Silniki elektryczne prądu stałego. Schemat, opis

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Elektryk

Silniki elektryczne. Silniki elektryczne prądu stałego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Silniki elektryczne

Silnik prądu stałego nazywana maszyną elektryczną, w której uzwojenie wzbudzenia znajduje się na rdzeniach biegunów i jest zasilane prądem stałym.

projekt

Strumień magnetyczny przechodzi od bieguna północnego N przez zworę do bieguna południowego S i od niego przez jarzmo ponownie do bieguna północnego. Z materiałów ferromagnetycznych wykonane są również rdzenie słupów oraz jarzmo. Maszyna elektryczna prądu stałego składa się z dwóch głównych części:

część stała (induktor);
część obrotowa (kotwica z uzwojeniem bębna).

Na ryc. 16.1 przedstawia schemat strukturalny maszyny prądu stałego.

Silniki prądu stałego
Ryż. 16.1. Schemat strukturalny prądu stałego.

Cewka indukcyjna składa się z cylindrycznej ramy 1 wykonanej z materiału ferromagnetycznego oraz biegunów z uzwojeniem wzbudzenia 2 zamocowanym na ramie. Uzwojenie wzbudzenia wytwarza główny strumień magnetyczny.

Strumień magnetyczny można wytworzyć za pomocą magnesów trwałych zamontowanych na ramie. Twornik składa się z następujących elementów: rdzeń 3, uzwojenie 4, ułożone w rowkach rdzenia, kolektor 5.

Aby zmniejszyć straty maszyny prądu stałego do punktów wirowych, rdzeń twornika jest montowany z izolowanych od siebie arkuszy stali elektrotechnicznej.

Rozważ działanie maszyny prądu stałego na modelu (ryc. 16.2), gdzie 1 to bieguny cewki indukcyjnej, 2 to twornik, 3 to przewodniki, 4 to szczotki kontaktowe.

Silniki prądu stałego
Ryż. 16.2. Model maszyny prądu stałego

Przewody uzwojenia twornika znajdują się na powierzchni twornika. Szczotki kontaktowe są umieszczone na liniach geometrycznego neutralnego, narysowanego pośrodku między biegunami. Zwora maszyny obraca się w kierunku wskazanym strzałką. Kierunek pola elektromagnetycznego indukowanego w przewodach uzwojenia twornika określa reguła prawej ręki.

na ryc. 16.2 krzyż wskazuje pole elektromagnetyczne skierowane od nas, kropki wskazują pole elektromagnetyczne skierowane w naszą stronę. Przewodniki są ze sobą połączone, dzięki czemu dodaje się w nich pole elektromagnetyczne. W tym celu koniec przewodu znajdujący się w strefie jednego bieguna łączy się szeregowo z końcem przewodu znajdującym się w obszarze bieguna o przeciwnej biegunowości.

Dwa przewodniki połączone szeregowo tworzą jeden zwój lub jedną cewkę. Pole elektromagnetyczne przewodników znajdujących się w strefie jednego bieguna ma różną wielkość. Największa siła elektromotoryczna indukowana jest w przewodzie znajdującym się pod środkiem słupa, SEM równa zeru - w przewodzie znajdującym się na geometrycznej linii neutralnej. Jeśli wszystkie przewody uzwojenia są połączone szeregowo zgodnie z określoną zasadą, wówczas wynikowa siła elektromotoryczna uzwojenia twornika wynosi zero, w uzwojeniu nie ma prądu. Szczotki kontaktowe dzielą uzwojenie twornika na dwie równoległe gałęzie. W górnej gałęzi równoległej indukowana jest siła elektromotoryczna o jednym kierunku, w dolnej gałęzi równoległej o kierunku przeciwnym. Siła elektromotoryczna usuwana przez szczotki kontaktowe jest równa sumie sił elektromotorycznych przewodników znajdujących się między szczotkami. W równoległych gałęziach działają te same emfy, skierowane przeciwnie do siebie.

Zasada działania

Siła elektromotoryczna usuwana przez szczotki kontaktowe jest równa sumie sił elektromotorycznych przewodników znajdujących się między szczotkami. W równoległych gałęziach działają te same emfy, skierowane przeciwnie do siebie.

Na ryc. 16.3 pokazuje równoważny obwód uzwojenia twornika.

Silniki prądu stałego
Ryż. 16.3. Równoważny obwód uzwojenia twornika maszyny prądu stałego

Po podłączeniu do uzwojenia rezystancyjnego twornika te same prądy powstają w równoległych gałęziach przez opór r_H prąd płynie I_Я. SEM uzwojenia twornika jest proporcjonalne do częstotliwości obrotu twornika n₂ oraz strumień magnetyczny cewki :

(16.1)

gdzie C_e - stała.

W prawdziwych maszynach elektrycznych prądu stałego stosuje się specjalne urządzenie stykowe - kolektor. Kolektor jest zainstalowany na tym samym wale z rdzeniem twornika i składa się z oddzielnych płyt miedzianych odizolowanych od siebie i od wału twornika. Każda z płytek jest połączona z jednym lub kilkoma przewodami uzwojenia twornika. Stałe szczotki kontaktowe nakładają się na kolektor. Za pomocą szczotek kontaktowych obracające się uzwojenie twornika jest podłączone do sieci prądu stałego lub do obciążenia.

Pod działaniem napięcia przyłożonego do twornika silnika, w uzwojeniu twornika pojawi się prąd I_я. Kiedy prąd oddziałuje z polem magnetycznym cewki indukcyjnej, pojawia się moment elektromagnetyczny

(16.2)

gdzie C_м - współczynnik zależny od konstrukcji silnika.

na ryc. 16.4 schematycznie pokazuje silnik prądu stałego, przewód uzwojenia twornika jest podświetlony.

Silniki prądu stałego
Ryż. 16.4. Schemat silnika prądu stałego z dedykowanym przewodem uzwojenia twornika

Prąd w przewodniku jest skierowany od nas. Kierunek momentu elektromagnetycznego określa reguła lewej ręki. Kotwica obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. W przewodach uzwojenia twornika indukowana jest siła elektromotoryczna, której kierunek określa reguła prawej ręki. To pole elektromagnetyczne jest skierowane przeciwko prądowi twornika, nazywa się to przeciw-EMF. W stanie ustalonym moment elektromagnetyczny M_uh zrównoważony przez przeciwny moment hamowania M₂ mechanizm obrotowy:

Ryż. 16.5. Obwód równoważny twornika silnika

Na ryc. 16.5 przedstawia równoważny obwód uzwojenia twornika silnika.

Silniki prądu stałego
Ryż. 16.5. Obwód równoważny twornika silnika

SEM jest skierowane przeciwnie do prądu twornika. Zgodnie z drugim prawem Kirchhoffa

skąd

(16.3)

Równanie (16.3) nazywane jest równaniem podstawowym silnika. Z równania (16.3) można otrzymać wzory:

(16.4)

(16.5)

Strumień magnetyczny Ф zależy od prądu wzbudzenia I_вtworzony w uzwojeniu wzbudzenia.

Ze wzoru (16.5) widać, że prędkość silnika prądu stałego n₂ można regulować w następujący sposób:

Metoda 1 - poprzez zmianę prądu wzbudzenia za pomocą reostatu w obwodzie uzwojenia wzbudzenia;
Metoda 2 - zmieniając napięcie U na zaciskach uzwojenia twornika.
Metoda 3 - zmieniając strumień magnetyczny maszyny.

Aby zmienić kierunek obrotów silnika na wsteczny (odwrócić silnik), konieczna jest zmiana kierunku prądu w uzwojeniu twornika lub cewki indukcyjnej.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

Zobacz inne artykuły Sekcja Silniki elektryczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Ceramiczna drukarka stołowa 3D 04.04.2014

Istnieją drukarki, które pracują z cukrem i barwnikami spożywczymi, wykorzystując te składniki jako materiały eksploatacyjne do tworzenia jadalnych arcydzieł cukierniczych. Powstały również drukarki 3D, w których do spiekania i nakładania warstw w celu nadania ostatecznego kształtu wykorzystuje się zarówno różne rodzaje proszku z tworzywa sztucznego, jak i metalu. Jednak do niedawna ceramika nie była dostępna jako materiał na urządzenia drukujące 3D.

Procesowi wytwarzania wyrobów porcelanowych towarzyszy długa obróbka i suszenie w specjalnych instalacjach pod wpływem wysokich temperatur. Stworzenie nawet prostych próbek porcelanowych przyborów lub naczyń wymaga uwagi kilku technologów i przechodzi przez pewne podstawowe etapy.

Studenci z University of Bristol postanowili naprawić to nieporozumienie i pod okiem profesora Stephena Hoskinsa stworzyli drukarkę XNUMXD, która pracuje z gliną. Ta drukarka jest w stanie stworzyć pełnowartościowy blank do obróbki cieplnej, który później stanie się znajomą ceramiczną filiżanką, talerzem lub oryginalną figurką. Prezentowane próbki produktów w filmie wyglądają bardzo godnie:

Trzeba trochę wyjaśnić: w rzeczywistości pomysły na gliniane drukarki istniały już wcześniej. Ta sama firma 3D Systems na początku tego roku zademonstrowała urządzenie CeraJet, którego funkcje obejmują produkcję naczyń ceramicznych. Były też inne prototypy drukarek 3D, ale wszystkie łączyło jedno: ze względu na rodzaj i strukturę użytych materiałów eksploatacyjnych produkty nie charakteryzowały się wystarczającą niezawodnością i jakością. Mówiąc najprościej, nie udało się stworzyć trwałych kubków, które niczym nie różniłyby się od naczyń wykonanych klasyczną metodą produkcji.

Jeśli chodzi o 3D Systems CeraJet, chociaż ten model drukarki jest w stanie drukować naczynia, formalnie pojawił się później niż projekt pana Hoskinsa i jego podopiecznych. Około rok temu pokazano już pierwszą działającą próbkę drukarki 3D, więc profesor, jego koledzy i studenci zasłużenie otrzymali tytuł pioniera w tej dziedzinie.

Oczywiście kluczowe etapy samego procesu technologicznego nie uległy znaczącym zmianom. Drukarnia przejmuje główne zadanie - nadanie wyrobowi glinianemu niezbędnego początkowego kształtu, aby przystąpić do późniejszego szkliwienia i wypalania jego części. Przeniesienie wirtualnego modelu na pełnoprawny półfabrykat gliniany wymaga dużo czasu, ale teraz produkcja porcelany stanie się dostępna nawet w domu. Co prawda z poprawką, ale faktem, że kupujący ma duże mieszkanie, bo całkowity rozmiar drukarki 3D do ceramiki jest porównywalny z pralką.

Skład materiału bazowego, z którego „drukuje” prezentowane urządzenie, został stworzony i opatentowany przez prof. Stephena Hoskinsa. Głównym z nich jest proszek gliniany, który łącząc warstwa po warstwie zamienia się w bryłę. Urządzenie, zdaniem jego autorów, powinno przyciągnąć uwagę projektantów i artystów, a także liczących się producentów różnorodnych wyrobów ceramicznych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ W Stanach Zjednoczonych rozprowadzi grunt pod instalację paneli słonecznych

▪ Sony SDM-HS73P - nowy monitor z technologią Onyx-black

▪ Innowacyjny kod kreskowy

▪ Rzep zagraża naturze Antarktydy

▪ Etui na smartfona - kluczyk samochodowy

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Ciekawostki. Wybór artykułów

▪ artykuł Nie pusty dźwięk dla serca! Popularne wyrażenie

▪ Dlaczego małe kangury tak długo pozostają w torbie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Irga olchowolistna. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Wskaźnikowy woltomierz samochodowy z rozszerzoną skalą 10 ... 15 woltów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ Artykuł UMZCH dla zawodnika. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn