kapag ang plain ganap na tumutugon sa DPT sa OB nang sunud-sunod na konektado sa armature paikot-ikot. Samakatuwid, ang isang makabuluhang bahagi ng electric mga tren sa mundo sa gamit na may tulad na mga aparato.

Ang operating prinsipyo ng isang DC motor na may serye paggulo ipatupad tulad ng pulsating kasalukuyang traksyon Motors kung saan ay mahalagang ang parehong na may DPT pare-pareho RH, ngunit espesyal na dinisenyo para sa operasyon sa rectified na sakay ng electric kasalukuyang nagkakaroon ng isang makabuluhang ripple.