Motor DC din curent alternativ. Motorul de curent continuu este

Dacă sunteți interesat de detalii, atunci principiul de funcționare a motorului curent continuu descrise în detaliu pe multe site-uri și chiar cu formule. Am decis să vorbim nu numai despre asta, ci și despre unele caracteristici care nu sunt atât de cunoscute.

Câteva cuvinte despre mașinile DC

A fost obținut înainte de variabilă și din momentul în care a apărut, au început experimentele pentru ce putea fi folosită această fiară. Relația dintre curent, câmp magnetic și rotație a fost stabilită destul de repede. A început cu faptul că Faraday a pus un magnet într-o înfășurare cu fire și a descoperit aspectul unui curent. După aceea, a descoperit că dacă puneți mai întâi magnetul în interiorul bobinei și apoi aplicați un curent, magnetul va împinge afară. Sau, dimpotrivă, va fi desenat în interior. Acesta este principiul de funcționare al unei mașini de curent continuu - utilizarea interacțiunii camp magneticși electricitate. Și acum să fim atenți la faptul că, dacă „împingem” un magnet, vom obține electricitate, iar dacă furnizăm electricitate, vom „împinge” magnetul. Adică, mașinile cu curent continuu, dispozitivul și principiul de funcționare pe care îl luăm în considerare, sunt tocmai mașini. Adică motorul este și un generator, cu alte cuvinte, acestea sunt mașini pentru conversia reversibilă a energiei mecanice în energie electrică (curent). Magnetul are doi poli, electricitate plus și minus. Interacțiunea magnetului și curentului în acest caz se supune unor legi complexe, dar dacă ne interesează rotația (și mișcările progresive de întoarcere sunt rareori necesare în tehnologie), atunci putem obține o singură direcție - în sensul acelor de ceasornic în raport cu polaritatea magneților. și direcția curentului. Aceasta este binecunoscuta „regula gimlet” sau „regula mâinii stângi”. Putem schimba cu ușurință polaritatea curentului de înfășurare schimbând două fire, dar nu putem schimba polii magnetului și doar arde motorul. Pentru referință, puteți consulta regula „mâna dreaptă”. Există așa ceva în inginerie electrică, se aplică și mașinilor DC, dar în ceea ce privește generarea de energie.

Rotirea arborelui în sine are loc după cum urmează. În interiorul câmpului magnetic se află un rotor cu un arbore pe care se află bobina. Când este aplicat curent, acesta induce un câmp magnetic. Magneții atrag cu diferiți poli și resping cu aceiași poli. Magneții externi „respinge” electromagneții rotorului care au fost activați, forțându-i să „respinge” tot timpul în timp ce există curent, ceea ce duce la rotația arborelui.

Acesta este principiul de funcționare al unui motor de curent continuu, orice altceva sunt detalii și detalii tehnice.

Caracteristicile dispozitivului cu motor DC

Desigur, teoretic, principiul de funcționare al unei mașini de curent continuu este clar, dar un cititor curios va întreba imediat - cum va începe rotorul să se rotească dacă se află în interiorul unui magnet bipolar? O astfel de întrebare este inevitabilă și, pentru a-i răspunde, va trebui să luați în considerare cu atenție designul unui motor de curent continuu. Apropo, unele cunoștințe vor fi utile pentru înțelegerea funcționării motoarelor curent alternativ.

Să începem cu o listă de dificultăți cu care se confruntă primii creatori ai DPT.

Disponibilitate două puncte moarte, a cărui lansare independentă nu este posibilă. (Aceiași doi poli de magneți).
Repulsie magnetică prea slabă la curent scăzut. Sau rezistență puternică la rotație care împiedică pornirea.
Oprirea rotorului după o rotație. Nu rotație, ci balansare înainte și înapoi, pentru că după ce a trecut de jumătate de cerc, „magnetul” rotorului nu a fost respins, ci atras, adică nu a accelerat rotația, ci a încetinit-o.

Au fost materiale și câteva lucruri mărunte, cum ar fi implementarea principiului unei mașini electrice reversibile.

Primii care au câștigat au fost „punctele moarte”, folosind nu doi, ci trei sau mai mulți magneți. Trei dinți de pe rotor elimină punctele moarte, unul este întotdeauna în câmp magnetic și motorul poate fi pornit din orice poziție a rotorului.

Am reușit să depășim problema accelerației și decelerației prin aplicarea principiului de funcționare a unei mașini de curent continuu - ușurința de a comuta între plus și minus menținând curentul. Cu alte cuvinte, în prima jumătate a revoluției după pornire, rotorul începe cu polaritatea curentului: în punctul de sus, plus, în jos, minus. De îndată ce punctul superior ocupă poziția inferioară, polaritatea punctelor se schimbă în minus - plus, iar „repulsie - accelerație” continuă până la sfârșitul revoluției, după care ciclul se repetă și frânarea este exclusă. Un astfel de mecanism se numește colector. Înseși periile motorului electric, care asigură transferul curentului de la un contact fix la un arbore rotativ. Și ce spectacol! Cu o schimbare a semnului pe rotor de 2 ori pe rotatie. Calculați cât de mult trebuie să funcționeze colectorul dacă motorul are 2000 rpm.

Colectorul este partea cea mai dificilă atunci când se ia în considerare proiectarea unui motor de curent continuu, deoarece permite conversia inversă a rotației în curent. Principalul articol consumabil sunt periile. Cumpărând dispozitiv nou cu un motor electric, asigurați-vă că aveți o rezervă. Nu fi leneș, cât timp dispozitivul este nou, cumpără încă câteva seturi.

Complexitatea colectorului vă permite să determinați vizual starea acestuia și funcționarea corectă a scânteii. Este foarte rău când scânteile (și colectorul nu este altceva decât un comutator de contact) formează un inel - „foc general”. Aceasta înseamnă că motorul nu va dura mult. În timp ce lupta împotriva scânteilor se desfășoară cu succes diferite, nu este posibil să o învingeți complet, dar a fost posibilă prelungirea duratei de viață a DPT.

Dacă vi s-a părut că am uitat de curenții slabi în timpul pornirii, luând în considerare imediat a treia problemă, atunci vă înșelați. Problema lansării s-a dovedit a fi atât de complicată încât o vom lua în considerare separat.

Curenții de pornire ai motoarelor de curent continuu

Deci, principiul de funcționare al unui motor de curent continuu este clar, am prevăzut autopornire, frânare sectorială eliminată pe polii magnetici inversați, rămâne să-l pornim. Dar aici este problema. Rotorul tot nu se rotește, deși totul este în ordine. Cert este că în timp ce ne finalizam motorul, rotorul a devenit mai greu, are volante și toate astea, iar curentul pur și simplu nu este suficient pentru ca magneții să poată „întoarce” rotorul. — Ce naiba e un ticălos! (c) un experimentator curios va exclama și pur și simplu va crește curentul. Și știi, motorul se va învârti cu adevărat. Cu mai multe dacă :

Dacă înfășurările nu se ard (firele în bobină);
Dacă supratensiunea de curent rezistă;
Dacă sectoarele de comutare nu se sudează pe colector în timpul unei astfel de porniri etc.

Prin urmare, o simplă creștere curent de pornire a fost rapid considerată o decizie greșită. Apropo, nu am menționat încă principalul avantaj al motoarelor de curent continuu față de motoarele de curent alternativ - acesta este transmisie directă a cuplului, de la început. Mai simplu spus, din momentul în care începe rotația, arborele DCT poate „întoarce” orice, depășind o rezistență semnificativă, care depășește puterea motoarelor cu curent alternativ.

Acest avantaj a devenit călcâiul lui Ahile al DPT. Însuși principiul de funcționare al unei mașini de curent continuu nu părea să permită schimbarea arbitrară a curentului de pornire pe o parte. Pe de altă parte, încercările de a da un curent ridicat pentru pornire și de a-l reduce după pornire au necesitat automatizare. Inițial, au fost folosite startere și startere, în special pentru DPT-uri de mare putere, dar aceasta a fost o ramură de dezvoltare fără fund. Respingere reglare lină curentul de pornire a permis aici găsirea unui compromis rezonabil. De fapt, acum arată ca pornirea unui motor, ca accelerarea unei mașini. Începem să mergem mai departe treapta 1, apoi facem pe a 2-a, a 3-a și acum ne grăbim pe autostradă cu viteza a 4-a. Numai în acest caz, „transmisii”, adică curenți, comutatoare demaror automat. Toată această inginerie electrică rezolvă două probleme în același timp - pornire lină DPT fără supraîncărcări și păstrând intactă rețeaua de alimentare (alimentarea motorului). La fel ca principiul de funcționare al unui motor de curent continuu, se bazează această automatizare conversie directă. Cu ușurință, curentul crește până la valoarea de pornire, ca echilibru între curentul de intrare și curenții de pe înfășurări înainte de începerea rotației. După începerea rotației, puterea curentului scade brusc și crește din nou „ajustând rotația arborelui”, și așa mai departe de încă 2-3 ori.

Astfel, lansarea a încetat să mai fie „lină”, dar a devenit sigură pentru toată lumea. Cel mai important lucru care a fost salvat cu o astfel de schemă, iar astăzi este cel mai comun, principalul avantaj este cuplu. În același timp, construcția unui motor DC fiabil a devenit mai simplă, puterea a crescut, iar curenții de pornire, deși rămân o bătaie de cap pentru această clasă de motoare, au încetat să fie critici pentru mecanisme.

Aplicații pentru motoarele de curent continuu

Motoarele de curent continuu, precum și mașinile de curent continuu, dispozitivul și principiul de funcționare ale cărora le-am luat în considerare, sunt utilizate acolo unde este imposibil să se utilizeze o conexiune permanentă la rețele (un exemplu bun este un demaror de mașină, care este CC), unde o astfel de conectarea este imposibilă (de exemplu, jucării cu motoare pentru copii) sau acolo unde nici măcar o astfel de conexiune nu este suficientă. De exemplu, transportul feroviar, care pare a fi conectat la rețelele de curent alternativ, dar cuplurile necesare sunt de așa natură încât pot fi folosite doar motoare de curent continuu, ale căror principii nu s-au schimbat. Și de fapt, în ultimii ani, domeniul de aplicare nu a fost redus, ci doar mărit. Cum capacitate mai mare baterie, cu atât mai mult timp un astfel de motor va funcționa autonom. Cu cât dimensiunile sunt mai mici, cu atât câștigul de putere este mai mare.

economie- aceasta este o chestiune de viitor, în timp ce nu este nimic special de salvat și întrebarea nu a fost pusă, motoarele variabile vor fi mai simple. Dar nu vor putea înlătura DPT. Acestea sunt - DPT, sau mașini cu curent continuu, dispozitivul și principiul cărora le-am studiat în clasele 6-8, dar am uitat de el cu mult timp în urmă.

În acele unități în care este necesară o gamă largă de control al vitezei, este utilizat un motor electric de curent continuu. Vă permite să mențineți viteza de rotație cu mare precizie și să faceți ajustările necesare.

Dispozitivul motoarelor de curent continuu

Funcționarea acestui tip de motor se bazează pe. Dacă un conductor prin care circulă un curent electric este plasat într-un câmp magnetic, atunci, potrivit, asupra lui va acționa o anumită forță.

Când conductorul traversează liniile magnetice de forță, acesta este ghidat forta electromotoareîndreptată în direcția opusă curgerii curentului. Rezultatul este o reacție. Are loc o transformare putere electricaîntr-una mecanică cu încălzire simultană a conductorului.

Întreaga structură a dispozitivului constă dintr-o armătură și un inductor, între care există un spațiu de aer. Inductorul creează un câmp magnetic fix și include poli principali și suplimentari fixați pe cadru. Înfășurările de excitație sunt situate pe polii principali și creează un câmp magnetic. Stâlpii suplimentari conțin o înfășurare specială care îmbunătățește condițiile de comutare.

Armatura include un sistem magnetic. A ei elemente de baza sunt înfășurarea de lucru, plasată în caneluri, foile metalice separate și un colector, cu ajutorul căruia se alimentează înfășurarea de lucru cu curent continuu.

Colectorul este realizat sub formă de cilindru și montat pe arborele motorului. Capetele înfășurării ancorei sunt lipite de proeminențele sale. Curentul electric este îndepărtat din colector cu ajutorul unor perii fixate în suporturi speciale și fixate într-o anumită poziție.

Procese de bază: pornire și frânare

Fiecare motor de curent continuu efectuează două procese principale, pornire și frânare. La începutul pornirii, armătura este în stare staționară, tensiunea și forța opusă FEM sunt egale cu zero. Cu o rezistență ușoară a armăturii, valoarea curentului de pornire depășește valoarea nominală, de aproximativ 10 ori. Pentru a evita supraîncălzirea înfășurării armăturii în timpul pornirii, se folosesc reostate speciale de pornire. Cu puterea motorului de până la 1 kilowatt, se realizează pornirea directă.

Există mai multe metode de frânare utilizate la motoarele de curent continuu. În timpul frânării dinamice, înfășurarea armăturii este scurtcircuitată, sau cu ajutorul rezistențelor. Această metodă oferă cea mai precisă oprire. Frânarea regenerativă este cea mai economică. Aici are loc o schimbare în direcția EMF spre opus.

Frânarea inversă se realizează prin schimbarea polarității curentului și tensiunii din înfășurarea armăturii, ceea ce vă permite să creați un cuplu de frânare eficient.

Cum funcționează un motor de curent continuu

apare scânteia. Acest lucru reduce fiabilitatea mașinilor și limitează domeniul de aplicare a acestora.

Un dezavantaj semnificativ al DPT este necesitatea unei transformări preliminare pentru ele. energie electrica curent alternativ în energie electrică de curent continuu.

13.2. Dispozitivul și principiul de funcționare al motoarelor de curent continuu

Motoarele de curent continuu constau din trei părți principale:

– partea fixă este un pat cu inductor;

– piesa rotativa - ancora;

– colector montat pe arborele armăturii și care se rotește odată cu acesta.

Inductor - un sistem de electromagneți (poli) fixați instalați în jurul circumferinței cadrului mașinii, care constau din miezuri, piese polare necesare pentru a crea distribuția necesară a fluxului magnetic și înfășurărilor,

numite înfăşurări de excitaţie.

Miezurile și piesele de stâlp sunt realizate din tablă de oțel electric.

Patul - turnat sau sudat - este din fontă sau oțel, pe el sunt montați stâlpi și scuturi lagăre, în care sunt fixați lagărele arborelui armăturii. Patul este și jugul mașinii, asigurând închiderea circuitului magnetic.

Scopul inductorului este de a crea un flux magnetic atunci când curentul este trecut prin înfășurarea câmpului.

Armătura constă dintr-un miez dintat și înfășurări așezate

în caneluri ale miezului, care se numescînfăşurări de ancoră. Miezul armăturii este realizat din tablă electrică

oțel (0,5 mm grosime), din care sunt ștanțate discuri cu caneluri. Discurile sunt acoperite cu un lac izolant pentru a reduce pierderile de curent turbionar.

Înfășurările de armatură sunt secțiuni sub formă de bobine realizate din izolat sârmă de cupru.

Schemele de înfășurare sunt buclă sau val, bobinele pot fi conectate în serie și în paralel. O înfășurare simplă de buclă are mașini cu doi poli de putere redusă

(până la 1 kW) și mașini cu o putere de peste 500 kW; înfășurarea cu val simplă este utilizată pentru mașini de mici și putere medie(până la 500 kW) la o tensiune de 110 V și mai mult.

Scopul armăturii este de a crea un cuplu electromagnetic prin interacțiunea curentului din înfășurarea armăturii cu câmpul magnetic al polilor creat de curentul de excitație.

Colectorul este un cilindru gol format din plăci de cupru în formă de pană (sub formă de „coadă de rândunică”), izolate unele de altele și de corp. Plăcile colectoare sunt, de asemenea, izolate de arborele mașinii.

Colectorul asamblat este montat pe arborele armăturii. Începuturile și capetele secțiunii de înfășurare plasate în canelurile armăturii sunt lipite de plăcile colectoare.

Pe colector sunt instalate perii fixe de electrografit. Înfășurarea armăturii rotative este conectată la circuitul extern printr-un contact de alunecare între perii și comutator.

Periile împart înfășurarea armăturii închise în ramuri paralele, numărul de ramuri paralele este egal cu numărul de perii, astfel, EMF pe perii (EMF-ul mașinii) este egal cu EMF-ul unei ramuri paralele.

Colectorul este un convertor electromecanic și asigură crearea unei constante de cuplu în direcție (pentru motoare) prin schimbarea direcției curentului în conductorii înfășurării armăturii care se deplasează din zona unui pol.

în zona altuia.

LA La generatoare, colectorul asigură rectificarea EMF variabilă indusă în înfășurarea armăturii rotative.

Desemnarea DPT activată scheme electrice iar principiul funcționării sale sunt prezentate în Fig. 97 a, b.




		F EM

Tensiunea de la o sursă de curent continuu este aplicată la bornele armăturii fixe. Fie direcția curentului în armătura I I așa cum se arată în Fig. 97b.

LA înfăşurare de excitaţie situat la polii inductorului este alimentat și cu curent continuu, care creează un câmp magnetic care pătrunde în armătură. Dacă polii inductorului sunt din material magnetic dur atunci este posibil să nu existe o înfășurare de excitație pe ele, câmpul magnetic va fi tot creat de poli magnetizați opus (N și S).

Datorită interacțiunii câmpului magnetic al polilor și a curentului de armătură, se formează forțe electromagnetice F EM, care creează un cuplu

M C F I ,

unde C m este coeficientul de proporționalitate; F este fluxul de excitație al DPT; I I este curentul de armătură al DPT.

Într-o armătură DPT care se rotește într-un câmp magnetic, este indus un EMF, care este opus direcției curentului de armătură, prin urmare acest EMF este numit înapoi sau contra EMF

E CE F n,

unde C E este coeficientul de proporționalitate; Ф – flux de excitație DPT; n – frecvența de rotație a DPT.

Ecuația motorului de bază

Uc \u003d E + Iya Rya,

unde U s este tensiunea rețelei; I i este curentul armăturii; R i este rezistența înfășurării armăturii.

De unde vine curentul de armătură

I i Uс R i E.

Înlocuind valoarea E în această expresie, obținem viteza motorului de curent continuu:

		U c	eu
		C EF

Din această expresie se poate observa că viteza de rotație a DCT depinde de mărimea tensiunii de intrare, de curentul de excitație (flux

Ф I c ), rezistența lanțului de ancorare R i și sarcina pe arborele I i .

13.3. Tipuri de motoare DC

Conform metodei de conectare a înfășurării de excitație și a înfășurării armăturii, DCT-urile sunt împărțite în următoarele tipuri:

– DPT cu excitație independentă (Fig. 98, a);

– DPT cu excitație secvențială (Fig. 98, b);

– DPT cu excitație paralelă (Fig. 98, c);

– DPT cu excitație mixtă (Fig. 98, d).

La DPT cu excitație independentăînfăşurare de excitaţie iar înfăşurarea armăturii este alimentată de surse diferite. Înfăşurarea de excitaţie este desemnată: H1 - H2 (Fig. 98, a).

Motoarele de mare putere sunt de obicei realizate cu excitație independentă.

La Înfășurarea excitației de excitație din seria DCT conectatărand pe rand la înfășurarea armăturii, se numește serial (C1 - C2, Fig. 98, b).

La motoarele cu excitație în serie, cuplul sub sarcină crește mai mult decât cel al motoarelor cu excitație paralelă,în timp ce turația motorului este redusă. Această proprietate determină utilizarea pe scară largă a DPT în construcția de mașini de locomotive electrice, transport urban.

Cu toate acestea, pornirea motorului cu excitație în serie fără sarcină este inacceptabilă, deoarece turația motorului poate depăși frecvența admisă și acest lucru poate duce la un accident - motorul funcționează „în stare de funcționare”.

La DCT cu înfășurare de excitație de excitație paralelă conectatăîn paralel cu înfășurarea armăturii, numită șunt

(W1 - W2, Fig. 98, c).

Motoarele cu excitație paralelă asigură o viteză stabilă sub diferite sarcini și posibilitatea de reglare lină a acestei viteze. Prin urmare, DCT-urile cu excitație paralelă sunt utilizate pentru o acționare electrică care necesită o viteză constantă sub diferite sarcini.

și reglare lină largă a acestuia. Z1

DCT-urile cu excitație mixtă au cel mai mare cuplu de pornire și sunt utilizate acolo unde sunt necesare cupluri de pornire semnificative sau sunt posibile suprasarcini pe termen scurt și accelerații mari - de exemplu, pentru pornirea compresoarelor.

În funcție de cerințe, înfășurările de excitație în paralel și în serie pot fi conectate „conform” sau „opus”. Cu includerea „consoanelor”, fluxurile magnetice ale înfășurărilor sunt direcționate în același mod și se adună, cu „contor” - se scad.

După cum știți, un motor de curent continuu este un dispozitiv care, cu ajutorul celor două părți structurale principale ale sale, poate transforma energia electrică în energie mecanică. Aceste detalii cheie includ:

stator - o parte fixă / statică a motorului, care conține înfășurările de excitație la care este furnizată energie;
rotor - partea rotativă a motorului, care este responsabilă de rotația mecanică.

Pe lângă părțile principale ale designului motorului de curent continuu menționate mai sus, există și părți auxiliare, cum ar fi:

guler;
stâlpi;
înfăşurare de excitaţie;
înfăşurarea armăturii;
colector;
perii.

Împreună, toate aceste părți alcătuiesc designul integral al motorului de curent continuu. Și acum să aruncăm o privire mai atentă la părțile principale ale motorului electric.

Jugul unui motor de curent continuu, care este realizat în principal din fontă sau oțel, este o parte integrantă a statorului sau a părții statice a motorului. A lui functie principala constă în formarea unui înveliș special de protecție pentru părțile interioare mai subțiri ale motorului, precum și în asigurarea suportului pentru înfășurarea armăturii. În plus, jugul servește ca un capac de protecție pentru polii magnetici și înfășurarea de câmp a motorului de curent continuu, oferind astfel suport pentru întregul sistem de excitație.

stâlpi

Polii magnetici ai unui motor de curent continuu sunt părți ale corpului care sunt fixate pe peretele interior al statorului. Proiectarea polilor magnetici constă practic din doar două părți, și anume, miezul polului și piesa polară, care sunt unite între ele sub influența presiunii hidraulice și atașate la stator.

Video: Proiectarea și asamblarea unui motor DC

Indiferent, cele două părți servesc unor scopuri diferite. Miezul stâlpului, de exemplu, are o zonă mică secțiune transversalăși este folosit pentru a ține piesa polară pe jug, în timp ce piesa polară, având o suprafață a secțiunii transversale relativ mare, este folosită pentru a propaga fluxul magnetic creat peste spațiul de aer dintre stator și rotor pentru a reduce pierderea rezistenței magnetice. . În plus, piesa polară are o multitudine de caneluri de înfășurare de excitație, care creează fluxul magnetic de excitație.

Înfășurările de excitație ale unui motor de curent continuu sunt realizate cu bobine de excitație (sârmă de cupru) înfășurate în jurul canelurilor pieselor polare în așa fel încât atunci când curentul de excitație trece prin înfășurare, la polii adiacenți apare polaritate opusă. În esență, înfășurările de excitație acționează ca un fel de electromagnet capabil să creeze un flux de excitație în interiorul căruia rotorul motorului electric s-ar roti și apoi să-l oprească ușor și eficient.

Înfăşurarea armăturii

Înfășurarea armăturii unui motor de curent continuu este atașată la rotor sau la partea rotativă a mașinii și, ca urmare, este afectată de un câmp magnetic în schimbare de-a lungul traseului său de rotație, ceea ce duce direct la pierderi de magnetizare.

Din acest motiv, rotorul este realizat din mai multe plăci de oțel electric cu histerezis scăzut pentru a reduce pierderile magnetice, cum ar fi pierderea prin histerezis și, respectiv, pierderea curenților turbionari. Plăcile de oțel laminat sunt unite între ele pentru a da corpului ancorei o structură cilindrică.

Corpul armăturii este format din caneluri (fante) din același material ca miezul, de care sunt atașate înfășurările armăturii și mai multe spire de sârmă de cupru distribuite uniform pe periferia armăturii. Canelurile cu caneluri au joncțiuni poroase în formă de pană pentru a preveni îndoirea conductorului ca urmare a forței centrifuge mari emise în timpul rotației rotorului, precum și în prezența unui curent de alimentare și a excitației magnetice.

Există două tipuri de design de înfășurare a armăturii motorului de curent continuu:

înfășurarea buclei (în acest caz, numărul de căi de curent paralele între adaptoare (A) este egal cu numărul de poli (P), adică A \u003d P.
înfășurarea undelor (în acest caz, numărul de căi de curent paralele între adaptoare (A) este întotdeauna 2, indiferent de numărul de poli, adică mașina este proiectată în consecință).

Colector

Comutatorul motorului de curent continuu este o structură cilindrică din segmente de cupru stivuite, dar izolate cu mica. Dacă vorbim de DCT, atunci colectorul este folosit aici în principal ca mijloc de comutare sau transfer al curentului de alimentare din rețea prin periile motorului electric către înfășurările armăturii montate în structura rotativă.

perii

Periile motoarelor de curent continuu sunt realizate din structuri de carbon sau grafit, creând un contact de alunecare sau un glisor deasupra comutatorului rotativ. Periile sunt folosite pentru a transmite curent electric de la circuitul exterior la forma rotativă a colectorului, unde apoi intră în înfășurările armăturii. Comutatorul și periile unui motor electric sunt folosite, în general, pentru a transfera energie electrică dintr-un circuit electric static într-o zonă cu rotație mecanică, sau pur și simplu un rotor.

motoare de curent continuu conceput pentru a transforma energia DC în lucru mecanic.

Motoarele de curent continuu sunt mult mai puțin comune decât motoarele de curent alternativ. Acest lucru se datorează în primul rând costului relativ ridicat, unui dispozitiv mai complex și dificultăților în furnizarea de energie. Dar, în ciuda tuturor acestor neajunsuri, DPT are multe avantaje. De exemplu, motoarele AC sunt greu de reglat, în timp ce DCT-urile sunt perfect reglate în multe feluri. În plus, DCT-urile au caracteristici mecanice mai rigide și permit un cuplu de pornire mare.

Motoarele electrice cu curent continuu sunt folosite ca motoare de tractiune, in transportul electric, ca diverse actionari.

Dispozitivul motoarelor de curent continuu

Designul unui motor de curent continuu este similar cu un motor de curent alternativ, dar există încă diferențe semnificative. Pe cadrul 7, care este din oțel, este instalată o înfășurare de excitație sub formă de bobine 6. Între polii principali pot fi instalați poli suplimentari 5 pentru a îmbunătăți proprietățile motorului de curent continuu. În interior este instalată o ancora 4, care constă dintr-un miez și un colector 2, și este instalată folosind rulmenții 1 în carcasa motorului. Colectorul este o diferență semnificativă față de motoarele de curent alternativ. Se conectează la periile 3, ceea ce vă permite să alimentați sau în generatoare, dimpotrivă, îndepărtați tensiunea din circuitul de ancorare.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al DPT se bazează pe interacțiunea câmpurilor magnetice ale înfășurării de excitație și armăturii. Se poate imagina că în locul unei armături avem un cadru prin care trece curentul, iar în locul unei înfășurări de excitație, un magnet permanent cu poli N și S. Când un curent continuu trece prin cadru, câmpul magnetic al magnetului permanent. începe să acționeze asupra acestuia, adică cadrul începe să se rotească și, deoarece direcția curentului nu se schimbă, direcția de rotație a cadrului rămâne aceeași.

Când se aplică tensiune la bornele motorului, curentul începe să curgă în înfășurarea armăturii, așa cum știm deja, câmpul magnetic al mașinii începe să acționeze asupra ei, în timp ce armătura începe să se rotească și, deoarece armătura se rotește într-un mod magnetic. câmp, EMF începe să se formeze. Acest EMF este îndreptat împotriva curentului, în legătură cu acesta se numește contra-EMF. Poate fi găsit folosind formula

Unde Ф este fluxul magnetic de excitație, n este viteza de rotație și Ce este momentul de proiectare al mașinii, care rămâne constant pentru aceasta.

Tensiunea la bornele este mai mare decât EMF din spate cu cantitatea de cădere de tensiune în circuitul armăturii.

Și dacă înmulțim această expresie cu curentul, obținem ecuația de echilibru a puterii.

Partea stângă a ecuației UI i reprezintă puterea furnizată motorului electric, în partea dreaptă primul termen EI i reprezintă puterea electromagnetică, iar al doilea I i R i este puterea pierderilor în circuitul armăturii.