प्रत्यावर्ती धारा से डीसी मोटर। डीसी मोटर है

यदि आप विवरण में रुचि रखते हैं, तो इंजन के संचालन का सिद्धांत एकदिश धाराकई साइटों पर और यहां तक कि सूत्रों के साथ भी विस्तार से वर्णित किया गया है। हमने न केवल इसके बारे में बात करने का फैसला किया, बल्कि कुछ विशेषताओं के बारे में भी बताया जो इतनी व्यापक रूप से ज्ञात नहीं हैं।

डीसी मशीनों के बारे में कुछ शब्द

यह चर से पहले प्राप्त किया गया था, और जिस क्षण से यह दिखाई दिया, इस जानवर का उपयोग किस लिए किया जा सकता है, इसके लिए प्रयोग शुरू हो गए। वर्तमान, चुंबकीय क्षेत्र और रोटेशन के बीच संबंध काफी जल्दी स्थापित हो गया था। यह इस तथ्य से शुरू हुआ कि फैराडे ने तारों के साथ घुमावदार में एक चुंबक लगाया और वर्तमान की उपस्थिति की खोज की। उसके बाद, उन्होंने पाया कि यदि आप पहले चुंबक को कुंडल के अंदर रखते हैं, और फिर करंट लगाते हैं, तो चुंबक बाहर निकल जाएगा। या, इसके विपरीत, अंदर खींचा जाएगा। यह एक डीसी मशीन के संचालन का सिद्धांत है - बातचीत का उपयोग चुंबकीय क्षेत्रऔर बिजली. और अब इस तथ्य पर ध्यान दें कि यदि हम चुंबक को "प्रहार" करते हैं, तो हमें बिजली मिलेगी, और यदि हम बिजली की आपूर्ति करते हैं, तो हम चुंबक को "बाहर" कर देंगे। यानी डीसी मशीनें, जिस उपकरण और संचालन के सिद्धांत पर हम विचार कर रहे हैं, वह ठीक मशीनें हैं। यानी इंजन भी एक जनरेटर है, दूसरे शब्दों में, ये यांत्रिक ऊर्जा के विद्युत ऊर्जा (वर्तमान) में प्रतिवर्ती रूपांतरण के लिए मशीनें हैं। चुंबक के दो ध्रुव होते हैं, बिजली प्लस और माइनस। इस मामले में एक चुंबक और करंट की परस्पर क्रिया जटिल कानूनों का पालन करती है, लेकिन अगर हम रोटेशन में रुचि रखते हैं (और तकनीक में ट्रांसलेशनल रिटर्न मूवमेंट की शायद ही कभी आवश्यकता होती है), तो हम केवल एक दिशा प्राप्त कर सकते हैं - मैग्नेट की ध्रुवीयता के सापेक्ष दक्षिणावर्त और वर्तमान की दिशा। यह प्रसिद्ध "गिलेट का नियम", या "बाएं हाथ का नियम" है। हम दो तारों की अदला-बदली करके वाइंडिंग करंट की ध्रुवता को आसानी से बदल सकते हैं, लेकिन हम चुंबक के ध्रुवों को नहीं बदल सकते हैं और सिर्फ मोटर को जला सकते हैं। संदर्भ के लिए, आप "दाहिने हाथ" नियम को देख सकते हैं। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में एक बात होती है, यह डीसी मशीनों पर भी लागू होती है, लेकिन ऊर्जा उत्पादन के मामले में।

शाफ्ट का घूर्णन स्वयं निम्नानुसार होता है। चुंबकीय क्षेत्र के अंदर एक शाफ्ट के साथ एक रोटर होता है जिस पर कुंडल होता है। जब करंट लगाया जाता है, तो यह एक चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करता है। चुम्बक विभिन्न ध्रुवों से आकर्षित होते हैं और समान ध्रुवों से प्रतिकर्षित करते हैं। बाहरी चुम्बक सक्रिय किए गए रोटर विद्युत चुम्बकों को "प्रतिकर्षित" करते हैं, जिससे उन्हें हर समय "प्रतिकर्षित" करने के लिए मजबूर किया जाता है, जबकि वर्तमान में होता है, जो शाफ्ट के रोटेशन की ओर जाता है।

यह डीसी मोटर के संचालन का सिद्धांत है, बाकी सब कुछ विवरण और तकनीकी विवरण है।

डीसी मोटर डिवाइस की विशेषताएं

बेशक, सिद्धांत रूप में, डीसी मशीन के संचालन का सिद्धांत स्पष्ट है, लेकिन एक जिज्ञासु पाठक तुरंत पूछेगा - अगर यह द्विध्रुवी चुंबक के अंदर है तो रोटर कैसे घूमना शुरू करेगा? ऐसा प्रश्न अपरिहार्य है, और इसका उत्तर देने के लिए, आपको डीसी मोटर के डिजाइन पर सावधानीपूर्वक विचार करना होगा। वैसे, इंजनों के संचालन को समझने के लिए कुछ ज्ञान उपयोगी होगा प्रत्यावर्ती धारा.

आइए डीपीटी के शुरुआती रचनाकारों के सामने आने वाली कठिनाइयों की सूची से शुरुआत करें।

उपलब्धता दो मृत धब्बे, जिसका स्वतंत्र प्रक्षेपण संभव नहीं है। (चुंबक के वही दो ध्रुव)।
कम धारा पर बहुत कमजोर चुंबकीय प्रतिकर्षण। या मजबूत घूर्णी प्रतिरोध शुरू करने से रोकता है।
एक क्रांति के बाद रोटर रुक जाता है। रोटेशन नहीं, बल्कि आगे-पीछे झूल रहा है, क्योंकि आधे सर्कल से गुजरने के बाद, रोटर के "चुंबक" को खदेड़ा नहीं गया, बल्कि आकर्षित किया गया, यानी इसने रोटेशन को तेज नहीं किया, बल्कि इसे धीमा कर दिया।

सामग्री और कुछ छोटी चीजें थीं, जैसे कि एक प्रतिवर्ती विद्युत मशीन के सिद्धांत का कार्यान्वयन।

जीतने वाले पहले "डेड स्पॉट" थे, दो नहीं, बल्कि तीन या अधिक मैग्नेट का उपयोग करते हुए। रोटर पर तीन दांत मृत धब्बे को खत्म करते हैं, एक हमेशा चुंबकीय क्षेत्र में होता है और इंजन को रोटर की किसी भी स्थिति से शुरू किया जा सकता है।

हम एक डीसी मशीन के संचालन के सिद्धांत को लागू करके त्वरण और मंदी की समस्या को दूर करने में सक्षम थे - करंट को बनाए रखते हुए प्लस और माइनस के बीच स्विच करने में आसानी. दूसरे शब्दों में, क्रांति की पहली छमाही शुरू होने के बाद, रोटर वर्तमान की ध्रुवीयता के साथ शुरू होता है: शीर्ष बिंदु पर, प्लस, नीचे, माइनस। जैसे ही ऊपरी बिंदु निचली स्थिति पर कब्जा कर लेता है, बिंदुओं की ध्रुवीयता माइनस - प्लस में बदल जाती है, और "प्रतिकर्षण - त्वरण" क्रांति के अंत तक जारी रहता है, जिसके बाद चक्र दोहराता है, और ब्रेकिंग को बाहर रखा जाता है। ऐसी क्रियाविधि कहलाती है एकत्र करनेवाला. इलेक्ट्रिक मोटर के बहुत ब्रश, जो एक निश्चित संपर्क से घूर्णन शाफ्ट तक वर्तमान का स्थानांतरण प्रदान करते हैं। और क्या शो है! प्रति क्रांति 2 बार रोटर पर संकेत के परिवर्तन के साथ। गणना करें कि यदि इंजन में 2000 आरपीएम है तो कलेक्टर को कितना काम करना होगा।

डीसी मोटर के डिजाइन पर विचार करते समय कलेक्टर सबसे कठिन हिस्सा होता है, क्योंकि यह रोटेशन के रिवर्स रूपांतरण को करंट में बदलने की अनुमति देता है। मुख्य उपभोज्य वस्तु ब्रश है। ख़रीद कर नया यंत्रएक इलेक्ट्रिक मोटर के साथ, सुनिश्चित करें कि आपके पास एक अतिरिक्त है। आलसी मत बनो, जबकि डिवाइस नया है, कुछ और सेट खरीदें।

कलेक्टर की जटिलता आपको इसकी स्थिति और स्पार्क के सही संचालन को नेत्रहीन रूप से निर्धारित करने की अनुमति देती है। यह वास्तव में बुरा है जब स्पार्क्स (और कलेक्टर एक संपर्क स्विच से ज्यादा कुछ नहीं है) एक रिंग बनाते हैं - "ऑल-राउंड फायर"। इसका मतलब है कि इंजन लंबे समय तक नहीं चलेगा। जबकि स्पार्किंग के खिलाफ लड़ाई अलग-अलग सफलता के साथ चल रही है, इसे पूरी तरह से हराना संभव नहीं है, लेकिन डीपीटी के सेवा जीवन को बढ़ाना संभव था।

अगर आपको ऐसा लगता है कि हम स्टार्ट-अप के दौरान कमजोर धाराओं के बारे में भूल गए, तुरंत तीसरी समस्या पर विचार किया, तो आप गलत हैं। लॉन्च की समस्या इतनी जटिल निकली कि हम इस पर अलग से विचार करेंगे।

डीसी मोटर्स की प्रारंभिक धाराएं

तो, डीसी मोटर के संचालन का सिद्धांत स्पष्ट है, हमने रिवर्स चुंबकीय ध्रुवों पर सेल्फ-स्टार्टिंग, समाप्त सेक्टोरल ब्रेकिंग प्रदान की है, इसे चालू करना बाकी है। लेकिन यहाँ समस्या है। रोटर अभी भी घूमता नहीं है, हालांकि सब कुछ क्रम में है। तथ्य यह है कि जब हम अपने इंजन को अंतिम रूप दे रहे थे, रोटर भारी हो गया, इसमें फ्लाईव्हील और वह सब कुछ है, और मैग्नेट के लिए रोटर को "मोड़" करने में सक्षम होने के लिए वर्तमान पर्याप्त नहीं है। "क्या बकवास है धूर्त!" (सी) एक जिज्ञासु प्रयोगकर्ता उत्साहित होगा और बस वर्तमान में वृद्धि करेगा। और आप जानते हैं, इंजन वास्तव में घूमेगा। कई के साथ यदि :

यदि वाइंडिंग नहीं जलती है (कुंडल में तार);
यदि वर्तमान उछाल का सामना करना पड़ता है;
यदि इस तरह की शुरुआत आदि के दौरान स्विचिंग सेक्टर कलेक्टर पर वेल्ड नहीं करते हैं।

इसलिए, एक साधारण वृद्धि आरंभिक बहावतुरंत गलत निर्णय माना गया। वैसे, हमने अभी तक एसी मोटर्स पर डीसी मोटर्स के मुख्य लाभ का उल्लेख नहीं किया है - यह है प्रत्यक्ष टोक़ संचरण, प्रारंभ से. सीधे शब्दों में कहें, जिस क्षण से रोटेशन शुरू होता है, डीसीटी शाफ्ट महत्वपूर्ण प्रतिरोध पर काबू पाने के लिए कुछ भी "मोड़" सकता है, जो वर्तमान इंजनों को वैकल्पिक करने की शक्ति से परे है।

यह फायदा डीपीटी का अकिलीज़ हील बन गया है। एक डीसी मशीन के संचालन के सिद्धांत ने एक तरफ प्रारंभिक धारा को मनमाने ढंग से बदलने की अनुमति नहीं दी। दूसरी ओर, स्टार्ट-अप के लिए आवश्यक ऑटोमेशन के बाद स्टार्ट के लिए एक उच्च करंट देने और इसे कम करने का प्रयास। प्रारंभ में, स्टार्टर्स और स्टार्टर्स का उपयोग विशेष रूप से उच्च-शक्ति डीपीटी के लिए किया जाता था, लेकिन यह एक मृत अंत विकास शाखा थी। अस्वीकार सुचारू समायोजनएक उचित समझौता खोजने के लिए यहां चालू चालू करने की अनुमति दी गई है। वास्तव में, अब यह एक इंजन शुरू करने जैसा दिखता है, जैसे कार को तेज करना। हम आगे बढ़ने लगते हैं पहला गियर, फिर हम 2, 3 को चालू करते हैं और अब हम 4 की गति से राजमार्ग पर दौड़ रहे हैं। केवल इस मामले में, "ट्रांसमिशन", यानी धाराएं, स्विच स्वचालित स्टार्टर. यह सारी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग एक ही समय में दो समस्याओं का समाधान करती है - सुचारू शुरुआतडीपीटी ओवरलोड के बिना और पावर ग्रिड (मोटर बिजली की आपूर्ति) को बरकरार रखते हुए। डीसी मोटर के संचालन के सिद्धांत की तरह, यह स्वचालन पर आधारित है प्रत्यक्ष रूपांतरण. सुचारू रूप से, घुमाव की शुरुआत से पहले इनपुट करंट और वाइंडिंग पर धाराओं के संतुलन के रूप में, करंट शुरुआती मूल्य तक बढ़ जाता है। रोटेशन की शुरुआत के बाद, वर्तमान ताकत तेजी से घट जाती है और फिर से बढ़ जाती है "शाफ्ट के रोटेशन को समायोजित करना", और इसी तरह 2-3 बार।

इस प्रकार, प्रक्षेपण "सुचारू" होना बंद हो गया है, लेकिन सभी के लिए सुरक्षित हो गया है। इस तरह की योजना से जो सबसे महत्वपूर्ण चीज बच गई, और आज यह सबसे आम है, मुख्य लाभ है टॉर्कः. इसी समय, एक विश्वसनीय डीसी मोटर का निर्माण सरल हो गया है, शक्ति में वृद्धि हुई है, और चालू धाराएं, हालांकि वे मोटर्स के इस वर्ग के लिए सिरदर्द बनी हुई हैं, तंत्र के लिए महत्वपूर्ण नहीं रह गई हैं।

डीसी मोटर्स के लिए आवेदन

डीसी मोटर्स, साथ ही डीसी मशीन, जिस उपकरण और संचालन के सिद्धांत पर हमने विचार किया, उसका उपयोग किया जाता है जहां नेटवर्क के लिए स्थायी कनेक्शन का उपयोग करना अव्यावहारिक है (एक अच्छा उदाहरण एक कार स्टार्टर है, जो एक डीसी मोटर है), जहां ऐसा कनेक्शन असंभव है (उदाहरण के लिए, बच्चों के लिए मोटर वाले खिलौने), या जहां ऐसा कनेक्शन भी पर्याप्त नहीं है। उदाहरण के लिए, रेलवे परिवहन, जो लगता है कि एसी नेटवर्क से जुड़ा हुआ है, लेकिन आवश्यक टॉर्क ऐसे हैं कि केवल डीसी मोटर्स का उपयोग किया जा सकता है, जिसके सिद्धांत नहीं बदले हैं। और वास्तव में, हाल के वर्षों में, दायरा कम नहीं हुआ है, बल्कि केवल बढ़ गया है। कैसे अधिक क्षमताबैटरी, ऐसा इंजन जितना अधिक समय तक स्वायत्त रूप से काम करेगा। आयाम जितने छोटे होंगे, शक्ति उतनी ही अधिक होगी।

अर्थव्यवस्था- यह भविष्य की बात है, जबकि बचाने के लिए कुछ खास नहीं है और सवाल नहीं उठाया गया था, चर इंजन सरल होंगे। लेकिन वे डीपीटी को बाहर नहीं कर पाएंगे। ऐसे हैं - डीपीटी, या प्रत्यक्ष वर्तमान मशीनें, जिस उपकरण और सिद्धांत का हमने ग्रेड 6-8 में अध्ययन किया था, लेकिन इसके बारे में बहुत पहले ही भूल गए थे।

उन ड्राइव में जहां गति नियंत्रण की एक विस्तृत श्रृंखला की आवश्यकता होती है, एक इलेक्ट्रिक डीसी मोटर का उपयोग किया जाता है। यह आपको उच्च सटीकता के साथ रोटेशन की गति बनाए रखने और आवश्यक समायोजन करने की अनुमति देता है।

डीसी मोटर्स का उपकरण

इस प्रकार के इंजन का संचालन पर आधारित है। यदि एक कंडक्टर जिसके माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है, को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो उसके अनुसार, एक निश्चित बल उस पर कार्य करेगा।

जब कंडक्टर बल की चुंबकीय रेखाओं को पार करता है, तो यह निर्देशित होता है विद्युत प्रभावन बलवर्तमान प्रवाह के विपरीत दिशा में निर्देशित। परिणाम एक प्रतिक्रिया है। एक परिवर्तन हो रहा है विद्युत शक्तिकंडक्टर के एक साथ हीटिंग के साथ एक यांत्रिक में।

डिवाइस की पूरी संरचना में एक आर्मेचर और एक प्रारंभ करनेवाला होता है, जिसके बीच एक हवा का अंतर होता है। प्रारंभ करनेवाला एक निश्चित चुंबकीय क्षेत्र बनाता है और इसमें फ्रेम पर तय किए गए मुख्य और अतिरिक्त ध्रुव शामिल होते हैं। उत्तेजना वाइंडिंग मुख्य ध्रुवों पर स्थित होती है और एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है। अतिरिक्त डंडे में एक विशेष वाइंडिंग होती है जो स्विचिंग की स्थिति में सुधार करती है।

आर्मेचर में एक चुंबकीय प्रणाली शामिल है। उसकी बुनियादी तत्ववर्किंग वाइंडिंग, खांचे में रखी गई, अलग धातु की चादरें और एक कलेक्टर है, जिसकी मदद से वर्किंग वाइंडिंग को एक डायरेक्ट करंट सप्लाई किया जाता है।

कलेक्टर को सिलेंडर के रूप में बनाया जाता है और मोटर शाफ्ट पर लगाया जाता है। एंकर वाइंडिंग के सिरों को इसके प्रोट्रूशियंस में मिलाप किया जाता है। विशेष धारकों में तय ब्रश का उपयोग करके और एक निश्चित स्थिति में तय किए गए विद्युत प्रवाह को कलेक्टर से हटा दिया जाता है।

बुनियादी प्रक्रियाएं: शुरू करना और ब्रेक लगाना

प्रत्येक डीसी मोटर दो मुख्य प्रक्रियाएं करती है, स्टार्टिंग और ब्रेकिंग। स्टार्ट-अप की शुरुआत में, आर्मेचर एक स्थिर स्थिति में होता है, वोल्टेज और ईएमएफ के विपरीत बल शून्य के बराबर होता है। थोड़े से आर्मेचर प्रतिरोध के साथ, शुरुआती करंट का मान नाममात्र मूल्य से लगभग 10 गुना अधिक हो जाता है। स्टार्ट-अप के दौरान आर्मेचर वाइंडिंग के अधिक गर्म होने से बचने के लिए, विशेष स्टार्टिंग रिओस्टेट का उपयोग किया जाता है। 1 किलोवाट तक इंजन की शक्ति के साथ, सीधी शुरुआत की जाती है।

डीसी मोटर्स में ब्रेकिंग के कई तरीके इस्तेमाल किए जाते हैं। डायनेमिक ब्रेकिंग के दौरान, आर्मेचर वाइंडिंग को शॉर्ट-सर्किट किया जाता है, या रेसिस्टर्स की मदद से किया जाता है। यह विधि सबसे सटीक स्टॉप प्रदान करती है। पुनर्योजी ब्रेक लगाना सबसे किफायती है। यहाँ EMF की दिशा में विपरीत दिशा में परिवर्तन होता है।

आर्मेचर वाइंडिंग में करंट और वोल्टेज की ध्रुवता को बदलकर रिवर्स ब्रेकिंग की जाती है, जिससे आप एक प्रभावी ब्रेकिंग टॉर्क बना सकते हैं।

डीसी मोटर कैसे काम करती है

चिंगारी होती है। इससे मशीनों की विश्वसनीयता कम हो जाती है और उनका दायरा सीमित हो जाता है।

डीपीटी का एक महत्वपूर्ण नुकसान उनके लिए प्रारंभिक परिवर्तन की आवश्यकता है। विद्युतीय ऊर्जाप्रत्यावर्ती धारा को दिष्ट धारा विद्युत ऊर्जा में।

13.2. डीसी मोटर्स के संचालन का उपकरण और सिद्धांत

डीसी मोटर्स में तीन मुख्य भाग होते हैं:

– निश्चित भाग एक प्रारंभ करनेवाला के साथ एक फ्रेम है;

– घूर्णन भाग - लंगर;

– कलेक्टर आर्मेचर शाफ्ट पर लगा होता है और उसके साथ घूमता है।

प्रारंभ करनेवाला - मशीन के फ्रेम पर परिधि के चारों ओर स्थापित स्थिर विद्युत चुम्बकों (ध्रुवों) की एक प्रणाली, जिसमें चुंबकीय प्रवाह और वाइंडिंग के आवश्यक वितरण को बनाने के लिए आवश्यक कोर, पोल के टुकड़े होते हैं,

उत्तेजना वाइंडिंग कहा जाता है।

कोर और पोल के टुकड़े शीट इलेक्ट्रिकल स्टील से बने होते हैं।

बिस्तर - कास्ट या वेल्डेड - कच्चा लोहा या स्टील से बना होता है, उस पर डंडे और असर वाली ढालें स्थापित होती हैं, जिसमें आर्मेचर शाफ्ट बीयरिंग तय होते हैं। चुंबकीय सर्किट को बंद करने को सुनिश्चित करने के लिए बिस्तर मशीन का जुए भी है।

प्रारंभ करनेवाला का उद्देश्य एक चुंबकीय प्रवाह बनाना है जब क्षेत्र घुमावदार के माध्यम से वर्तमान पारित किया जाता है।

आर्मेचर में एक दांतेदार कोर और रखी हुई वाइंडिंग होती है

में कोर के खांचे, जिन्हें कहा जाता हैलंगर वाइंडिंग।आर्मेचर कोर विद्युत शीट से बना है

स्टील (0.5 मिमी मोटी), जिसमें से खांचे वाले डिस्क पर मुहर लगाई जाती है। एड़ी के करंट के नुकसान को कम करने के लिए डिस्क को एक इंसुलेटिंग वार्निश के साथ लेपित किया जाता है।

आर्मेचर वाइंडिंग इंसुलेटेड से बने कॉइल के रूप में सेक्शन होते हैं तांबे का तार.

घुमावदार योजनाएं लूप या तरंग हैं, कॉइल को श्रृंखला में और समानांतर में जोड़ा जा सकता है। एक साधारण लूप वाइंडिंग में कम शक्ति की दो-पोल मशीनें होती हैं

(1 किलोवाट तक) और 500 किलोवाट से अधिक की शक्ति वाली मशीनें; सिंपल वेव वाइंडिंग का उपयोग छोटी और की मशीनों के लिए किया जाता है मध्यम शक्ति(500 kW तक) 110 V और उससे अधिक के वोल्टेज पर।

आर्मेचर का उद्देश्य उत्तेजना करंट द्वारा बनाए गए ध्रुवों के चुंबकीय क्षेत्र के साथ आर्मेचर वाइंडिंग में करंट को इंटरैक्ट करके इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टॉर्क बनाना है।

संग्राहक एक खोखला सिलेंडर होता है जिसमें पच्चर के आकार की तांबे की प्लेटें होती हैं ("डोवेल" के रूप में), एक दूसरे से और शरीर से अलग होती हैं। कलेक्टर प्लेट्स को मशीन शाफ्ट से भी अलग किया जाता है।

इकट्ठे कलेक्टर को आर्मेचर शाफ्ट पर रखा गया है। आर्मेचर के खांचे में रखे घुमावदार खंड की शुरुआत और सिरों को कलेक्टर प्लेटों में मिलाया जाता है।

कलेक्टर पर फिक्स्ड इलेक्ट्रो-ग्रेफाइट ब्रश लगाए जाते हैं। घूर्णन आर्मेचर वाइंडिंग ब्रश और कम्यूटेटर के बीच एक स्लाइडिंग संपर्क द्वारा बाहरी सर्किट से जुड़ा होता है।

ब्रश बंद आर्मेचर वाइंडिंग को समानांतर शाखाओं में विभाजित करते हैं, समानांतर शाखाओं की संख्या ब्रश की संख्या के बराबर होती है, इस प्रकार, ब्रश पर EMF (मशीन का EMF) एक समानांतर शाखा के EMF के बराबर होता है।

कलेक्टर एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल कन्वर्टर है और एक पोल के क्षेत्र से चलती आर्मेचर वाइंडिंग के कंडक्टरों में करंट की दिशा बदलकर दिशा (मोटर्स के लिए) में एक टॉर्क स्थिरांक का निर्माण प्रदान करता है।

दूसरे के क्षेत्र में।

पर जनरेटर में, कलेक्टर घूर्णन आर्मेचर वाइंडिंग में प्रेरित चर EMF का सुधार प्रदान करता है।

डीपीटी पदनाम पर विद्युत आरेखऔर इसके संचालन का सिद्धांत अंजीर में दिखाया गया है। 97 ए, बी.




		एफ ईएम

डीसी स्रोत से वोल्टेज निश्चित आर्मेचर के टर्मिनलों पर लागू होता है। मान लीजिए कि आर्मेचर I में धारा की दिशा चित्र में दर्शाई गई है। 97बी.

पर उत्तेजना घुमावदारप्रारंभ करनेवाला के ध्रुवों पर स्थित प्रत्यक्ष धारा के साथ भी आपूर्ति की जाती है, जो आर्मेचर को भेदते हुए एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। यदि प्रारंभ करनेवाला के ध्रुव के बने होते हैं कठोर चुंबकीय सामग्रीतब हो सकता है कि उन पर कोई उत्तेजना वाइंडिंग न हो, चुंबकीय क्षेत्र अभी भी विपरीत चुंबकीय ध्रुवों (एन और एस) द्वारा बनाया जाएगा।

ध्रुवों के चुंबकीय क्षेत्र और आर्मेचर धारा की परस्पर क्रिया के कारण विद्युत चुम्बकीय बल F EM बनते हैं, जो एक बलाघूर्ण उत्पन्न करते हैं।

एम सी एफ आई,

जहाँ C m आनुपातिकता का गुणांक है; F DPT का उत्तेजना प्रवाह है; I I DPT का आर्मेचर करंट है।

चुंबकीय क्षेत्र में घूमते हुए एक डीपीटी आर्मेचर में, एक ईएमएफ प्रेरित होता है, जो आर्मेचर करंट की दिशा के विपरीत होता है, इसलिए इस ईएमएफ को बैक या काउंटर ईएमएफ कहा जाता है।

ई सीई एफ एन,

जहां सी ई आनुपातिकता का गुणांक है; - डीपीटी उत्तेजना प्रवाह; एन - डीपीटी रोटेशन आवृत्ति।

मूल इंजन समीकरण

यूसी \u003d ई + इया रिया,

जहाँ U s मुख्य वोल्टेज है; मैं i आर्मेचर करंट है; R i आर्मेचर वाइंडिंग का प्रतिरोध है।

आर्मेचर करंट कहाँ से आता है

आई आई यू यू आर आई ई।

मान E को इस व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर, हमें DC मोटर की गति प्राप्त होती है:

		यू सी	मैं
		सी ईएफ

इस अभिव्यक्ति से यह देखा जा सकता है कि डीसीटी की घूर्णी गति इनपुट वोल्टेज के परिमाण पर निर्भर करती है, उत्तेजना धारा (फ्लक्स)

I c ), लंगर श्रृंखला R i का प्रतिरोध और शाफ्ट I i पर भार।

13.3. डीसी मोटर्स के प्रकार

उत्तेजना वाइंडिंग और आर्मेचर वाइंडिंग को जोड़ने की विधि के अनुसार, डीसीटी को निम्न प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

– स्वतंत्र उत्तेजना के साथ डीपीटी (चित्र। 98, ए);

– अनुक्रमिक उत्तेजना के साथ डीपीटी (चित्र। 98, बी);

– समानांतर उत्तेजना के साथ डीपीटी (चित्र। 98, सी);

– मिश्रित उत्तेजना के साथ डीपीटी (चित्र। 98, डी)।

पर स्वतंत्र उत्तेजना के साथ डीपीटीउत्तेजना घुमावदारऔर आर्मेचर वाइंडिंग द्वारा संचालित होता है विभिन्न स्रोत. उत्तेजना घुमावदार नामित है: एच 1 - एच 2 (चित्र। 98, ए)।

उच्च शक्ति मोटर्स को आमतौर पर स्वतंत्र उत्तेजना के साथ किया जाता है।

पर डीसीटी श्रृंखला उत्तेजना उत्तेजना घुमावदार जुड़ा हुआ हैक्रमिकआर्मेचर वाइंडिंग को सीरियल (C1 - C2, Fig। 98, b) कहा जाता है।

पर श्रृंखला उत्तेजना के साथ मोटर्स, लोड के तहत टोक़ समानांतर उत्तेजना वाले मोटर्स की तुलना में अधिक बढ़ जाता है,जबकि इंजन की गति कम हो जाती है।यह संपत्ति मशीन-निर्माण इलेक्ट्रिक इंजनों, शहरी परिवहन में डीपीटी के व्यापक उपयोग को निर्धारित करती है।

हालांकि, लोड के बिना सीरियल उत्तेजना के साथ इंजन शुरू करना अस्वीकार्य है, क्योंकि इंजन की गति अनुमेय आवृत्ति से अधिक हो सकती है, और इससे दुर्घटना हो सकती है - इंजन "आउट ऑफ ऑर्डर" चलता है।

पर समानांतर उत्तेजना वाइंडिंग के साथ डीसीटी जुड़ा हुआ हैआर्मेचर वाइंडिंग के समानांतर, शंट . कहलाता है

(W1 - W2, अंजीर। 98, सी)।

समानांतर उत्तेजना वाले मोटर्स विभिन्न भारों के तहत एक स्थिर गति और इस गति के सुचारू विनियमन की संभावना प्रदान करते हैं। इसलिए, समानांतर उत्तेजना वाले डीसीटी का उपयोग इलेक्ट्रिक ड्राइव के लिए किया जाता है जिसके लिए विभिन्न भारों के तहत निरंतर गति की आवश्यकता होती है।

तथा इसका सुचारू व्यापक विनियमन।जेड 1

मिश्रित उत्तेजना वाले डीसीटी में उच्चतम प्रारंभिक टोक़ होता है और इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां महत्वपूर्ण प्रारंभिक टोक़ की आवश्यकता होती है या अल्पकालिक अधिभार और उच्च त्वरण संभव होते हैं - उदाहरण के लिए, कंप्रेसर शुरू करने के लिए।

आवश्यकताओं के आधार पर, समानांतर और श्रृंखला उत्तेजना वाइंडिंग को "अनुसार" या "विपरीत" जोड़ा जा सकता है। "व्यंजन" समावेशन के साथ, वाइंडिंग्स के चुंबकीय प्रवाह को उसी तरह निर्देशित किया जाता है और "काउंटर" के साथ जोड़ दिया जाता है - उन्हें घटाया जाता है।

जैसा कि आप जानते हैं, डीसी मोटर एक ऐसा उपकरण है, जो अपने दो मुख्य संरचनात्मक भागों की सहायता से विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है। इन प्रमुख विवरणों में शामिल हैं:

स्टेटर - इंजन का एक निश्चित / स्थिर हिस्सा, जिसमें उत्तेजना वाइंडिंग होती है जिससे बिजली की आपूर्ति की जाती है;
रोटर - इंजन का घूमने वाला हिस्सा, जो यांत्रिक घुमाव के लिए जिम्मेदार होता है।

डीसी मोटर डिजाइन के उपर्युक्त मुख्य भागों के अलावा, सहायक भाग भी हैं, जैसे:

गले का पट्टा;
डंडे;
उत्तेजना घुमावदार;
आर्मेचर वाइंडिंग;
एकत्र करनेवाला;
ब्रश।

ये सभी भाग मिलकर DC मोटर का अभिन्न डिज़ाइन बनाते हैं। और अब आइए इलेक्ट्रिक मोटर के मुख्य भागों पर करीब से नज़र डालें।

डीसी मोटर का योक, जो मुख्य रूप से कच्चा लोहा या स्टील से बना होता है, मोटर के स्टेटर या स्थिर भाग का एक अभिन्न अंग होता है। उसके मुख्य कार्यइंजन के पतले आंतरिक भागों के लिए एक विशेष सुरक्षात्मक कोटिंग बनाने के साथ-साथ आर्मेचर वाइंडिंग के लिए समर्थन प्रदान करना शामिल है। इसके अलावा, योक डीसी मोटर के चुंबकीय ध्रुवों और फील्ड वाइंडिंग के लिए एक सुरक्षात्मक आवरण के रूप में कार्य करता है, इस प्रकार पूरे उत्तेजना प्रणाली के लिए समर्थन प्रदान करता है।

डंडे

डीसी मोटर के चुंबकीय ध्रुव शरीर के अंग होते हैं जो स्टेटर की भीतरी दीवार से जुड़े होते हैं। चुंबकीय ध्रुवों के डिजाइन में मूल रूप से केवल दो भाग होते हैं, अर्थात् पोल कोर और पोल टिप, जो हाइड्रोलिक दबाव के प्रभाव में एक दूसरे से जुड़े होते हैं और स्टेटर से जुड़े होते हैं।

वीडियो: डीसी मोटर का डिजाइन और संयोजन

भले ही, दो भाग अलग-अलग उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं। ध्रुव कोर, उदाहरण के लिए, एक छोटा क्षेत्र है क्रॉस सेक्शनऔर इसका उपयोग ध्रुव के टुकड़े को जुए पर रखने के लिए किया जाता है, जबकि ध्रुव के टुकड़े, अपेक्षाकृत बड़े पार-अनुभागीय क्षेत्र वाले, चुंबकीय प्रतिरोध के नुकसान को कम करने के लिए स्टेटर और रोटर के बीच हवा के अंतराल पर बनाए गए चुंबकीय प्रवाह को फैलाने के लिए उपयोग किया जाता है। . इसके अलावा, ध्रुव के टुकड़े में उत्तेजना घुमावदार खांचे की बहुलता होती है, जो उत्तेजना चुंबकीय प्रवाह का निर्माण करती है।

डीसी मोटर की उत्तेजना वाइंडिंग को पोल के टुकड़ों के खांचे के चारों ओर उत्तेजना कॉइल (तांबे के तार) घाव के साथ बनाया जाता है ताकि जब उत्तेजना धारा घुमावदार से गुजरती है, तो आसन्न ध्रुवों पर विपरीत ध्रुवता होती है। संक्षेप में, उत्तेजना वाइंडिंग एक प्रकार के विद्युत चुंबक के रूप में कार्य करती है जो एक उत्तेजना प्रवाह बनाने में सक्षम होती है जिसके अंदर विद्युत मोटर का रोटर घूमता है, और फिर इसे आसानी से और प्रभावी ढंग से रोक देता है।

आर्मेचर वाइंडिंग

डीसी मोटर की आर्मेचर वाइंडिंग रोटर या मशीन के घूमने वाले हिस्से से जुड़ी होती है, और परिणामस्वरूप इसके रोटेशन पथ के साथ बदलते चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होता है, जिससे सीधे चुंबकीयकरण हानि होती है।

इस कारण से, रोटर कई लो-हिस्टैरिसीस इलेक्ट्रिकल स्टील प्लेट्स से बना होता है, जो क्रमशः हिस्टैरिसीस लॉस और एडी करंट लॉस जैसे चुंबकीय नुकसान को कम करता है। एंकर बॉडी को एक बेलनाकार संरचना देने के लिए लैमिनेटेड स्टील प्लेट्स को आपस में जोड़ा जाता है।

आर्मेचर के शरीर में कोर के समान सामग्री से बने खांचे (स्लॉट) होते हैं, जिससे आर्मेचर वाइंडिंग जुड़ी होती है, और तांबे के तार के कई मोड़ आर्मेचर की परिधि के चारों ओर समान रूप से वितरित होते हैं। रोटर के रोटेशन के दौरान उत्सर्जित बड़े केन्द्रापसारक बल के परिणामस्वरूप कंडक्टर को झुकने से रोकने के लिए, साथ ही आपूर्ति वर्तमान और चुंबकीय उत्तेजना की उपस्थिति में, नाली के खांचे में छिद्रपूर्ण पच्चर के आकार के जंक्शन होते हैं।

डीसी मोटर आर्मेचर वाइंडिंग डिजाइन दो प्रकार के होते हैं:

लूप वाइंडिंग (इस मामले में, एडेप्टर (ए) के बीच समानांतर वर्तमान पथों की संख्या ध्रुवों (पी) की संख्या के बराबर है, अर्थात ए \u003d पी।
वेव वाइंडिंग (इस मामले में, एडेप्टर (ए) के बीच समानांतर वर्तमान पथों की संख्या हमेशा 2 होती है, ध्रुवों की संख्या की परवाह किए बिना, अर्थात मशीन को उसी के अनुसार डिज़ाइन किया गया है)।

एकत्र करनेवाला

डीसी मोटर कम्यूटेटर खड़ी की एक बेलनाकार संरचना है, लेकिन अभ्रक, तांबे के खंडों के साथ अछूता है। अगर हम डीसीटी के बारे में बात कर रहे हैं, तो कलेक्टर का उपयोग मुख्य रूप से विद्युत मोटर के ब्रश के माध्यम से नेटवर्क से बिजली की आपूर्ति चालू करने या घूर्णन संरचना में घुड़सवार आर्मेचर वाइंडिंग में स्थानांतरित करने के साधन के रूप में किया जाता है।

ब्रश

डीसी मोटर ब्रश कार्बन या ग्रेफाइट संरचनाओं से बने होते हैं, जो घूर्णन कम्यूटेटर के ऊपर एक स्लाइडिंग संपर्क या स्लाइडर बनाते हैं। ब्रश का उपयोग संप्रेषित करने के लिए किया जाता है विद्युत प्रवाहबाहरी सर्किट से कलेक्टर के घूर्णन रूप में, जहां यह आर्मेचर वाइंडिंग में प्रवेश करता है। एक इलेक्ट्रिक मोटर के कम्यूटेटर और ब्रश का उपयोग, सामान्य रूप से, विद्युत ऊर्जा को स्थिर विद्युत परिपथ से यांत्रिक घुमाव वाले क्षेत्र में, या बस एक रोटर में स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है।

डीसी मोटर्स डीसी ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया।

डीसी मोटर्स एसी मोटर्स की तुलना में बहुत कम आम हैं। यह मुख्य रूप से तुलनात्मक उच्च लागत, एक अधिक जटिल उपकरण और बिजली प्रदान करने में कठिनाइयों के कारण है। लेकिन, इन तमाम कमियों के बावजूद डीपीटी के कई फायदे हैं। उदाहरण के लिए, एसी मोटर्स को विनियमित करना मुश्किल है, जबकि डीसीटी को कई तरह से पूरी तरह से विनियमित किया जाता है। इसके अलावा, डीसीटी में अधिक कठोर यांत्रिक विशेषताएं होती हैं और एक बड़े प्रारंभिक टोक़ की अनुमति देती हैं।

डीसी इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग ट्रैक्शन मोटर्स के रूप में, इलेक्ट्रिक ट्रांसपोर्ट में, विभिन्न एक्ट्यूएटर्स के रूप में किया जाता है।

डीसी मोटर्स का उपकरण

डीसी मोटर का डिज़ाइन एसी मोटर के समान होता है, लेकिन फिर भी महत्वपूर्ण अंतर होते हैं। फ्रेम 7 पर, जो स्टील से बना है, कॉइल 6 के रूप में एक उत्तेजना घुमावदार स्थापित है डीसी मोटर के गुणों में सुधार के लिए मुख्य ध्रुवों के बीच अतिरिक्त ध्रुव 5 स्थापित किए जा सकते हैं। एक एंकर 4 अंदर स्थापित होता है, जिसमें एक कोर और एक कलेक्टर 2 होता है, और मोटर आवास में बीयरिंग 1 का उपयोग करके स्थापित किया जाता है। एसी मोटर्स से कलेक्टर एक महत्वपूर्ण अंतर है। यह ब्रश 3 से जुड़ता है, जो आपको आपूर्ति करने या जनरेटर में, इसके विपरीत, एंकर सर्किट से वोल्टेज को हटाने की अनुमति देता है।

परिचालन सिद्धांत

डीपीटी के संचालन का सिद्धांत उत्तेजना घुमावदार और आर्मेचर के चुंबकीय क्षेत्रों की बातचीत पर आधारित है। यह कल्पना की जा सकती है कि आर्मेचर के बजाय हमारे पास एक फ्रेम है जिसके माध्यम से करंट प्रवाहित होता है, और उत्तेजना वाइंडिंग के बजाय, एन और एस ध्रुवों के साथ एक स्थायी चुंबक। जब एक प्रत्यक्ष धारा फ्रेम के माध्यम से बहती है, तो स्थायी चुंबक का चुंबकीय क्षेत्र उस पर कार्य करना शुरू कर देता है, अर्थात फ्रेम घूमना शुरू कर देता है, और चूंकि करंट की दिशा नहीं बदलती है, इसलिए फ्रेम के घूमने की दिशा समान रहती है।

जब मोटर टर्मिनलों पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो आर्मेचर वाइंडिंग में करंट प्रवाहित होने लगता है, जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, मशीन का चुंबकीय क्षेत्र उस पर कार्य करना शुरू कर देता है, जबकि आर्मेचर घूमने लगता है, और चूंकि आर्मेचर चुंबकीय में घूमता है क्षेत्र, EMF बनने लगता है। इस EMF को करंट के खिलाफ निर्देशित किया जाता है, इस संबंध में इसे काउंटर-EMF कहा जाता है। यह सूत्र का उपयोग करके पाया जा सकता है

जहां उत्तेजना चुंबकीय प्रवाह है, n घूर्णी गति है, और Ce मशीन का डिज़ाइन क्षण है, जो इसके लिए स्थिर रहता है।

आर्मेचर सर्किट में वोल्टेज ड्रॉप की मात्रा से टर्मिनलों पर वोल्टेज बैक ईएमएफ से अधिक होता है।

और यदि हम इस व्यंजक को धारा से गुणा करते हैं, तो हमें शक्ति संतुलन समीकरण प्राप्त होता है।

समीकरण UI के बाईं ओर i विद्युत मोटर को आपूर्ति की गई शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है, दाईं ओर पहला शब्द EI i विद्युत चुम्बकीय शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है, और दूसरा I i R i आर्मेचर सर्किट में नुकसान की शक्ति है।