Електродвигуни постійного струму Схема, опис

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Електрику

Електродвигуни. Електродвигуни постійного струму Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни

Електродвигуном постійного струму називається електрична машина, в якій обмотка збудження розташована на сердечниках полюсів та живиться постійним струмом.

Конструкція

Магнітний потік проходить від північного полюса N через якір до південного полюса S і від нього через ярмо знову до північного полюса. Сердечники полюсів та ярмо також виготовляються з феромагнітних матеріалів. Електрична машина постійного струму складається із двох основних частин:

нерухомої частини (індуктора);
обертової частини (якоря з барабанною обмоткою).

На рис. 16.1 зображено конструктивну схему машини постійного струму.

Електродвигуни постійного струму
Рис. 16.1. Конструктивна схема постійного струму.

Індуктор складається з станини циліндричної форми 1, виготовленої з феромагнітного матеріалу, і полюсів з обмоткою збудження 2, закріплених на станині. Обмотка збудження створює основний магнітний потік.

Магнітний потік може створюватись постійними магнітами, укріпленими на станині. Якір складається з наступних елементів: сердечника 3, обмотки 4, покладеної в пази сердечника, колектора 5.

Сердечник якоря для зменшення втрат машини постійного струму на вихрові точки набирається з ізолюваних один від одного листів електротехнічної сталі.

Розглянемо роботу машини постійного струму на моделі (рис. 16.2), де 1 – полюси індуктора, 2 – якір, 3 – провідники, 4 – контактні щітки.

Електродвигуни постійного струму
Рис. 16.2. Модель машини постійного струму

Провідники якірної обмотки розташовані на поверхні якоря. Контактні щітки розміщені на лініях геометричної нейтралі, проведеної посередині між полюсами. Якір машини обертається у напрямку, вказаному стрілкою. Напрямок ЕРС, індукованих у провідниках якірної обмотки, визначається за правилом правої руки.

На рис. 16.2 хрестиком позначені ЕРС, спрямовані від нас, точками – ЕРС, спрямовані до нас. Провідники з'єднують між собою так, щоб ЕРС у них складалися. Для цього послідовно з'єднують кінець провідника, розташованого в зоні одного полюса, з кінцем провідника, розташованого в зоні полюса протилежної полярності.

Два провідники, з'єднані послідовно, утворюють один виток або одну котушку. ЕРС провідників, розташованих у зоні одного полюса, різні за величиною. Найбільша ЕРС індуктується у провіднику, розташованому під серединою полюса, ЕРС, що дорівнює нулю, - у провіднику, розташованому на лінії геометричної нейтралі. Якщо з'єднати всі провідники обмотки за певним правилом послідовно, то результуюча ЕРС якірної обмотки дорівнює нулю, струм в обмотці відсутня. Контактні щітки ділять якірну обмотку на дві паралельні гілки. У верхній паралельній галузі індуктується ЕРС одного напрямку, у нижній паралельній галузі - протилежного напрямку. ЕРС, що знімається контактними щітками, дорівнює сумі електрорушійних сил провідників, розташованих між щітками. У паралельних гілках діють однакові ЕРС, спрямовані зустрічно одна одній.

Принцип дії

ЕРС, що знімається контактними щітками, дорівнює сумі електрорушійних сил провідників, розташованих між щітками. У паралельних гілках діють однакові ЕРС, спрямовані зустрічно одна одній.

На рис. 16.3 показано схему заміщення якірної обмотки.

Електродвигуни постійного струму
Рис. 16.3. Схема заміщення якірної обмотки машини постійного струму

При підключенні до якірної обмотки опору в паралельних гілках виникають однакові струми через опір R_H протікає струм I_Я. ЕРС якірної обмотки пропорційна частоті обертання якоря n₂ та магнітному потоку індуктора Ф:

(16.1)

де C_e - Константа.

У реальних електричних машинах постійного струму використовується спеціальний контактний пристрій – колектор. Колектор встановлюється на одному валу з сердечником якоря і складається з окремих ізольованих один від одного та від валу якоря мідних пластин. Кожна пластина з'єднана з одним або декількома провідниками якірної обмотки. На колектор накладаються нерухомі контактні щітки. За допомогою контактних щіток обертова якорна обмотка з'єднується з мережею постійного струму або з навантаженням.

Під дією напруги, підведеної до якоря двигуна, в обмотці якоря з'явиться струм I_я. При взаємодії струму з магнітним полем індуктора виникає електромагнітний крутний момент

(16.2)

де С_м - Коефіцієнт, що залежить від конструкції двигуна.

На рис. 16.4 схематично зображено двигун постійного струму, виділений провідник якірної обмотки.

Електродвигуни постійного струму
Мал. 16.4. Схема двигуна постійного струму з виділеним провідником якірної обмотки

Струм у провіднику спрямований від нас. Напрямок електромагнітного крутного моменту визначиться за правилом лівої руки. Якір обертається проти годинникової стрілки. У провідниках якірної обмотки індукується ЕРС, напрямок якої визначається правилом правої руки. Ця ЕРС спрямована зустрічно струму якоря, її називають протиЕРС. У режимі, що встановився, електромагнітний крутний момент М_ем врівноважується протидіючим гальмівним моментом М₂ механізму, що приводиться в обертання:

Рис. 16.5. Схема заміщення якірної обмотки двигуна

На рис. 16.5 показано схему заміщення якірної обмотки двигуна.

Електродвигуни постійного струму
Рис. 16.5. Схема заміщення якірної обмотки двигуна

ЕРС спрямована зустрічно струму якоря. Відповідно до другого закону Кірхгофа

звідки

(16.3)

Рівняння (16.3) називається основним рівнянням двигуна. З рівняння (16.3) можна одержати формули:

(16.4)

(16.5)

Магнітний потік Ф залежить від струму збудження I_в, що створюється в обмотці збудження.

З формули (16.5) видно, що частоту обертання двигуна постійного струму n₂ можна регулювати такими способами:

Спосіб 1 - зміною струму збудження за допомогою реостата ланцюга обмотки збудження;
Спосіб 2 - зміною напруги U на затисканнях якірної обмотки.
Спосіб 3 - зміною магнітного потоку машини.

Щоб змінити напрямок обертання двигуна на зворотний (реверсувати двигун), необхідно змінити напрямок струму в обмотці якоря або індуктора.

Автор: Корякін-Черняк С.Л.

Дивіться інші статті розділу Електродвигуни.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Створено кімнатну рослину, яка ефективніша за 30 очищувачів повітря 16.11.2022

Паризький стартап створив кімнатну рослину за допомогою генної інженерії, яка може буквально очищати повітря у вашому будинку. Рослина використовує природні очисні властивості, які вже мають кімнатні рослини. Таким чином, хоча вона додає трохи кольору будь-якій кімнаті, в якій ви її поставите, вона також активно підтримує повітря чистішим, ніж 30 очищувачів повітря.

Компанія під назвою Neoplants модифікувала як рослину Сциндапсус (Потос), так і її кореневий мікробіом, щоб значно підвищити природні властивості рослини очищати повітря. Кімнатна рослина за допомогою генної інженерії під назвою Neo P1 нещодавно з'явилася на ринку, і її можна придбати просто зараз.

Рослини можуть багато чого запропонувати вашому будинку. За словами дослідників, вони не тільки можуть підвищити ваш настрій та допомогти знизити тривогу, але вони також можуть очищати повітря завдяки своїм природним властивостям очищення повітря. Однак із цією кімнатною рослиною, створеною за допомогою генної інженерії, ви отримуєте більше базового рівня очищення. Насправді Neoplants стверджують, що Neo P1 у 30 разів ефективніший за кращі установки NASA.

Але чому ця кімнатна рослина, створена за допомогою генної інженерії, працює краще, ніж очищувач повітря? Ну, для початку, рослини краще обладнані для роботи з леткими органічними сполуками (ЛОС), що є високоактивними хімічними речовинами, що містяться в засобах, що чистять, будівельних матеріалах, фарбах і цей список можна продовжувати. ЛОС, як відомо, шкідливі для здоров'я людини і можуть викликати подразнення в організмі людини.

Хоча очищувачі повітря можуть допомогти, вони зазвичай не прагнуть повністю нейтралізувати ці шкідливі сполуки, що означає, що вони ніколи не видаляються з повітря. Бачите проблему? Але такі рослини, як ця кімнатна рослина, створена за допомогою генної інженерії, краще здатні нейтралізувати ЛОС, тому кімнатні рослини у вашому будинку можуть покращити якість повітря в ньому.

Neoplants почали з потосу, оскільки це одна з найпопулярніших рослин у Північній Америці. Але робота була нелегкою, оскільки компанії довелося скласти карту геному самого потосу, молекулярний біолог і головний технічний директор компанії прирівняли до створення літака під час польоту. В результаті генетично модифікована кімнатна рослина краще оснащена для усунення ЛОС.

Крім того, в Neoplants кажуть, що компанія торкнулася лише ефективності кімнатної рослини для очищення повітря. Вона не росте швидше, і більше не стійка до пестицидів, аніж звичайні квіткові рослини. Генно-інженерна кімнатна рослина продаватиметься за 179 доларів, що робить її дорожчою за більшість звичайних кімнатних рослин. Але, враховуючи, що рослина є одним з найкращих очищувачів повітря, ціна цілком виправдана.

Інші цікаві новини:

▪ Електродирижабль

▪ Поліпшення теплоізоляції вікон

▪ Штучні нерви

▪ Камера Kodak Mini Shot із вбудованим принтером

▪ Ефективне використання тирси

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електрику. Добірка статей

▪ стаття Альфред Адлер. Знамениті афоризми

▪ стаття Хто такий Гіппократ? Детальна відповідь

▪ стаття Пожежна безпека під час роботи в деревообробних цехах та витратних складах лісоматеріалів. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Автоматичний вимикач чайника. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Простий приймач прямого перетворення на діапазон 7 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт