Motor DC

Motor elektrik arus terus digunakan dalam pemacu elektrik ini di mana julat besar kawalan kelajuan, ketepatan yang tinggi untuk mengekalkan kelajuan putaran pemacu dan kawalan kelajuan melebihi kelajuan terkadar diperlukan.

Bagaimanakah motor DC berfungsi?

Pengendalian motor elektrik DC adalah berdasarkan fenomena aruhan elektromagnet… Dari asas kejuruteraan elektrik diketahui bahawa konduktor pembawa arus diletakkan medan magnet, daya yang ditentukan oleh peraturan kiri bertindak:

F = BIL,

di mana I ialah arus yang mengalir melalui wayar, V ialah aruhan medan magnet; L ialah panjang wayar.

Apabila wayar melintasi garisan medan magnet mesin ke dalam ia teraruh daya elektromotif, yang, berhubung dengan arus dalam konduktor, diarahkan terhadapnya, oleh itu ia dipanggil bertentangan atau bertentangan (contra-d. d. s). Kuasa elektrik dalam motor ditukar kepada kuasa mekanikal dan sebahagiannya dihabiskan untuk memanaskan wayar.

Secara struktur, semua motor elektrik DC terdiri daripada induktor dan angker yang dipisahkan oleh jurang udara.

Arus terus motor elektrik induktor berfungsi untuk mencipta medan magnet pegun mesin dan terdiri daripada bingkai, tiang utama dan tambahan. Bingkai digunakan untuk menetapkan kutub utama dan tambahan dan merupakan elemen litar magnet mesin. Gegelung yang menarik terletak pada tiang utama yang direka untuk mencipta medan magnet mesin, pada tiang tambahan - gegelung khas untuk memperbaiki keadaan pertukaran.

Arus terus motor elektrik penambat terdiri daripada sistem magnet yang dipasang dari kepingan individu, gegelung kerja yang diletakkan di dalam alur, dan pengumpul berfungsi untuk pendekatan kepada arus malar gegelung kerja.

Pengumpul ialah silinder yang tertusuk pada aci enjin dan dipilih daripada rakan terpencil oleh rakan pada plat kuprum. Pengumpul mempunyai tonjolan cocking, yang hujung bahagiannya dipateri angker gegelung. Pengumpulan arus daripada pengumpul dilakukan menggunakan berus yang memberikan sentuhan gelongsor dengan pengumpul. Berus dipasang pada pemegang berus yang menahannya pada kedudukan tertentu dan memberikan tekanan berus yang diperlukan pada permukaan pengumpul. Berus dan pemegang berus dipasang pada traverse, disambungkan kepada motor elektrik badan.

Pertukaran dalam motor elektrik DC

Apabila motor elektrik sedang berjalan, berus DC yang menggelongsor pada permukaan pengumpul berputar melepasi berturut-turut dari satu plat pengumpul yang lain. Dalam kes ini, bahagian selari belitan angker dihidupkan dan arus di dalamnya berubah. Perubahan arus berlaku semasa pusingan gegelung dilitar pintas oleh berus. Proses pensuisan dan fenomena berkaitan ini dipanggil komutasi.

Pada saat pensuisan, e teraruh dalam bahagian litar pintas gegelung di bawah pengaruh medan magnetnya sendiri. dan lain-lain. v. induksi kendiri. Hasil e. dan lain-lain. c. menyebabkan arus tambahan dalam litar pintas, yang mewujudkan taburan ketumpatan arus yang tidak sekata pada permukaan sentuhan berus. Keadaan ini dianggap sebagai sebab utama pengumpul melengkung di bawah berus. Kualiti penukaran dinilai oleh tahap percikan api di bawah tepi belakang berus dan ditentukan oleh skala tahap percikan api.

Kaedah pengujaan motor elektrik arus terus

Teruja oleh mesin elektrik, saya memahami penciptaan medan magnet di dalamnya, yang diperlukan untuk pengendalian motor elektrik... Litar untuk pengujaan motor elektrik arus terus ditunjukkan dalam rajah.

Litar untuk pengujaan motor DC: a — bebas, b — selari, c — siri, d — bercampur

Mengikut kaedah pengujaan, motor elektrik DC dibahagikan kepada empat kumpulan:

1. Teruja secara bebas di mana gegelung pengujaan NOV dikuasakan oleh sumber DC luaran.

2. Dengan pengujaan selari (shunt), di mana belitan pengujaan SHOV disambungkan selari dengan sumber bekalan belitan angker.

3. Dengan pengujaan siri (siri), di mana belitan pengujaan IDS disambung secara bersiri dengan belitan angker.

4. Motor pengujaan campuran (gabungan) yang mempunyai siri IDS dan SHOV selari bagi belitan pengujaan.

Jenis-jenis motor DC

Motor DC berbeza terutamanya dalam sifat pengujaan. Motor boleh menjadi pengujaan bebas, siri dan campuran.Secara selari, keseronokan boleh diabaikan. Walaupun penggulungan medan disambungkan ke rangkaian yang sama dari mana litar angker diberi makan, maka juga dalam kes ini arus pengujaan tidak bergantung pada arus angker, kerana rangkaian bekalan boleh dianggap sebagai rangkaian kuasa tak terhingga, dan voltan itu kekal.

Penggulungan medan sentiasa disambungkan terus ke grid dan oleh itu pengenalan rintangan tambahan dalam litar angker tidak mempunyai kesan ke atas mod pengujaan. Spesifik bahawa ia wujud dengan pengujaan selari dalam penjana, ia tidak boleh berada di sini.

Motor DC kuasa rendah sering menggunakan pengujaan magnet kekal. Pada masa yang sama, litar untuk menghidupkan motor dipermudahkan dengan ketara, penggunaan tembaga dikurangkan. Perlu diingat, walau bagaimanapun, walaupun belitan medan dimatikan, dimensi dan berat sistem magnet tidak lebih rendah daripada pengujaan elektromagnet mesin.

Ciri-ciri enjin sebahagian besarnya ditentukan oleh sistem mereka. keterujaan.

Lebih besar saiz enjin, lebih besar tork semula jadi dan, dengan itu, kuasa. Oleh itu, dengan kelajuan putaran yang lebih tinggi dan dimensi yang sama, anda boleh mendapatkan lebih kuasa enjin. Dalam hal ini, sebagai peraturan, motor DC direka, terutamanya dengan kuasa rendah pada kelajuan tinggi - 1000-6000 rpm.

Walau bagaimanapun, anda harus ingat bahawa kelajuan putaran badan kerja mesin pengeluaran adalah jauh lebih rendah. Oleh itu, kotak gear mesti dipasang di antara enjin dan mesin yang berfungsi.Semakin tinggi kelajuan enjin, semakin kompleks dan mahal kotak gear itu. Dalam pemasangan kuasa tinggi, di mana kotak gear adalah unit yang mahal, enjin direka pada kelajuan yang jauh lebih rendah.

Ia juga harus diingat bahawa kotak gear mekanikal sentiasa menimbulkan ralat yang ketara. Oleh itu, dalam pemasangan ketepatan, adalah wajar untuk menggunakan motor berkelajuan rendah, yang boleh disambungkan ke badan kerja secara langsung atau melalui transmisi paling mudah. Dalam hubungan ini, motor yang dipanggil dengan tork tinggi pada kelajuan putaran rendah muncul. Motor ini digunakan secara meluas dalam mesin pemotong logam, di mana ia diartikulasikan dengan badan anjakan tanpa sebarang sambungan perantaraan menggunakan skru bebola.

Motor elektrik juga berbeza dalam reka bentuk apabila tanda berkaitan dengan keadaan operasinya. Untuk keadaan biasa, apa yang dipanggil enjin terbuka dan dilindungi digunakan, bilik sejuk udara di mana ia dipasang.

Udara dihembus melalui saluran mesin dengan menggunakan kipas yang diletakkan pada aci motor. Motor tertutup yang disejukkan oleh permukaan bersirip luaran atau aliran udara luaran digunakan dalam persekitaran yang agresif. Akhirnya, enjin suasana letupan khas tersedia.

Keperluan khusus untuk reka bentuk enjin dibentangkan apabila perlu untuk memastikan prestasi tinggi — aliran cepat proses pecutan dan nyahpecutan. Dalam kes ini, enjin mesti mempunyai geometri khas - diameter kecil angker dengan panjangnya yang panjang.

Untuk mengurangkan kearuhan penggulungan, ia tidak diletakkan di dalam saluran, dan pada permukaan angker licin.Gegelung dipasang dengan pelekat seperti resin epoksi. Dengan kearuhan gegelung rendah adalah penting bahawa keadaan komutasi pemungut diperbaiki, tidak perlu untuk tiang tambahan, pengumpul dimensi yang lebih kecil boleh digunakan. Yang terakhir mengurangkan lagi momen inersia angker motor.

Kemungkinan yang lebih besar untuk mengurangkan inersia mekanikal menyediakan penggunaan angker berongga, yang merupakan silinder bahan penebat. Pada permukaan silinder ini terletak penggulungan yang dibuat dengan mencetak, mengecap atau dengan melukis pada templat pada mesin khas. Gegelung dipasang dengan bahan pelekat.

Di dalam silinder berputar untuk mencipta laluan, teras keluli diperlukan untuk laluan fluks magnet. Dalam motor dengan angker licin dan berongga, disebabkan peningkatan dalam jurang dalam litar magnet akibat pengenalan belitan dan bahan penebat ke dalamnya, daya magnet yang diperlukan untuk menjalankan fluks magnet yang diperlukan meningkat dengan ketara. Sehubungan itu, sistem magnetik ternyata lebih maju.

Motor inersia rendah juga termasuk motor angker cakera. Cakera di mana belitan digunakan atau dilekatkan, diperbuat daripada bahan penebat nipis yang tidak berubah bentuk, contohnya kaca. Sistem magnet dalam versi bipolar terdiri daripada dua pengapit, satu daripadanya menempatkan gegelung pengujaan. Oleh kerana induktansi rendah penggulungan angker, mesin, sebagai peraturan, tidak mempunyai pengumpul, dan arus dikeluarkan oleh berus terus dari penggulungan.

Ia juga harus disebut tentang motor linear, yang tidak memberikan gerakan berputar dan translasi.Ia mewakili motor, sistem magnet di mana ia terletak dan tiang dipasang pada garisan gerakan angker dan badan pekerja mesin yang sepadan. Sauh biasanya direka sebagai sauh inersia rendah. Saiz dan kos motor adalah besar, kerana sejumlah besar tiang diperlukan untuk menyediakan pergerakan di sepanjang bahagian jalan tertentu.

Memulakan motor DC

Pada saat permulaan motor dihidupkan, angker adalah pegun dan bertentangan. dan lain-lain. c. ivoltan dalam angker adalah sama dengan sifar, oleh itu Ip = U / Rya.

Rintangan litar angker adalah kecil, jadi arus masuk melebihi 10 — 20 kali atau lebih nominal. Ini boleh menyebabkan ketara usaha elektrodinamik dalam belitan angker dan terlalu panasnya yang berlebihan, yang menyebabkan motor mula digunakan memulakan reostat — rintangan aktif termasuk dalam litar angker.

Motor sehingga 1 kW boleh dimulakan terus.

Nilai rintangan rheostat permulaan dipilih mengikut arus permulaan motor yang dibenarkan. Rheostat dibuat secara berperingkat untuk meningkatkan kelancaran menghidupkan motor elektrik.

Pada permulaan permulaan, keseluruhan rintangan reostat dimasukkan. Apabila kelajuan sauh meningkat, terdapat kaunter-e. d. s, yang mengehadkan arus masuk. Secara beransur-ansur mengeluarkan rintangan reostat dari litar angker secara beransur-ansur, voltan yang dibekalkan kepada angker meningkat.

Kawalan kelajuan motor elektrik arus terus

Kelajuan motor DC:

di mana U ialah voltan bekalan; Iya - arus angker; Ri ialah rintangan angker litar; kc - pekali mencirikan sistem magnetik; F ialah fluks magnet bagi motor elektrik.

Daripada formula, dapat dilihat bahawa kelajuan putaran arus terus motor elektrik boleh dilaraskan dalam tiga cara: dengan menukar fluks pengujaan motor elektrik, menukar voltan yang dibekalkan kepada motor elektrik, dan menukar rintangan dalam litar angker. .

Dua kaedah kawalan pertama telah menerima penggunaan yang paling meluas, kaedah ketiga jarang digunakan: ia tidak ekonomik dan kelajuan motor sangat bergantung pada turun naik beban. Sifat mekanikal yang terhasil ditunjukkan dalam Rajah.

Ciri-ciri mekanikal motor DC dengan kaedah kawalan kelajuan yang berbeza

Garis tebal ialah pergantungan semula jadi kelajuan pada tork aci, atau, apa yang sama, pada arus angker. Garis lurus dengan ciri mekanikal semula jadi agak menyimpang daripada garis putus-putus mendatar. Penyimpangan ini dipanggil ketidakstabilan, tidak ketegaran, kadangkala statisme. Sekumpulan garis lurus tidak selari I sepadan dengan peraturan kelajuan melalui pengujaan, garis lurus selari II diperolehi hasil daripada menukar voltan angker, akhirnya kipas III adalah hasil daripada memperkenalkan rintangan aktif ke dalam litar angker.

Magnitud arus pengujaan motor DC boleh dikawal menggunakan rheostat atau mana-mana peranti yang rintangannya boleh diubah dalam magnitud, seperti transistor. Apabila rintangan dalam litar meningkat, arus medan berkurangan, kelajuan motor meningkat.Pada Apabila fluks magnet menjadi lemah, ciri mekanikal berada di atas yang semula jadi (iaitu, melebihi ciri tanpa kehadiran reostat). Peningkatan kelajuan enjin membawa kepada peningkatan percikan api di bawah berus. Di samping itu, apabila motor elektrik beroperasi dengan fluks yang lemah, kestabilan operasinya berkurangan, terutamanya dengan beban aci berubah-ubah. Oleh itu, had kawalan kelajuan dengan cara ini tidak melebihi 1.25 — 1.3 kali ganda nominal.

Peraturan voltan memerlukan sumber arus yang tetap seperti penjana atau penukar. Peraturan yang sama digunakan dalam semua sistem pemacu elektrik industri: penjana - pemacu arus terus (G - DPT), penguat mesin elektrik - Motor DC (EMU - DPT), penguat magnet - motor DC (MU - DPT), penukar thyristor — Motor DC (T — DPT).

Hentikan arus terus motor elektrik

Tiga kaedah brek digunakan dalam pemacu elektrik dengan motor elektrik DC: brek dinamik, regeneratif dan lawan.

Motor DC brek dinamik dilakukan dengan membuat litar pintas pada belitan angker motor atau dengan perintang… Di mana motor DC mula berfungsi sebagai penjana, menukar tenaga mekanikal yang disimpan kepada tenaga elektrik. Tenaga ini dibebaskan sebagai haba dalam rintangan yang belitan angker ditutup. Brek dinamik memastikan brek enjin yang tepat.

Brek regeneratif Motor DC berfungsi apabila disambungkan kepada motor elektrik sesalur diputar oleh mekanisme pemacu pada kelajuan melebihi kelajuan terbiar yang ideal. Kemudian d.dsb.s teraruh dalam belitan motor akan melebihi nilai voltan talian, arus dalam belitan motor akan berbalik arah. Motor elektrik berfungsi dalam mod penjana, memberikan tenaga kepada rangkaian. Pada masa yang sama, momen brek berlaku pada batangnya. Mod sedemikian boleh didapati dalam pemacu mekanisme mengangkat apabila menurunkan beban, serta semasa mengawal kelajuan motor dan semasa proses brek dalam pemacu elektrik dengan arus terus.

Brek regeneratif motor DC adalah kaedah yang paling menjimatkan, kerana dalam kes ini elektrik dikembalikan ke grid. Dalam pemacu elektrik mesin pemotong logam, kaedah ini digunakan untuk kawalan kelajuan dalam sistem G — DPT dan EMU — DPT.

Menghentikan motor DC pembangkang dilakukan dengan menukar kekutuban voltan dan arus dalam belitan angker. Apabila arus angker berinteraksi dengan medan magnet gegelung pengujaan, tork brek dicipta, yang berkurangan apabila kelajuan putaran motor elektrik berkurangan. Apabila kelajuan motor elektrik berkurangan kepada sifar, motor elektrik mesti diputuskan daripada rangkaian, jika tidak, ia akan mula berputar ke arah yang bertentangan.