Silnik DC: zasada działania. Silnik DC: urządzenie

Przede wszystkim wynalezione w 19 wieku obracającego się urządzenia elektrycznego jest silnik prądu stałego. Zasada działania jest znany od połowy ubiegłego wieku do chwili obecnej (Silniki DC DPT) nadal wiernie służyć osobie, uruchamiając szereg przydatnych maszyn i mechanizmów.

Pierwszy DPT

Począwszy od lat 30-tych 19 wieku w ich rozwoju oni przeszli przez kilka etapów. Faktem jest, że do końca ubiegłego wieku silnika alternatorów jedynym źródłem zasilania było ogniwo galwaniczne. Dlatego wszyscy z pierwszych silników elektrycznych może działać tylko na prąd stały.

Jaki był pierwszy silnik prądu stałego? Zasada działania urządzenia i silniki są budowane w pierwszej połowie 19 wieku, jest następująca. W polu głównym był ustalony zestaw magnesów trwałych lub elektromagnesów pręta, nie mają żadnego zamknięty obwód magnetyczny. Istotne-biegunowe twornika tworzy kilka oddzielnych magnesów prętowych na wspólnej osi, które napędzane przez odpychających oraz przyciągających sił biegunów induktora. Typowymi przedstawicielami nich silniki Ricci W. (1833) i B. Jacoby (1834) wyposażonego w mechaniczne wyłączniki prądu w elektromagnesów z armatury zespołu styków ruchomych w obwodzie twornika nawijania.

Gdy silnik pracuje Jacobiego

Jaka była zasada ta maszyna pracy? Jacobi silnik prądu stałego i jego analogi posiadają pulsujący moment elektromagnetyczny. W czasie konwergencji przeciwnych biegunów armatury oraz cewki przez siły przyciągania magnetycznego momentu silnika szybko osiągnęła maksimum. Potem, kiedy biegun położenie zwory przeciwnym biegunów cewki, przełącznika mechanicznego i przełamać obecny w elektromagnesów twornika. Moment obrotowy spada do zera. Ze względu na bezwładność armatury i napędzanymi biegunami mechanizm kotwicznych spod biegunów cewki indukcyjnej, w tym momencie w nich od prądu przełącznik jest dostarczany w przeciwnym kierunku, ich polaryzacja odwrócona także, a siła grawitacji do najbliższego bieguna cewki zostaje zastąpiony przez odpychającej siły. Tak więc, silnik obraca Jacobi kolejnych wstrząsów.

Wydaje pierścieniową kotwicę

W rdzeniu silnika elektromagnesów prądu twornika Jacobi okresowo wyłączony, tworzą pole magnetyczne zniknął, a jego energia przekształca się straty ciepła w uzwojeniach. Tak więc zwora elektromechaniczny konwersji źródło prądu zasilania (ogniwo elektrochemiczne) do mechanicznego występowały w nim w sposób przerywany. Potrzebny był zamknięty z ciągłym uzwojenia silnika prądu, który popłynie stale przez cały okres jego eksploatacji.

I takie fuhtufn powstała w 1860 roku A Pachinotti. Czym różni się od swoich poprzedników silnik prądu stałego? Zasada działania silnika i urządzenia Pachinotti następujący. Jako kotwice użył pierścienia stalowego ze szprychami stałe na wałku pionowym. W tym przypadku, kotwica nie mają zasadnicze bieguny. Stał neyavnopolyusnym.

Cewka uzwojeniu twornika była nawinięta pomiędzy ramionami pierścienia, którego końce są połączone w szereg z kotwicą i z punktów połączenia dowolnych dwóch cewek wykonano zawór połączony z płyt kolektorowych ułożone wzdłuż obwodu dolnej części wału silnika, których liczba jest równa liczbie zwojów. Cała armatura zamknięto siebie i kolejnych punktach połączenia swoich zwojów są połączone do sąsiednich płyt kolektorowych, które przesuwają się na parę walców zasilających obecnych.

Pierścieniowa kotwa została umieszczona pomiędzy biegunami dwóch stałych elektromagnesów cewki stojan tak, że linie sił utworzonego przez nie wzbudzenia pola magnetycznego, na zewnętrznej cylindrycznej powierzchni twornika silnika bieguna północnego wzbudzenia przechodzącego przez twornik pierścieniowy, bez przemieszczania się do wnętrza jego otworu i jest w ramach biegun południowy.

Gdy silnik pracuje Pachinotti

Co miał zasadę działania? Silnik DC Pachinotti pracował w taki sam sposób jak nowoczesne DPT.

Pole magnetyczne biegunów Wzbudnik polaryzacji to zawsze pewna ilość przewodów zworę uzwojenia prądu o stałym kierunku, w którym cewka indukcyjna pod różnymi biegunami twornika kierunku obecnej zostało odwrócone. Zostało to osiągnięte przez umieszczenie rolek prądu zasilania, działające jak pędzle, w przestrzeni między biegunami induktora. Dlatego armatura prądu chwilowego płynęły do cewki poprzez rolki, płyty kolektora i związany z nią kranów, który jest również w przestrzeni między biegunami, a następnie popłynęła w przeciwnych kierunkach wzdłuż dwóch poluobmotkam odgałęzieniami i wreszcie płynęła przez odgałęzienie, płytki kolektora i rolki w innym międzybiegunowy przedział. W ten sposób, kotwica cewki pod biegunami cewki zmieniło, ale kierunek przepływu prądu pozostały niezmienione w nich.

Przez Prawo Ampera, dla każdego przewodu cewki twornika z prądem w polu magnetycznym cewki bieguna, siłą, która jest określana przez kierunkiem znanej reguły „lewą ręką.” W stosunku do osi silnika, ta moc, aby stworzyć moment obrotowy, a suma momentów wszystkich tych sił daje całkowity czas DPT, który jest już w kilku płyt kolektora jest prawie stała.

CTS i z pierścieniowym uzwojeniem twornika grammovskoy

Jak często zdarzało się w historii nauki i techniki, wynalazek A. Pachinotti nie były używane. Został zapomniany przez 10 lat, aż w 1870 roku to nie powtórzyć niezależnie francusko-niemiecki wynalazca H. Gramm w podobnej konstrukcji generatora prądu stałego. W tych urządzeniach, przy czym oś obrotu jest pozioma i jest stosowany szczotek węglowych przesuwane wzdłuż płyt kolektorowych prawie nowoczesnego wyglądu. Przez 70 th lat 19 wieku zasada odwracalności maszyn elektrycznych stała się dobrze znana, a maszyna Gramm używany jako generator i silnik prądu stałego. Jego zasada działania jest już opisane powyżej.

Pomimo tego, że wynalazek szkieletu pierścienia jest ważnym etapem w rozwoju DPT jego nawijania (zwany grammovskoy) miało znaczną wadę. Pole magnetyczne bieguny induktora są tylko jego przewodów (zwany aktywnym), co leżało w tych biegunów na zewnętrznej cylindrycznej powierzchni szkieletu. Dla nich był to towarzyszy magnetycznego życie Ampere, momentem w stosunku do osi silnika. Te nieaktywnych przewody przebiegające przez kotwy pierścienia przysłony nie brał udziału w tworzeniu tej chwili. Oni tylko bezużyteczne rozpraszana energia w postaci strat ciepła.

Z pierścienia do bębna kotwicy

Adres ten mankament Kotwy pierścieniowe udało w 1873 roku przez słynnego niemieckiego elektrycznego F. Gefner-Alteneku. Jak to funkcjonuje silnik prądu stałego? Zasada działania urządzenia, jego cewka stojana jest taki sam jak silnik z pierścieniem uzwojenia. Ale konstrukcja szkieletu i jego likwidacją zmieniło.

Gefner-Altenek podkreślić, że kierunek prądu twornika płynącej ze stałą szczotką, w przewodach uzwojenia wzbudzenia grammovskoy na sąsiednich słupów są zawsze przeciwne, czyli można je wprowadzać do uzwojeń znajdujących się na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej cewki, przy czym szerokość (pak) równą podziałki biegunowej (obwodzie twornika, do jednego bieguna wzbudzenia).

W tym przypadku, konieczne staje się w okrągły otwór zwory i zamienia się w stałej cylindra (bębna). Ta sama kotwica nawijania i otrzymał nazwę bębna. Konsumpcja miedzi w nim z taką samą liczbą aktywnych przewodów jest znacznie mniej niż w grammovskoy nawijania.

bieg staje kotwica

Urządzenia i Gramm-Gefner Alteneka kotwica powierzchnia była gładka, a jej nawijania przewodów umieszczony w szczelinie pomiędzy nim a bieguny induktora. Odległość pomiędzy wklęsłą powierzchnią cylindryczną bieguny twornika wzbudzenia i wypukłej powierzchni osiągnęła kilka milimetrów. W związku z tym, w celu utworzenia pożądanego natężenia pola magnetycznego są wymagane do nałożenia uzwojenia wzbudzenia o dużej siły magnetomotorycznej (o dużej liczbie obrotów). To znacznie wzrosła wielkość i ciężar silników. Ponadto, gładka powierzchnia cewki twornika było trudne do ustalenia. Ale jak to możliwe? Rzeczywiście, dla działania na przewodzie z aktualnym Ampere życie musi być w punktach w przestrzeni o wysokich polach magnetycznych (z indukcji magnetycznej).

Okazało się, że nie jest to konieczne. Amerykański wynalazca H. Maxim pistolet wykazały, że gdy kotwica wykonania przekładni bębna, a rowki utworzone pomiędzy zębami umieścić uzwojenie bębna, odstęp między biegunami a wzbudzenie może być zmniejszona do ułamków milimetra. Jest możliwe, aby znacząco zmniejszyć rozmiar cewek wzbudzenia, ale DPT moment nie spadła.

Jako funkcji takiego silnika prądu stałego? Zasada działania opiera się na fakcie, że zębaty kotwica siła magnetyczna nie jest stosowana do przewodów w swoich gniazdach (pole magnetyczne w nich jest praktycznie nieobecny) i do samych zębów. Obecność prądu w przewodzie w rowku jest krytyczna dla występowania tej siły.

Jak pozbyć się prądów wirowych

Innym ważnym poprawa rozsławione wynalazca TA Edisona. Co on dodany do silnika prądu stałego? Zasada działania pozostała niezmieniona, ale materiał, z którego wykonane jego kotwica zmieniło. Zamiast były masywne był cienki laminowany elektrycznie odizolowane od siebie blach stalowych. Spowodowało to zmniejszenie wielkości prądów wirowych (prądów Foucaulta) w zworze, poprawiając sprawność silnika.

Zasada działania silnika prądu stałego

W skrócie można formułować w następujący sposób: podczas łączenia uzwojeniu twornika silnika wzbudzonego do źródła zasilania w nim powstaje duży prąd rozruchowy oraz zwany przekraczającej kilka razy większą od wartości znamionowej. Ponadto, zgodnie z biegunów wzbudzenia przeciwnym kierunku biegunowości prądów w przewodach uzwojenia twornika w jednym przeciwnym, jak pokazano na rysunku. Zgodnie z zasadą „lewej ręki”, te prowadnice są Ampere wymusza lewo i prowadzi zwory obrócić. W uzwojeniu twornika przewodów indukowanych siły elektromotorycznej (back-EMF) skierowane przeciwnie do źródła napięcia zasilającego. Wraz ze wzrostem przyspieszenia twornika i ponownie w PEM jej nawijania. Odpowiednio, prąd twornika zmniejsza się z początkowego do wartości odpowiadającej właściwości punktu pracy silnika.

Aby zwiększyć prędkość obrotów zwory, konieczne jest albo zwiększyć prąd w cewce lub zmniejszenie back-EMF w nim. Te ostatnie mogą być osiągnięte poprzez zmniejszenie wielkości pola magnetycznego wzbudzenia, zmniejszając prąd do uzwojenia wzbudzania. Ten sposób sterowania prędkością DPT jest powszechna.

Zasada działania silnika prądu stałego z oddzielnym wzbudzeniem

Z włączeniem zaciskach uzwojenia (OB) do oddzielnego źródła zasilania (niezależny OM) potężny DPT zwykle wykonywane aby uczynić go bardziej wygodne, aby kontrolować wielkość prądu wzbudzenia (w celu zmiany prędkości obrotowej). Na właściwości DPT z niezależnym OB zasadniczo podobny DPT OB, połączony równolegle z uzwojeniem twornika.

bocznik DPT

Zasada działania równoległego stałego pola prąd silnika jest określona przez cechy mechaniczne, tj Zależność prędkości obrotowej momentu obciążenia na wale. Dla takiej zmiany prędkości silnika przy przejściu od biegu jałowego do obciążenia znamionowego momentu obrotowego wynosi od 2 do 10%. Te mechaniczne właściwości zwane są sztywne.

Zatem zasada działanie silnika prądu stałego z przecieku powoduje jej zastosowanie w napędach z stałą prędkością, gdy duży zakres zmienności obciążenia. Jednak jest on powszechnie stosowany w regulowanym napędem elektrycznym o zmiennej prędkości. Ponadto, w jego regulacji prędkości mogą być stosowane jako zmiana prądu twornika oraz pole.

Sekwencyjny wzbudzenia DPT

Zasada działania silnika prądu stałego serii wzbudzenia jako równolegle, to zależy od charakterystyki mechanicznej, która w tym przypadku jest miękkie, ponieważ Prędkość obrotowa silnika w znacznym stopniu zależy od zmian obciążenia. Gdzie jest najkorzystniejsza w użyciu silnik prądu stałego? Zasada działania prędkości silnika trakcji kolejowej, która powinna maleć przy pokonywaniu podwyżki składu i powrót do nominalnej ruchu, gdy zwykły pełni odpowiada DPT z sekwencyjnie OB podłączony do uzwojenia twornika. Dlatego znaczna część lokomotyw elektrycznych na świecie wyposażony w takich urządzeniach.

Zasada działania silnika prądu stałego ze wzbudzeniem serii wdrożyć jako pulsujące obecne silniki trakcyjne, które są zasadniczo takie same z DPT spójny RH, ale specjalnie zaprojektowany do współpracy z już naprawione na pokładzie prąd elektryczny posiadające znaczną tętnienia.