Missä DC-moottoreita käytetään? DC-moottorit ja niiden sovellukset

Suunnittelusta riippumatta mikä tahansa sähkömoottori on suunniteltu samalla tavalla: paikallaan olevan käämin (staattorin) sylinterimäisen uran sisällä pyörii roottori, jossa viritetään magneettikenttä, mikä johtaa sen napojen hylkäämiseen staattorista.

Jatkuvan repulsion ylläpitäminen edellyttää joko roottorin käämien uudelleenkommutointia, kuten tehdään harjatuissa sähkömoottoreissa, tai pyörivän magneettikentän luomista itse staattoriin (klassinen esimerkki on asynkroninen kolmivaihemoottori).

Sähkömoottorien tyypit ja niiden ominaisuudet

Laitteiden tehokkuus ja luotettavuus riippuvat suoraan sähkömoottorista, joten sen valinta vaatii vakavaa lähestymistapaa.

Sähkömoottorin avulla sähköenergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi. Teho, kierrokset minuutissa, jännite ja virtalähteen tyyppi ovat sähkömoottoreiden tärkeimmät indikaattorit. Myös paino-, koko- ja energiaindikaattorit ovat erittäin tärkeitä.

Sähkömoottoreilla on suuria etuja. Näin ollen sähkömoottorit ovat kooltaan paljon pienempiä verrattuna teholtaan vertailukelpoisiin lämpömoottoreihin. Ne soveltuvat erinomaisesti asennettavaksi pienille alueille, esimerkiksi raitiovaunujen, sähkövetureiden laitteisiin ja työstökoneisiin eri tarkoituksiin.

Niitä käytettäessä ei vapaudu höyryä tai hajoamistuotteita, mikä varmistaa ympäristöystävällisyyden. Sähkömoottorit jaetaan tasa- ja vaihtovirtamoottoreihin, askelmoottoreihin, servomoottoreihin ja lineaarimoottoreihin.

Vaihtovirtasähkömoottorit puolestaan jaetaan synkronisiin ja asynkronisiin.

DC-moottorit
Niitä käytetään säädettävien sähkökäyttöjen luomiseen, joilla on korkeat dynaamiset ja suorituskykyindikaattorit. Näitä indikaattoreita ovat korkea tasaisuus pyörintä ja uudelleenlatauskyky. Niitä käytetään paperinvalmistus-, värjäys- ja viimeistely- ja materiaalinkäsittelykoneiden, polymeerilaitteiden, porauslaitteiden ja kaivinkoneiden apuyksiköiden valmistukseen. Niitä käytetään usein kaikentyyppisten sähköajoneuvojen varustamiseen.
Niillä on suurempi kysyntä kuin tasavirtamoottoreilla. Niitä käytetään usein jokapäiväisessä elämässä ja teollisuudessa. Niiden tuotanto on paljon halvempaa, suunnittelu on yksinkertaisempaa ja luotettavampaa, ja toiminta on melko yksinkertaista. Lähes kaikki kodinkoneet on varustettu AC-moottoreilla. Niitä käytetään pesukoneissa, keittiön liesituulettimissa jne. Suurilla teollisuudenaloilla niitä käytetään työstökoneiden, raskaiden kuormien siirtämiseen tarkoitettujen vinssien, kompressorien, hydraulisten ja pneumaattisten pumppujen sekä teollisuuspuhaltimien ohjaamiseen.
Askelmoottorit
Ne toimivat periaatteella, jossa sähköimpulssit muunnetaan luonteeltaan diskreetiksi mekaaniseksi liikkeeksi. Suurin osa toimisto- ja tietokonelaitteista on varustettu niillä. Tällaiset moottorit ovat hyvin pieniä, mutta erittäin tuottavia. Joskus niillä on kysyntää tietyillä toimialoilla.
Servo moottorit
Viittaa tasavirtamoottoreihin. Ne ovat huipputeknologiaa. Heidän työnsä tehdään negatiivisen palautteen avulla. Tällainen moottori on erityisen tehokas ja pystyy kehittämään suuren akselin pyörimisnopeuden, jonka säätö suoritetaan tietokoneohjelmistolla. Tämä toiminto tekee siitä suositun tuotantolinjojen varustuksessa ja nykyaikaisissa teollisuuskoneissa.
Lineaarimoottorit
Niillä on ainutlaatuinen kyky pyörittää roottoria ja staattoria suoraviivaisesti suhteessa toisiinsa. Tällaiset moottorit ovat välttämättömiä sellaisten mekanismien toiminnalle, joiden toiminta perustuu työkappaleiden eteenpäin ja edestakaisin liikkeelle. Lineaarisen sähkömoottorin käyttö voi lisätä mekanismin luotettavuutta ja tehokkuutta, koska se yksinkertaistaa merkittävästi sen toimintaa ja eliminoi lähes kokonaan mekaanisen voimansiirron.
Synkroniset moottorit
Ne ovat eräänlaisia vaihtovirtasähkömoottoreita. Niiden roottorin pyörimistaajuus on yhtä suuri kuin ilmaraossa olevan magneettikentän pyörimistaajuus. Niitä käytetään kompressoreissa, suurissa puhaltimissa, pumpuissa ja tasavirtageneraattoreissa, koska ne toimivat vakionopeudella.
Asynkroniset moottorit
Ne kuuluvat myös AC-sähkömoottorien luokkaan. Niiden roottorin pyörimisnopeus eroaa magneettikentän pyörimistaajuudesta, joka syntyy staattorikäämin virran vaikutuksesta. Asynkroniset moottorit jaetaan kahteen tyyppiin roottorin rakenteesta riippuen: oravahäkki ja kierretty roottori. Staattorin rakenne on sama molemmissa tyypeissä, ainoa ero on käämityksessä.

Sähkömoottorit ovat välttämättömiä nykymaailmassa. Niiden ansiosta ihmisten työ helpottuu huomattavasti. Niiden käyttö auttaa vähentämään ihmisten energiakustannuksia ja tekemään jokapäiväisestä elämästä paljon mukavampaa.

Moottorisarjan nimitys:

AIR, A, 4A, 5A, AD, 7АVER - yleiset teollisuussähkömoottorit tehonsäädöllä GOST 51689-2000 mukaan
AIS, 6A, IMM, RA, AIS - yleiset teollisuussähkömoottorit eurooppalaisen standardin DIN (CENELEC) mukaan
AIM, AIML, 4VR, VA, AV, VAO2, 1VAO, 3V - räjähdyssuojatut sähkömoottorit
AIU, VRP, AVR, 3AVR, VR - räjähdyssuojatut kaivossähkömoottorit
A4, DAZO4, AOM, DAV, AO4 - korkeajännitteiset sähkömoottorit

Sähkömoottorin muutoksen merkki:

M - modernisoitu sähkömoottori (esimerkiksi: ADM63A2U3)
K - sähkömoottori, jossa on kierretty roottori (esimerkiksi: 5ANK280A6)
X - sähkömoottori alumiinirungossa (esimerkiksi: 5AMH180M2U3)
E - yksivaiheinen sähkömoottori 220 V (esimerkiksi: AIRE80S2U3)
N - suojattu sähkömoottori, jossa on itsetuuletus (esimerkiksi: 5AN200M2U3)
F - suojattu sähkömoottori pakkojäähdytyksellä (esimerkiksi: 5AF180M2U3)
C - sähkömoottori suurennetulla luistolla (esimerkiksi: AIRS180M4U3)
B - sisäänrakennettu sähkömoottori (esimerkiksi: ADMV63V2U3)
R - sähkömoottori suurennetulla käynnistysmomentilla (esimerkiksi: AIRR180S4U3)
P - sähkömoottori tuulettimien ohjaamiseen siipikarjatiloilla ("siipikarjatalo") (esimerkiksi: AIRP80A6U2)

Yleisesti hyväksytty ilmastosuunnittelu GOST koskee kaikentyyppisiä koneita, instrumentteja, sähkömoottoreita ja muita teknisiä tuotteita. Alla on täydellinen selitys nimeämisestä.

Kirjain osoittaa ilmastovyöhykkeen

U - lauhkea ilmasto;
T – trooppinen ilmasto;
CL - kylmä ilmasto;
M – merellinen kohtalaisen kylmä ilmasto;
О - yleinen ilmastollinen versio (paitsi meri);
OM - yleinen ilmastollinen meriversio;
B - ilmastollinen versio.

1 - ulkona;
2 - katoksen alla tai sisätiloissa, joissa olosuhteet ovat samat kuin ulkona, lukuun ottamatta auringonsäteilyä;
3 - sisätiloissa ilman ilmasto-olosuhteiden keinotekoista säätelyä;
4 - sisätiloissa ilmasto-olosuhteiden keinotekoisella säätelyllä (ilmanvaihto, lämmitys);
5 - huoneissa, joissa on korkea kosteus, ilman ilmasto-olosuhteiden keinotekoista säätelyä

Toimintatyypin mukaan nämä moottorit jaetaan:

synkroniset moottorit;
asynkroniset moottorit;.

Vaiheiden lukumäärän mukaan moottorit ovat:

yksivaihe
kaksivaiheinen
kolmivaiheinen

Olennainen ero on, että synkronisissa koneissa staattorin magnetomotorisen voiman 1. harmoninen liikkuu roottorin pyörimisnopeuden mukana (siksi roottori itse pyörii staattorissa olevan magneettikentän pyörimisnopeudella), kun taas asynkronisissa koneissa on ja pysyy ero roottorin pyörimisnopeuden ja staattorin magneettikentän pyörimisnopeuden välillä (kenttä pyörii nopeammin kuin roottori).

Tällaisen sähkömoottorin roottori on metallisylinteri, jonka uriin painetaan tai kaadetaan johtavat johtimet kulmassa pyörimisakseliin nähden, ja roottorin päissä ne yhdistetään renkailla yhdeksi kokonaisuudeksi. Staattorin vaihtuva magneettikenttä herättää roottorissa vastavirran, joka muistuttaa oravapyörää, ja vastaavasti magneettikentän, joka hylkii sen staattorista.

Staattorikäämien lukumäärästä riippuen asynkroninen moottori voi olla:

Yksivaihe- tässä tapauksessa moottorin suurin haittapuoli on kyvyttömyys käynnistyä itsestään, koska hylkäysvoiman vektori kulkee tiukasti pyörimisakselin läpi. Käynnistys edellyttää joko käynnistystyöntöä tai erillisen käynnistyskäämin liittämistä, mikä luo lisävoimamomentin, joka siirtää niiden kokonaisvektoria ankkuriakseliin nähden.
Kaksivaiheinen sähkömoottori on kaksi käämiä, joissa vaiheita siirretään kulmassa, joka vastaa käämien välistä geometristä kulmaa. Tässä tapauksessa sähkömoottoriin syntyy niin sanottu pyörivä magneettikenttä (kentänvoimakkuuden väheneminen yhden käämin navoissa tapahtuu synkronisesti sen lisääntymisen kanssa toisessa). Tällainen moottori pystyy käynnistymään itsestään, mutta sillä on vaikeuksia peruuttaa. Koska nykyaikainen teholähde ei käytä kaksivaiheisia verkkoja, tällaisia sähkömoottoreita käytetään itse asiassa yksivaiheisissa verkoissa, jolloin toinen vaihe on kytketty vaiheensiirtoelementin (yleensä kondensaattorin) kautta.
Kolmivaiheinen asynkroninen sähkömoottori- edistynein asynkronisen moottorin tyyppi, koska se on mahdollista helposti kääntää - vaihekäämien kytkentäjärjestyksen muuttaminen muuttaa magneettikentän ja vastaavasti roottorin pyörimissuuntaa.

AC-kommutaattorimoottoreita käytetään tapauksissa, joissa vaaditaan suuria pyörimisnopeuksia (asynkroniset sähkömoottorit eivät voi ylittää staattorin magneettivuon pyörimisnopeutta - 50 Hz:n teollisuusverkossa tämä on 3000 rpm). Lisäksi ne hyötyvät käynnistysmomentista (tässä se on verrannollinen virtaan, ei rpm) ja niillä on pienempi käynnistysvirta, mikä vähentää sähköverkon ylikuormitusta käynnistyksen aikana. Niiden avulla on myös helppo hallita nopeuttasi.

Näiden etujen haittapuolena ovat korkeat kustannukset (vaatii pinotun ytimen, useiden käämien ja keräimen valmistuksen, jota on myös vaikeampi tasapainottaa) ja lyhyempi käyttöikä. Sen lisäksi, että kuluttavat harjat on vaihdettava säännöllisesti, itse kommutaattori kuluu ajan myötä.

Synkronisella sähkömoottorilla on se erikoisuus, että roottorin magneettikenttää ei aiheuta staattorin magneettikenttä, vaan sen oma käämitys, joka on kytketty erilliseen tasavirtalähteeseen. Tästä johtuen sen pyörimistaajuus on yhtä suuri kuin staattorin magneettikentän pyörimistaajuus, josta termi "synkroninen" tulee.

Tasavirtamoottorin tapaan vaihtovirtasynkroninen moottori on käännettävissä: kun staattoriin syötetään jännite, se toimii kuten sähkömoottori, kun sitä pyöritetään ulkoisesta lähteestä, se itse alkaa virittää vaihtovirtaa vaihekäämeissä. Synkronisten sähkömoottorien pääasiallinen käyttöalue on suuritehoiset käyttölaitteet. Tässä tehokkuuden kasvu suhteessa asynkronisiin sähkömoottoreihin tarkoittaa merkittävää sähköhäviöiden vähenemistä.

Synkronimoottoreita käytetään myös sähköajoneuvoissa. Tässä tapauksessa nopeuden ohjaamiseen tarvitaan kuitenkin tehokkaita taajuusmuuttajia, mutta jarrutuksen aikana energiaa voidaan palauttaa verkkoon.

Koska tasavirta ei pysty luomaan muuttuvaa magneettikenttää, roottorin jatkuvan pyörimisen varmistaminen edellyttää käämien pakotettua uudelleenkommutointia tai diskreettiä magneettikentän suunnan muutosta.

Vanhin tunnettu menetelmä on sähkömekaanisen kommutaattorin käyttö. Tässä tapauksessa sähkömoottorin ankkurissa on useita monisuuntaisia käämiä, jotka on kytketty kommutaattorilamelleihin, jotka sijaitsevat sopivassa paikassa harjoihin nähden. Kun virta kytketään päälle, harjoihin kytketyssä käämissä tapahtuu pulssi, jonka jälkeen roottori pyörii ja uusi käämi kytketään päälle samassa paikassa suhteessa staattorin napoihin.

Koska staattorin magnetointi ei muutu DC-kommutaattorimoottorin käytön aikana, voidaan käämitetyn sydämen sijasta käyttää voimakkaita kestomagneetteja, mikä tekee moottorista kompaktimman ja kevyemmän.

Nämä moottorit, joissa on harjakommutaattoriyksikkö, ovat:

Keräilijä- sähkölaite, jossa roottorin asentoanturi ja käämien virtakytkin ovat sama laite - harja-keräinyksikkö.
Harjaton- suljettu sähkömekaaninen järjestelmä, joka koostuu synkronisesta laitteesta, jossa magneettikenttä jakautuu sinimuotoisesti raossa, roottorin asentoanturista, koordinaattimuuntimesta ja tehovahvistimesta. Harjattuihin moottoreihin verrattuna kalliimpi vaihtoehto.

Kommutaattorimoottorilla ei ole monia haittoja. Tämä:

korkea häiriötaso, joka välittyy syöttöverkkoon ankkurikäämityksiä vaihdettaessa, ja kipinöivien harjojen kiihottama;
kommutaattorin ja harjojen väistämätön kuluminen;
lisääntynyt melu käytön aikana.

Nykyaikainen tehoelektroniikka on mahdollistanut näiden puutteiden poistamisen käyttämällä ns. askelmoottoria - siinä roottorissa on pysyvä magnetointi, ja ulkoinen laite muuttaa peräkkäin virran suuntaa useissa staattorikäämeissä. Itse asiassa yhdellä virtapulssilla roottori pyörii kiinteässä kulmassa (askel), josta tämän tyyppisten sähkömoottorien nimi tulee.

Askelmoottorit ovat hiljaisia ja mahdollistavat myös vääntömomentin (pulssin amplitudin) ja nopeuden (taajuuden) säätämisen laajimmalla alueella, ja ne voidaan myös helposti kääntää muuttamalla signaalien järjestystä. Tästä syystä niitä käytetään laajasti servoissa ja automaatiossa, mutta niiden maksimiteho määräytyy tehonsäätöpiirin ominaisuuksien mukaan, jota ilman askelmoottorit eivät toimi.

Yksivaiheinen asynkroninen sähkömoottori

Laite on asynkroninen sähkömoottori, jossa staattorissa on vain yksi toimiva käämi. Laite on tarkoitettu kytkettäväksi yksivaiheiseen vaihtovirtaverkkoon. Yksikköä käytetään täydentämään käyttöjärjestelmiä pienitehoisille teollisuus- ja kodinkoneille - pumput, työstökoneet, myllyt, mehupuristimet, lihamyllyt, tuulettimet, kompressorit jne.

Tämän laitteen edut:

yksinkertainen muotoilu;
taloudellinen sähkönkulutus;
monipuolisuus (yksivaiheista sähkömoottoria käytetään monilla tuotantoalueilla);
hyväksyttävä tärinä- ja melutaso käytön aikana;
lisääntynyt käyttöikä;
kestää erilaisia ylikuormituksia.

Näiden valmistajien yksivaiheisten sähkömoottoreiden erillinen etu on kyky liittää yksikkö 220 voltin verkkoon. Tämän ansiosta laitetta voidaan käyttää paitsi tuotannossa myös päivittäisten kotitalouksien ongelmien ratkaisemiseen. Esitellyt yksivaiheiset asynkroniset sähkömoottorit on helppo kytkeä eivätkä vaadi erityistä huoltoa

Kolmivaiheinen asynkroninen sähkömoottori

Yksikkö on asynkroninen AC-moottori, joka koostuu roottorista ja staattorista kolmella käämityksellä. Laite on tarkoitettu liitettäväksi kolmivaiheiseen vaihtovirtaverkkoon. Tämä asynkroninen sähkömoottori on löytänyt laajan sovelluksen teollisuudessa: sitä käytetään usein tehokkaiden laitteiden, kuten kompressoreiden, murskaimien, myllyjen ja sentrifugien, valmistukseen. Lisäksi yksikkö sisältyy useiden automaatio- ja telemekaniikan laitteiden, lääketieteellisten laitteiden sekä erilaisten kotikäyttöön tarkoitettujen koneiden ja sahojen suunnitteluun.

Esitettyjen laitteiden eduista on huomattava:

korkea tehokkuus ja tuottavuus;
monipuolisuus (kolmivaiheista asynkronista sähkömoottoria käytetään eri toiminta-aloilla);
alhainen tärinä ja melu käytön aikana;
kevyt, mutta samalla luotettava ja kulutusta kestävä runko;
eurooppalaisten laatustandardien tiukkojen vaatimusten noudattaminen.

Lisäksi kolmivaiheisille asynkronisille sähkömoottoreille on ominaista helppo asennus ja pitkä käyttöikä. On syytä huomata, että joidenkin valmistajien malleihin on mahdollista asentaa lisämoduuleja asiakkaan pyynnöstä. Esimerkiksi BN-sarjan kolmivaiheiset sähkömoottorit voidaan varustaa pakotetulla jäähdytysjärjestelmällä, joka varmistaa yksikön oikean ja tehokkaan toiminnan alhaisilla nopeuksilla.

mirprivoda.ru, eltechbook.ru

DC-moottoreita löytyy harvoin kotitalouksista. Mutta niitä on aina kaikissa lasten leluissa, jotka toimivat paristoilla, jotka kävelevät, juoksevat, ajavat, lentävät jne. Tasavirtamoottorit (DC-moottorit) asennetaan autoihin: puhaltimiin ja erilaisiin käyttöihin. Niitä käytetään lähes aina sähköajoneuvoissa ja harvemmin valmistuksessa.

DPT:n edut asynkronisiin moottoreihin verrattuna:

Hyvin säädettävä.
Erinomaiset lähtöominaisuudet.
Pyörimisnopeudet voivat olla yli 3000 rpm.

DBT:n haitat:

Alhainen luotettavuus.
Valmistuksen vaikeus.
Korkea hinta.
Korkeat huolto- ja korjauskustannukset.

DC-moottorin toimintaperiaate

Moottorin rakenne on samanlainen kuin synkronisissa AC-moottoreissa. En toista itseäni, jos et tiedä, katso tämä meidän.

Mikä tahansa nykyaikainen sähkömoottori toimii Faradayn magneettisen induktion lain ja "vasemman käden säännön" perusteella. Jos ankkurikäämin alaosaan kytketään sähkövirta yhteen suuntaan ja yläosaan vastakkaiseen suuntaan, se alkaa pyöriä. Vasemman käden säännön mukaan ankkuriuriin sijoitetut johtimet työntyvät ulos DPT-kotelon tai staattorin käämien magneettikentästä.

Alaosa tulee työnnä oikealle ja yläosa vasemmalle, jolloin ankkuri alkaa pyöriä, kunnes ankkurin osat vaihtavat paikkaa. Jatkuvan pyörimisen luomiseksi on tarpeen jatkuvasti vaihtaa ankkurikäämin napaisuutta. Näin tekee kommutaattori, joka pyöriessään vaihtaa ankkurikäämityksiä. Jännite virtalähteestä syötetään kollektorille puristavilla grafiittiharjoilla.

Kaaviokaaviot tasavirtamoottorista

Jos AC-moottorit ovat melko yksinkertaisia DPT:n kanssa kaikki on monimutkaisempaa. Sinun on tiedettävä moottorin merkki ja sitten selvitettävä sen liitäntäpiiri Internetistä.

Useammin keskisuurille ja tehokkaille moottoreille DC liitäntäkotelossa on erilliset liittimet ankkurista ja kenttäkäämityksestä (OB). Yleensä ankkuriin syötetään täysi tehonsyöttöjännite, ja virtaa säätelee reostaatilla tai vaihtojännitteellä virityskäämiin. Tasavirtamoottorin nopeus riippuu OB-virran suuruudesta. Mitä suurempi se on, sitä nopeampi pyörimisnopeus.

Riippuen siitä, miten ankkuri ja OB on kytketty, sähkömoottoreissa on erillinen viritys erillisestä virtalähteestä ja itsevirityksellä, joka voi olla rinnakkais-, sarja- ja sekoitettu.

Käytetään tuotannossa moottorit, joissa on itsenäinen heräte, joka on kytketty ankkurista erilliseen virtalähteeseen. Kentän ja ankkurikäämien välillä ei ole sähköistä yhteyttä.

Kytkentäkaavio rinnakkaisvirityksellä pohjimmiltaan se on samanlainen kuin piiri, jossa on itsenäinen OB:n heräte. Ainoa ero on, että erillistä virtalähdettä ei tarvitse käyttää. Moottoreilla, kun ne on kytketty päälle näiden molempien järjestelmien mukaisesti, on samat jäykät ominaisuudet, joten niitä käytetään työstökoneissa, puhaltimissa jne.

Sarjakäämityt moottorit käytetään, kun vaaditaan suurta käynnistysvirtaa ja pehmeää ominaiskäyrää. Niitä käytetään raitiovaunuissa, johdinautoissa ja sähkövetureissa. Tämän kaavion mukaan kenttä- ja ankkurikäämit on kytketty toisiinsa sarjaan. Kun jännite kytketään, molempien käämien virrat ovat samat. Suurin haittapuoli on, että kun akselin kuormitus laskee alle 25 prosenttiin nimellisarvosta, pyörimisnopeus kasvaa jyrkästi saavuttaen DPT:lle vaaralliset arvot. Siksi häiriöttömän toiminnan varmistamiseksi akselin jatkuva kuormitus on välttämätöntä.

Joskus käytetty DBT sekakiihotuksella, jossa yksi OB-käämi on kytketty sarjaan ankkuripiiriin ja toinen rinnan. Harvoin tapahtuu elämässä.

Käänteiset DC-moottorit

Pyörimissuunnan vaihtamiseen Sarjaheräteellä varustettu DPT vaatii OB- tai ankkurikäämin virran suunnan muuttamisen. Käytännössä tämä tapahtuu vaihtamalla napaisuutta: vaihdamme plus- ja miinuskohtia. Jos muutat viritys- ja ankkuripiirien napaisuutta samanaikaisesti, pyörimissuunta ei muutu. Käänteinen tehdään samalla tavalla vaihtovirralla toimiville moottoreille.

Käänteinen DPT rinnakkaisella tai sekavirityksellä On parempi tehdä tämä muuttamalla sähkövirran suuntaa ankkurikäämissä. Kun virityskäämi katkeaa, EMF saavuttaa vaaralliset arvot ja johdineristeen rikkoutuminen on mahdollista.

DC-moottoreiden nopeuden säätö

DPT peräkkäisellä virityksellä Helpoin tapa säätää on ankkuripiirin muuttuva vastus. Sitä voidaan säätää vain vähentämään nopeutta suhteessa 2:1 tai 3:1. Tässä tapauksessa ohjausreostaatissa (R reg) tapahtuu suuria häviöitä. Tätä menetelmää käytetään nostureissa ja sähkövaunuissa, joiden toiminta on usein keskeytynyt. Muissa tapauksissa nopeus säädetään ylöspäin nimellisarvosta kenttäkäämityspiirin reostaatilla, kuten oikeasta kuvasta näkyy.

DPT rinnakkaisella virityksellä Voit myös säätää kierroslukua alaspäin ankkuripiirin resistanssilla, mutta enintään 50 prosenttia nimellisarvosta. Jälleen vastus kuumenee sen sähköenergian häviöiden vuoksi.

Lisää nopeutta enintään 4 kertaa mahdollistaa reostaatin OB-piirissä. Yksinkertaisin ja yleisin tapa säätää pyörimisnopeutta.

Käytännössä nykyaikaisissa sähkömoottoreissa näitä ohjausmenetelmiä käytetään harvoin niiden puutteiden ja rajallisen ohjausalueen vuoksi. Käytetään erilaisia elektronisia ohjauspiirejä.

Samanlaisia materiaaleja.

Sähkömoottorit ovat koneita, jotka voivat muuntaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. Kulutetun virran tyypistä riippuen ne jaetaan AC- ja DC-moottoreihin. Tämä artikkeli keskittyy jälkimmäisiin, joista käytetään lyhennettä DBT. Tasavirtamoottorit ympäröivät meitä joka päivä. Ne on varustettu akkukäyttöisillä sähkötyökaluilla, sähköajoneuvoilla, joillakin teollisuuskoneilla ja paljon muuta.

Suunnittelu ja toimintaperiaate

DFC:n rakenne on samanlainen kuin synkronisen AC-sähkömoottorin välinen ero on vain kulutetun virran tyypissä. Moottori koostuu kiinteästä osasta - staattorista tai kelasta, liikkuvasta osasta - ankkurista ja harja-keräysyksiköstä. Induktori voidaan valmistaa kestomagneetin muodossa, jos moottori on pienitehoinen, mutta useammin se on varustettu virityskäämityksellä, jossa on kaksi tai useampia napoja. Ankkuri koostuu joukosta johtimia (käämejä), jotka on kiinnitetty uriin. DFC:n yksinkertaisimmassa mallissa käytettiin vain yhtä magneettia ja kehystä, jonka läpi virta kulki. Tätä mallia voidaan pitää vain yksinkertaistettuna esimerkkinä, kun taas moderni muotoilu on parannettu versio, jolla on monimutkaisempi rakenne ja joka kehittää tarvittavaa tehoa.

DPT:n toimintaperiaate perustuu Amperen lakiin: jos varautunut lankakehys asetetaan magneettikenttään, se alkaa pyöriä. Sen läpi kulkeva virta muodostaa ympärilleen oman magneettikentän, joka joutuessaan kosketuksiin ulkoisen magneettikentän kanssa alkaa pyörittää kehystä. Yhden kehyksen tapauksessa pyöriminen jatkuu, kunnes se ottaa neutraaliasennon ulkoisen magneettikentän suuntaisesti. Jos haluat saada järjestelmän liikkeelle, sinun on lisättävä toinen kehys. Nykyaikaisissa DPT:issä kehykset korvataan armatuurilla, jossa on johtimia. Virta kohdistetaan johtimiin, jotka lataavat niitä, jolloin ankkurin ympärille muodostuu magneettikenttä, joka alkaa olla vuorovaikutuksessa kenttäkäämin magneettikentän kanssa. Tämän vuorovaikutuksen seurauksena ankkuri pyörii tietyssä kulmassa. Seuraavaksi virta kulkee seuraaviin johtimiin jne.
Vaihtoehtoisesti ankkurijohtimien lataamiseen käytetään erityisiä grafiitista tai kupari-grafiittiseoksesta valmistettuja harjoja. Niillä on koskettimien rooli, jotka sulkevat sähköpiirin johdinparin liittimiin. Kaikki liittimet on eristetty toisistaan ja yhdistetty kollektoriyksikköön - useiden lamellien renkaaksi, joka sijaitsee ankkuriakselin akselilla. Moottorin käytön aikana kontaktiharjat vuorotellen sulkevat lamellit, mikä mahdollistaa moottorin tasaisen pyörimisen. Mitä enemmän johtimia ankkurissa on, sitä tasaisemmin DPT toimii.

DC-moottorit on jaettu:
— sähkömoottorit, joissa on itsenäinen heräte;
— sähkömoottorit, joissa on itseherätys (rinnakkais-, sarja- tai sekoitettu).
DPT-piiri itsenäisellä herätyksellä mahdollistaa virityskäämin ja ankkurin kytkemisen eri teholähteisiin siten, että ne eivät ole sähköisesti kytkettyjä toisiinsa.
Rinnakkaisherätys toteutetaan kytkemällä induktorin ja ankkurikäämit rinnan yhteen virtalähteeseen. Näillä kahdella moottorityypillä on kovat suorituskykyominaisuudet. Niiden työakselin pyörimisnopeus ei riipu kuormituksesta, ja sitä voidaan säätää. Tällaisia moottoreita on käytetty vaihtelevalla kuormituksella varustetuissa koneissa, joissa on tärkeää säätää akselin pyörimisnopeutta
Sarjavirityksellä ankkuri ja kenttäkäämi kytketään sarjaan, joten sähkövirran arvo on sama. Tällaiset moottorit ovat "pehmeämpiä" toiminnassa, niillä on suurempi nopeudensäätöalue, mutta ne vaativat jatkuvan kuormituksen akselille, muuten pyörimisnopeus voi saavuttaa kriittisen pisteen. Niissä on korkea käynnistysmomentti, mikä helpottaa käynnistystä, mutta akselin pyörimisnopeus riippuu kuormituksesta. Niitä käytetään sähköajoneuvoissa: nostureissa, sähköjunissa ja kaupunkiraitiovaunuissa.
Sekatyyppi, jossa yksi virityskäämi on kytketty ankkuriin rinnan ja toinen sarjaan, on harvinainen.

Lyhyt luomishistoria

M. Faradaysta tuli edelläkävijä sähkömoottoreiden luomisen historiassa. Hän ei pystynyt luomaan täysimittaista toimivaa mallia, mutta hän teki löydön, joka teki tämän mahdolliseksi. Vuonna 1821 hän suoritti kokeen käyttämällä ladattua lankaa, joka oli asetettu elohopeaan kylpyyn, jossa oli magneetti. Kun metallijohdin oli vuorovaikutuksessa magneettikentän kanssa, se alkoi pyöriä ja muutti sähkövirran energian mekaaniseksi työksi. Tuon ajan tutkijat työskentelivät luodakseen koneen, jonka toiminta perustuisi tähän vaikutukseen. He halusivat saada moottorin, joka toimi mäntäperiaatteella eli siten, että työakseli liikkui edestakaisin.
Vuonna 1834 luotiin ensimmäinen tasavirtasähkömoottori, jonka kehitti ja loi venäläinen tiedemies B. S. Jacobi. Hän ehdotti akselin edestakaisen liikkeen korvaamista sen pyörimisellä. Hänen mallissaan kaksi sähkömagneettia olivat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa pyörittäen akselia. Vuonna 1839 hän testasi onnistuneesti DPT:llä varustettua venettä. Tämän voimayksikön myöhempi historia on olennaisesti Jacobi-moottorin parannus.

DBT:n ominaisuudet

Kuten muutkin sähkömoottorit, DPT on luotettava ja ympäristöystävällinen. Toisin kuin AC-moottoreissa, sitä voidaan säätää laajalla akselin nopeudella ja taajuudella, ja se on helppo käynnistää.
DC-moottoria voidaan käyttää sekä moottorina että generaattorina. On myös mahdollista muuttaa akselin pyörimissuuntaa muuttamalla virran suuntaa ankkurissa (kaikki tyypit) tai kenttäkäämityksessä (moottorit, joissa on peräkkäinen heräte).
Pyörimisnopeuden säätö saavutetaan kytkemällä muuttuva vastus piiriin. Jaksottaisella virityksellä se sijaitsee ankkuripiirissä ja mahdollistaa nopeuden alentamisen suhteissa 2:1 ja 3:1. Tämä vaihtoehto sopii laitteille, jotka ovat pitkään käyttämättömänä, koska reostaatti kuumenee huomattavasti käytön aikana. Nopeuden kasvu varmistetaan kytkemällä reostaatti virityskäämipiiriin.
Rinnankäämitetyissä moottoreissa käytetään myös ankkuripiirissä reostaatteja nopeuden alentamiseksi 50 %:iin nimellisarvoista. Asettamalla vastuksen virityskäämipiirissä voit lisätä nopeutta jopa 4 kertaa.
Reostaattien käyttöön liittyy aina merkittäviä lämpöhäviöitä, joten nykyaikaisissa moottorimalleissa ne korvataan elektronisilla piireillä, jotka mahdollistavat nopeuden säätelyn ilman merkittäviä energiahäviöitä.
Tasavirtamoottorin hyötysuhde riippuu sen tehosta. Pienitehoiset mallit ovat alhaisia, hyötysuhde on noin 40 %, kun taas 1000 kW:n moottoreiden hyötysuhde voi olla jopa 96 %.

DBT:n edut ja haitat

DC-moottoreiden tärkeimmät edut ovat:
— suunnittelun yksinkertaisuus;
- helppokäyttöisyys;
— kyky säätää akselin pyörimisnopeutta;
— helppo käynnistys (erityisesti moottoreissa, joissa on peräkkäinen heräte);
— mahdollisuus käyttää generaattoreita;
- kompaktit mitat.
Virheet:
- niissä on "heikko lenkki" - grafiittiharjat, jotka kuluvat nopeasti, mikä rajoittaa niiden käyttöikää;
- hintava;
— verkkoon kytkeytyessään ne vaativat virran tasasuuntaajia.

Soveltamisala

Tasavirtamoottoreita käytetään laajasti liikenteessä. Ne asennetaan raitiovaunuihin, sähköjuniin, sähkövetureihin, höyryvetureihin, moottorialuksiin, kippiautoihin, nostureihin jne. Lisäksi niitä käytetään työkaluissa, tietokoneissa, leluissa ja liikkuvissa mekanismeissa. Niitä löytyy usein tuotantokoneista, joissa on tarpeen säätää työakselin nopeutta laajalla alueella.

Kotitalous- ja lääketieteelliset laitteet, lentokoneiden mallinnus, kaasu- ja öljyputkien sulkulaitteet - tämä ei ole täydellinen luettelo harjattomien tasavirtamoottoreiden (BD) käyttöalueista. Katsotaanpa näiden sähkömekaanisten toimilaitteiden suunnittelua ja toimintaperiaatetta ymmärtääksemme paremmin niiden edut ja haitat.

Yleistiedot, laite, käyttöalue

Yksi syy kiinnostukseen BD:tä kohtaan on kasvanut tarve nopeille mikromoottoreille, joissa on tarkka paikannus. Tällaisten asemien sisäinen rakenne on esitetty kuvassa 2.

Riisi. 2. Harjaton moottori

Kuten näette, rakenne koostuu roottorista (ankkuri) ja staattorista, ensimmäisessä on kestomagneetti (tai useita magneetteja järjestettynä tiettyyn järjestykseen), ja toinen on varustettu keloilla (B) magneettikentän luomiseksi .

On huomionarvoista, että nämä sähkömagneettiset mekanismit voivat olla joko sisäisellä ankkurilla (tämän tyyppinen rakenne näkyy kuvassa 2) tai ulkoisia (katso kuva 3).

Riisi. 3. Outrunner-suunnittelu

Näin ollen jokaisella mallilla on erityinen käyttöalue. Sisäisellä ankkurilla varustetuilla laitteilla on korkea pyörimisnopeus, joten niitä käytetään jäähdytysjärjestelmissä, droonien voimalaitoksina jne. Ulkopuolisia roottoritoimilaitteita käytetään siellä, missä vaaditaan tarkkaa sijoittelua ja vääntömomentin kestävyyttä (robotiikka, lääketieteelliset laitteet, CNC-koneet jne.).

Toimintaperiaate

Toisin kuin muut käytöt, esimerkiksi AC asynkroninen kone, BD vaatii toimiakseen erityisen ohjaimen, joka kytkee käämit päälle siten, että ankkurin ja staattorin magneettikenttien vektorit ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Eli pohjimmiltaan ohjainlaite säätelee DB-ankkuriin vaikuttavaa vääntömomenttia. Tämä prosessi näkyy selvästi kuvassa 4.

Kuten näet, jokaiselle ankkurin liikkeelle on suoritettava tietty kommutointi harjattoman tyyppisen moottorin staattorikäämityksessä. Tämä toimintaperiaate ei salli pyörimisen tasaista hallintaa, mutta mahdollistaa nopean vauhdin saamisen.

Erot harjattujen ja harjattomien moottoreiden välillä

Keräintyyppinen käyttö eroaa BD:stä sekä suunnitteluominaisuuksiltaan (ks. kuva 5.) että toimintaperiaatteeltaan.

Riisi. 5. A – harjattu moottori, B – harjaton

Katsotaanpa suunnittelun eroja. Kuvasta 5 voidaan nähdä, että kommutaattorityyppisen moottorin roottorissa (1 kuvassa 5), toisin kuin harjattomassa, on kelat, joissa on yksinkertainen käämityspiiri ja kestomagneetit (yleensä kaksi) on asennettu staattoriin (2). kuvassa 5). Lisäksi akselille on asennettu kommutaattori, johon on kytketty harjat, jotka syöttävät jännitteen ankkurin käämeille.

Puhutaanpa lyhyesti keräyskoneiden toimintaperiaatteesta. Kun yhteen käämiin syötetään jännite, se viritetään ja muodostuu magneettikenttä. Se on vuorovaikutuksessa kestomagneettien kanssa, mikä saa ankkurin ja sille asetetun keräimen pyörimään. Tämän seurauksena virtaa syötetään toiseen käämiin ja sykli toistuu.

Tämän mallin ankkurin pyörimistaajuus riippuu suoraan magneettikentän intensiteetistä, joka puolestaan on suoraan verrannollinen jännitteeseen. Eli nopeuden lisäämiseksi tai vähentämiseksi riittää tehotason lisääminen tai vähentäminen. Ja kääntääksesi on välttämätöntä vaihtaa napaisuutta. Tämä ohjaustapa ei vaadi erityistä säädintä, koska nopeussäädin voidaan tehdä muuttuvan vastuksen perusteella ja tavallinen kytkin toimii invertterina.

Käsittelimme harjattomien moottoreiden suunnitteluominaisuuksia edellisessä osiossa. Kuten muistat, niiden yhdistäminen vaatii erityisen ohjaimen, jota ilman ne eivät yksinkertaisesti toimi. Samasta syystä näitä moottoreita ei voida käyttää generaattoreina.

On myös syytä huomata, että joissakin tämän tyyppisissä käytöissä roottorin asentoja valvotaan Hall-antureiden avulla tehokkaamman ohjauksen vuoksi. Tämä parantaa merkittävästi harjattomien moottoreiden ominaisuuksia, mutta lisää jo ennestään kalliin suunnittelun kustannuksia.

Kuinka käynnistää harjaton moottori?

Jotta tämän tyyppiset asemat toimisivat, tarvitset erityisen ohjaimen (katso kuva 6). Ilman sitä käynnistäminen on mahdotonta.

Riisi. 6. Harjattomat moottoriohjaimet mallintamiseen

Ei ole mitään järkeä koota tällaista laitetta itse, se on halvempaa ja luotettavampaa ostaa valmis. Voit valita sen seuraavien PWM-kanavaohjainten ominaisuuksien perusteella:

Suurin sallittu virranvoimakkuus, tämä ominaisuus on annettu laitteen normaalille toiminnalle. Melko usein valmistajat ilmoittavat tämän parametrin mallin nimessä (esimerkiksi Phoenix-18). Joissakin tapauksissa huipputilalle annetaan arvo, jota säädin voi ylläpitää useita sekunteja.
Suurin nimellisjännite jatkuvassa käytössä.
Säätimen sisäisten piirien vastus.
Sallittu nopeus ilmoitetaan rpm. Tämän arvon ylittävä ohjain ei salli pyörimisen lisäämistä (rajoitus toteutetaan ohjelmistotasolla). Huomaa, että nopeus on aina annettu kaksinapaisille käytöille. Jos napapareja on enemmän, jaa arvo niiden lukumäärällä. Esimerkiksi ilmoitettu luku on 60000 rpm, joten 6-magneettisen moottorin pyörimisnopeus on 60000/3=20000 pm.
Luotujen pulssien taajuus, useimmille säätimille, tämä parametri vaihtelee välillä 7-8 kHz, kalliimmissa malleissa voit ohjelmoida parametrin uudelleen nostamalla sen 16 tai 32 kHz:iin.

Huomaa, että kolme ensimmäistä ominaisuutta määrittävät tietokannan tehon.

Harjaton moottorin ohjaus

Kuten edellä mainittiin, käyttökäämien kytkentää ohjataan elektronisesti. Kuljettaja tarkkailee ankkurin asentoa Hall-anturien avulla määrittääkseen, milloin vaihtaa. Jos taajuusmuuttajaa ei ole varustettu tällaisilla ilmaisimilla, kytkemättömissä staattorikäämeissä esiintyvä taka-EMF otetaan huomioon. Ohjain, joka on olennaisesti laitteisto-ohjelmistokompleksi, tarkkailee näitä muutoksia ja asettaa kytkentäjärjestyksen.

Kolmivaiheinen harjaton DC-moottori

Suurin osa tietokannoista on toteutettu kolmivaiheisesti. Tällaista käyttöä varten säätimessä on DC-kolmivaiheinen pulssimuunnin (katso kuva 7).

Kuva 7. OBD-jännitekaaviot

Selvittääksesi, miten tällainen venttiilimoottori toimii, on yhdessä kuvan 7 kanssa tarkasteltava kuvaa 4, joka puolestaan näyttää käyttölaitteen toiminnan kaikki vaiheet. Kirjoitetaan ne muistiin:

Positiivinen impulssi syötetään keloihin "A", kun taas negatiivinen impulssi kohdistetaan "B", minkä seurauksena ankkuri liikkuu. Anturit tallentavat sen liikkeen ja lähettävät signaalin seuraavaa vaihtoa varten.
Kela "A" kytketään pois päältä ja positiivinen pulssi menee kohtaan "C" ("B" pysyy muuttumattomana), sitten signaali lähetetään seuraavaan pulssisarjaan.
"C" on positiivinen, "A" on negatiivinen.
Pari "B" ja "A" toimii, jotka saavat positiivisia ja negatiivisia impulsseja.
Positiivinen pulssi syötetään uudelleen kohtaan "B" ja negatiivinen pulssi "C".
Kelat "A" kytketään päälle (+ toimitetaan) ja "C":n negatiivinen pulssi toistetaan. Sitten sykli toistuu.

Hallinnan näennäisessä yksinkertaisuudessa on paljon vaikeuksia. On välttämätöntä paitsi seurata ankkurin asentoa seuraavan pulssisarjan tuottamiseksi, vaan myös ohjata pyörimisnopeutta säätämällä kelojen virtaa. Lisäksi sinun tulee valita optimaaliset parametrit kiihdytykselle ja jarrutukselle. On myös syytä muistaa, että ohjain on varustettava yksiköllä, jonka avulla voit ohjata sen toimintaa. Tällaisen monitoimilaitteen ulkonäkö näkyy kuvassa 8.

Riisi. 8. Monitoiminen harjaton moottorin ohjausohjain

Hyödyt ja haitat

Sähköharjattomalla moottorilla on monia etuja, nimittäin:

Käyttöikä on huomattavasti pidempi kuin perinteisillä keruuanalogeilla.
Korkea hyötysuhde.
Aseta nopeasti suurin pyörimisnopeus.
Se on tehokkaampi kuin CD.
Kipinöiden puuttuminen käytön aikana mahdollistaa taajuusmuuttajan käytön palovaarallisissa olosuhteissa.
Lisäjäähdytystä ei tarvita.
Helppokäyttöinen.

Katsotaan nyt haittoja. Merkittävä tietokantojen käyttöä rajoittava haitta on niiden suhteellisen korkea hinta (mukaan lukien ajurin hinta). Haittojen joukossa on kyvyttömyys käyttää tietokantaa ilman ohjainta edes lyhytaikaiseen aktivointiin, esimerkiksi sen toimivuuden tarkistamiseen. Ongelmalliset korjaukset, varsinkin jos kelaus on tarpeen.

6.2. Tasavirtamoottorin rakenne ja toimintaperiaate. Tekniset automaatio- ja ohjausvälineet

6.2. Tasavirtamoottorin rakenne ja toimintaperiaate

DC-sähkömoottoreita käytetään laajasti toimielementteinä monissa automaatiolaitteissa: radioelektronisissa, optisissa, mekaanisissa sekä kannettavissa laitteissa, jotka on varustettu autonomisilla sähköenergian lähteillä. Näillä moottoreilla on numero etuja verrattuna muihin IE-tyyppeihin: mekaanisten ominaisuuksien lineaarisuus (DMC), hyvät ohjausominaisuudet, suuri käynnistysmomentti, suuri nopeus, laaja tehoalue erityyppisille DMC:ille sekä hyvä paino ja mitat.

Main haittaa Näistä moottoreista on harjakommutaattorilaite, joka rajoittaa moottoriajoneuvon käyttöikää ja lisää moottoriajoneuvon huoltokustannuksia, aiheuttaa lisähäviöitä, on häiriölähde ja käytännössä eliminoi mahdollisuuden käyttää moottorimoottori aggressiivisissa ja räjähdysherkissä ympäristöissä.

6.2.1. DPT suunnittelu

Rakenteellisesti DPT koostuu staattorista (kiinteä osa) ja roottorista tai ankkurista (pyörivä osa), joka on sijoitettu staattorin sisään. Koneen yksinkertaistettu rakenne voidaan selittää käyttämällä kuvaa 61.

Staattori koostuu teräsrungosta 1, jonka sisäpinnalle sijaitsevat päänavat, joka koostuu ytimistä 2 ja kenttäkäämeistä 3. Napaytimen alaosassa on napakappale 4, joka varmistaa halutun magneettisen jakautumisen. induktio koneen ilmaraossa. Laakerikilvet on kiinnitetty runkoon päätysivuille (ei esitetty kuvassa 61), joista yhteen on kiinnitetty metalli-grafiittiharjoilla 9 varustetut harjanpitimet.

Roottori(ankkuri) DPT koostuu sydämestä 5, ankkurikäämityksestä 6, kollektorista 7 ja akselista 8.

Ydin Kuva 5 on meistetyistä sähköteräslevyistä valmistettu sylinteri, jossa on reikä moottorin akselia varten ja jossa on uria, joihin ankkurin käämitysjohtimet on asetettu.

Keräilijä 7 – poikkileikkaukseltaan puolisuunnikkaan kuparilevyistä valmistettu sylinteri, joka on sähköisesti eristetty toisistaan ja moottorin akselista.

Kääntyvä Koneen ankkuri on suljettu järjestelmä johtimia, jotka on asetettu ja kiinnitetty sydämen 5 uriin. Se koostuu osista (käämeistä), joiden päätelmät on kytketty kahteen keräyslevyyn. Perinteisissä mikrokoneissa, joissa staattorissa on yksi napapari, ankkurikäämitys on yksinkertainen silmukkakäämi (kaavio kuva 62), jonka rakentamisen aikana käämiosien liittimet on kytketty kahteen vierekkäiseen kollektorilevyyn ja käämitysosuudet ja keräimen keräinlevyjen lukumäärä ovat samat.

Kääntyvä, jonka kaavio on esitetty kuvassa. 62, sisältää 4 osaa, joista kukin koostuu aktiivisista sivuista 1, jotka sijaitsevat ytimen urissa ja etuosien 2, joiden kautta osien aktiiviset puolet on liitetty toisiinsa ja keräyslevyihin. Jotta osien aktiivisille puolille indusoituva EMF summautuisi, on tarpeen sijoittaa yhden osan aktiiviset sivut ytimen uriin, erillään toisistaan napajaon t etäisyydellä. . Kuvassa näkyvä roottori. 6.1, sisältää 8 aktiivista johdinta, joiden osat muodostuvat johtimista 1 – 5, 2 – 6, 3 – 7 ja 4 – 8.

6.2.2. DPT:n sähkömagneettinen vääntömomentti

Periaate Toiminnot DPT perustuu ankkurikäämin johtimen virran vuorovaikutukseen virityksen magneettikentän kanssa, jonka seurauksena jokaiseen ankkurikäämin johtimeen vaikuttaa sähkömekaaninen voima ja kaikkiin aktiivisiin käämijohtimiin vaikuttavien voimien kokonaisuus muodostaa ankkurikäämin sähkömagneettisen vääntömomentin. kone. Laitetaan virtaa kuljettava kehys kestomagneetin kentälle. Riisi. 63.

Jokaiseen koneen magneettikenttään sijoitettuun virtaa kuljettavaan johtimeen kohdistuu sähkömagneettinen voima:

missä l on aktiivisen johtimen pituus, B on induktio ilmavälin tietyssä pisteessä, i on virta johtimessa. Olkoon kehyksen kummallakin puolella käämin rinnakkaisten haarojen lukumäärä 2a. Sitten, jos koneen harjojen läpi kulkee virta Iya, jota kutsutaan ankkurivirraksi, virta kulkee ankkurikäämin jokaisen johtimen läpi:

Kaikkeen vaikuttavien voimien kokonaisuus N runkojohtimet johtavat tuloksena olevan koneen sähkömagneettisen momentin syntymiseen:

Anna kyseessä olevan DPT:n olla 2p pylväät (useimmissa tapauksissa mikrokoneissa 2р = 2, eli napaparien lukumäärä p = 1). Ankkurin kehän ympärillä olevaa etäisyyttä vierekkäisten napojen keskipisteiden välillä kutsutaan napajakoksi t. Se on selvää

Missä d on kehyksen halkaisija.

Koska tulo l*r on napan hyödyllisen magneettivuon läpäisemä alue F, niin tämän virtauksen suuruus voidaan määrittää muodossa F=V keskiarvo *l*r.

Vaihdon jälkeen saamme:

tai ,

missä se on koneen sähkömagneettinen rakentava vakio.

Näin ollen DPT:n kehittämä sähkömagneettinen vääntömomentti on verrannollinen magneettivuon F ja koneen Ii ankkurivirtaan. Roottoria (ankkuria) pyöritettäessä momenttien yhtäläisyyden ehdon on täytyttävä:

M = M n + M p + M d,

missä M n on hyötykuorman momentti, M p on häviömomentti ja

- dynaaminen hetki. Dynaaminen vääntömomentti on nolla staattisissa olosuhteissa, enemmän kuin nolla moottorin kiihdytettäessä ja pienempi jarrutettaessa.

6.2.3. DPT:n sähkömotorinen voima

Kun DMT-roottori pyörii, jokaiseen ankkurikäämin aktiiviseen johtimeen indusoituu EMF, joka ylittää sen pintaan nähden kohtisuorassa olevien napojen magneettikenttäviivat. EMF:n suunta määräytyy oikean käden säännöllä; emf:n suuruus määräytyy lausekkeen avulla

missä l on aktiivisen johtimen pituus, B on induktio tietyssä ilmavälin pisteessä, v on johtimen lineaarinen liikenopeus suhteessa roottorin pintaa kohtisuoraan oleviin induktiolinjoihin. Tässä tapauksessa, kun roottori pyörii, EMF kussakin johtimessa on jaksoittainen ajan muuttuja.

Koneen ankkurin EMF on yhtä suuri kuin koneen yhden rinnakkaisen haaran muodostavien johtimien EMF:n algebrallinen summa. Jokainen rinnakkaishaara on sarja sarjaan kytkettyjä osia, joissa virralla on sama suunta. Yksinkertaisessa silmukkakäämituksessa rinnakkaisten haarojen lukumäärä 2a aina sama kuin napojen lukumäärä 2p.

Siten kaksinapaisessa koneessa ankkurikäämissä suhteessa harjoihin on kaksi rinnakkaista haaraa, joiden johtimien EMF on suunnattu vastaavasti. Huolimatta siitä, että roottorin pyöriessä yhä enemmän uusia johtimia muodostaa rinnakkaisia haaroja, johtimien EMF:n suunta samoin kuin rinnakkaishaaran tai ankkurin EMF EMF:n kokonaissuunta pysyy muuttumattomana. roottorin sama pyörimissuunta.

Koska rinnakkaishaaran aktiivisten johtimien määrä on erittäin suuri, niin jokaisen johtimen EMF:n sykkivästä luonteesta huolimatta kokonais-EMF (E) pysyy lähes vakiona roottorin vakionopeudella. Tässä tapauksessa voit käyttää Vsr-koneen ilmavälin keskimääräisen induktion arvoa ja löytää EMF:n.