Od čega je napravljen DC motor? DC komutatorski motor

Stvaranje magnetnog fluksa za stvaranje trenutka. Induktor mora uključivati ​​bilo koji trajni magneti ili pobudni namotaj. Induktor može biti dio i rotora i statora. U motoru prikazanom na sl. 1, sistem pobude se sastoji od dva trajna magneta i dio je statora.

Vrste kolektorskih motora

Prema dizajnu statora, kolektorski motor može biti i.

Šema kolektorskog motora sa trajnim magnetima

Motor kolektora jednosmerna struja(KDPT) sa trajnim magnetima je najčešći među KDPT. Ovaj motor uključuje trajne magnete koji stvaraju magnetsko polje u statoru. Kolektorski DC motori sa trajnim magnetima (KDPT PM) se obično koriste u zadacima koji ne zahtijevaju veliku snagu. KDPT PM je jeftiniji za proizvodnju od kolektorskih motora sa pobudnim namotajima. U ovom slučaju, moment KDPT PM ograničen je poljem trajnih magneta statora. KDPT sa trajnim magnetima vrlo brzo reagira na promjene napona. Zbog konstantnog polja statora, lako je kontrolisati brzinu motora. Nedostatak DC motora s permanentnim magnetom je taj što magneti vremenom gube svoja magnetna svojstva, što rezultira smanjenim statorskim poljem i smanjenim performansama motora.

Prednosti:
• najbolji omjer cijena kvaliteta
• visok obrtni moment pri niskim obrtajima
• brza reakcija na promjene napona

Nedostaci:
• trajni magneti tokom vremena, kao i pod uticajem visoke temperature gube svoja magnetna svojstva

Kolektorski motor sa pobudnim namotajima

Prema shemi povezivanja namota statora, kolektorski elektromotori s pobudnim namotima dijele se na motore:

Šema nezavisne pobude

Paralelno uzbudno kolo

Serijski krug pobude

Šema mešovita ekscitacija

Motori nezavisni I paralelna ekscitacija

Kod motora sa nezavisnom pobudom, namotaj polja nije električno povezan sa namotom (slika iznad). Obično se pobudni napon U OB razlikuje od napona u armaturnom kolu U. Ako su naponi jednaki, onda je pobudni namotaj spojen paralelno sa namotom armature. Upotreba nezavisne ili paralelne pobude u motornom pogonu određena je pogonskim krugom. Osobine (karakteristike) ovih motora su iste.

Kod motora s paralelnom pobudom struje namotaja polja (induktora) i armature su nezavisne jedna od druge, a ukupna struja motora jednaka je zbiru struje namotaja polja i struje armature. Tokom normalnog rada, sa porastom napona napajanja, ukupna struja motora raste, što dovodi do povećanja polja statora i rotora. S povećanjem ukupne struje motora, brzina se također povećava, a obrtni moment se smanjuje. Kada je motor opterećen struja armature se povećava, što rezultira povećanjem polja armature. S povećanjem struje armature, struja induktora (namota polja) se smanjuje, zbog čega se polje induktora smanjuje, što dovodi do smanjenja brzine motora i povećanja momenta.

Prednosti:
• gotovo konstantan obrtni moment pri malim brzinama
• dobra kontrolna svojstva
• nema gubitka magnetizma tokom vremena (pošto ne postoje trajni magneti)

Nedostaci:
• skuplji od KDPT PM
• motor izlazi iz kontrole ako struja induktora padne na nulu

Motor kolektora paralelna pobuda ima opadajući moment pri velikim brzinama i visok, ali konstantniji moment pri malim brzinama. Struja u namotajima induktora i armature su nezavisna jedna od druge, tako da, ukupna struja elektromotor je jednak zbiru struja induktora i armature. Kao rezultat toga, ovaj tip motora ima odlične performanse kontrole brzine. DC komutatorski motor sa šantom se obično koristi u aplikacijama koje zahtijevaju snagu veću od 3kW, kao npr. automobilske aplikacije i industrija. U poređenju sa , šant motor ne gubi svoja magnetna svojstva tokom vremena i pouzdaniji je. Nedostaci motora s paralelnom pobudom su veća cijena i mogućnost da motor izmakne kontroli ako struja induktora padne na nulu, što zauzvrat može dovesti do kvara motora.

U elektromotorima sa serijskom pobudom, namotaj polja je povezan serijski sa namotom armature, dok je struja pobude jednaka struji armature (I c \u003d I a), što motorima daje posebna svojstva. Pri malim opterećenjima, kada je struja armature manja od nazivne struje (I a < I nom) i magnetni sistem motora nije zasićen (F ~ I a), elektromagnetski moment je proporcionalan kvadratu struje u armaturi namotavanje:

• gdje je M – , N∙m,
• c M - konstantni koeficijent određen projektnim parametrima motora,
• F je glavni magnetni tok, Wb,
• I a - struja armature, A.

Sa povećanjem opterećenja, magnetni sistem motora je zasićen i proporcionalnost između struje I a i magnetnog fluksa F je narušena. Uz značajno zasićenje, magnetni tok F se praktički ne povećava s povećanjem Ia. Grafikon zavisnosti M=f(I a) u početnom dijelu (kada magnetni sistem nije zasićen) ima oblik parabole, zatim, kada je zasićen, odstupa od parabole i u području velikih opterećenja ga pretvara u pravu liniju.

Bitan: Neprihvatljivo je uključiti serijske uzbudne motore u mreži u stanju mirovanja (bez opterećenja na osovini) ili s opterećenjem manjim od 25% nominalnog, jer pri malim opterećenjima brzina armature naglo raste, dostižući vrijednosti pri kojem je moguće mehaničko uništenje motora, stoga je u pogonima sa sekvencijalnim uzbudnim motorima neprihvatljivo koristiti remen, ako se pokvari, motor prelazi u stanje mirovanja. Izuzetak su serijski uzbudni motori snage do 100-200 W, koji mogu raditi u praznom hodu, jer je njihova snaga mehaničkih i magnetskih gubitaka pri velikim brzinama srazmjerna nazivne snage motor.

Sposobnost serijskih pobudnih motora da razviju veliki elektromagnetski moment daje im dobra startna svojstva.

Motor sa serijskim komutatorom pobude ima veliki obrtni moment pri malim brzinama i razvija veliku brzinu bez opterećenja. Ovaj elektromotor je idealan za aplikacije koje zahtijevaju veliki obrtni moment (dizalice i vitla) jer se struja statora i rotora povećava pod opterećenjem. Za razliku od i paralelnih uzbudnih motora, serijski uzbudni motor nema tačne karakteristike kontrola brzine, i ako kratki spoj uzbudni namotaj, može postati nekontrolisan.

Motor mješovite pobude ima dva pobudna namota, od kojih je jedan spojen paralelno s namotom armature, a drugi u seriji. Omjer između sila magnetiziranja namotaja može biti različit, ali obično jedan od namotaja stvara veliku silu magnetiziranja i ovaj namot se naziva glavni namotaj, drugi namotaj se naziva pomoćni. Pobudni namotaji mogu biti povezani koordinirano i kontra, te se shodno tome magnetski fluks stvara zbirom ili razlikom sila magnetiziranja namotaja. Ako su namoti povezani u skladu s tim, tada su karakteristike brzine takvog motora između karakteristika brzine paralelnih i serijskih motora. Protunamotaji se koriste kada je potrebno postići konstantnu brzinu rotacije ili povećanje brzine rotacije s povećanjem opterećenja. Dakle, performanse motora mješovite pobude približavaju se performansama paralelnog ili serijskog pokretačkog motora, ovisno o tome koji od pobudnih namotaja igra glavnu ulogu.

DC motor je izmišljen prije drugih vrsta mašina koje pretvaraju električnu energiju u mehaničku energiju. Iako su AC motori postali najpopularniji u posljednje vrijeme, postoje aplikacije u kojima nema alternative DC motorima.

DC i AC motor

Istorija izuma

Jacobi elektromotor.

Kako bismo razumjeli princip rada DC elektromotora (DC motora), osvrćemo se na povijest njegovog nastanka. Dakle, prvi eksperimentalni dokaz da se električna energija može pretvoriti u mehaničku energiju demonstrirao je Michael Faraday. Godine 1821. izveo je eksperiment s provodnikom spuštenim u posudu napunjenu živom, na čijem se dnu nalazio trajni magnet. Nakon primjene električne energije na provodnik, počeo je da se okreće oko magneta, pokazujući svoju reakciju na magnetsko polje prisutno u posudi. Faradejev eksperiment nije pronašao praktična primjena, ali je dokazao mogućnost stvaranja električnih mašina, i dao je povod za razvoj elektromehanike.

Prvi DC elektromotor, koji se zasnivao na principu rotacije pokretnog dijela (rotora), stvorio je ruski mehanički fizičar Boris Semenovič Jakobi 1834. godine. Ovaj uređaj je radio na sljedeći način:

Opisani princip korišten je u motoru koji je Jacobi ugradio u čamac sa 12 putnika 1839. godine. Brod se trzavo kretao brzinom od 3 km/h protiv struje (prema drugim izvorima - 4,5 km/h), ali je uspješno prešao rijeku i iskrcao putnike na obalu. Kao izvor napajanja korištena je baterija sa 320 galvanskih ćelija, a kretanje se odvijalo pomoću lopatica.

Dalje proučavanje problema navelo je istraživače da riješe mnoštvo pitanja o tome koje je izvore energije najbolje koristiti, kako poboljšati njegove performanse i optimizirati njegove dimenzije.

Godine 1886. Frank Julian Sprague bio je prvi koji je dizajnirao elektromotor jednosmjerne struje, sličan dizajnu onima koji se danas koriste. Implementirao je princip samouzbude i princip reverzibilnosti električne mašine. U ovom trenutku svi motori ovog tipa prebačen na napajanje iz pogodnijeg izvora - DC generatora.

Jedinica za prikupljanje četkica omogućava električni priključak rotorski lanci sa lancima koji se nalaze u stacionarnom delu mašine

Uređaj i princip rada

U modernim DPT-ima koristi se isti princip interakcije nabijenog vodiča s magnetskim poljem. Sa poboljšanjem tehnologije, uređaj je samo dopunjen nekim elementima koji poboljšavaju performanse. Na primjer, danas se permanentni magneti koriste samo u motorima male snage, jer bi u velikim mašinama zauzeli previše prostora.

Osnovni princip

Početni prototipovi motora ovog tipa bili su znatno jednostavniji. savremenih uređaja. Njihov primitivni uređaj uključivao je samo stator od dva magneta i armaturu s namotajima na koje je dovođena struja. Proučivši princip interakcije magnetnih polja, dizajneri su odredili sljedeći algoritam rada motora:

1. Napajanje stvara elektromagnetno polje na namotajima armature.
2. Pole electro magnetsko polje odbijaju od istih polova polja stalnog magneta.
3. Armatura se, zajedno sa osovinom na kojoj je pričvršćena, okreće u skladu sa odbojnim poljem namotaja.

Ovaj algoritam je savršeno funkcionirao u teoriji, ali u praksi su se kreatori prvih motora suočili karakteristični problemi ometanje rada mašine:

• Mrtva pozicija iz koje se motor ne može pokrenuti - kada su stubovi tačno orijentisani jedan ispred drugog.
• Nemogućnost startovanja zbog jakog otpora ili slabog odbijanja stubova.
• Rotor se zaustavlja nakon jednog okretaja. To je zbog činjenice da nakon prolaska pola kruga privlačenje magneta nije ubrzalo, već je usporilo rotaciju rotora.

Rješenje za prvi problem pronađeno je prilično brzo - za to je predloženo korištenje više od dva magneta. Kasnije je u motorni uređaj uključeno nekoliko namotaja i sklop kolektor-četka, koji je snabdijevao samo jedan par namotaja u određenom trenutku.

Sistem napajanja strujom kolektor-četka također rješava problem kočenja rotora - prebacivanje polariteta se događa do trenutka kada rotacija rotora počne usporavati. To znači da tokom jednog okretaja motora dolazi do najmanje dva obrnuta polariteta.

Problem malih udarnih struja razmatra se u nastavku u posebnom odjeljku.

Dizajn

Dakle, trajni magnet je pričvršćen na kućište motora, formirajući s njim stator, unutar kojeg se nalazi rotor. Nakon što se napajanje primijeni na namotaj armature, nastaje elektromagnetno polje koje stupa u interakciju s magnetskim poljem statora, što dovodi do rotacije rotora, koji je čvrsto postavljen na osovinu. Za prijenos električne struje od izvora do armature, motor je opremljen sklopom kolektor-četka koji se sastoji od:

1. Kolekcionar. To je strujni prsten od nekoliko sekcija odvojenih dielektričnim materijalom, spojenih na namotaje armature i montiranih direktno na osovinu motora.
2. Grafitne četke. Zatvaraju strujni krug između kolektora i izvora napajanja pomoću četkica koje su pritisnute na kontaktne jastučiće kolektora pomoću tlačnih opruga.

Namoti armature su spojeni na jednom kraju jedan na drugi, a na drugom kraju na kolektorske sekcije, formirajući tako strujni krug po kojem struja teče sljedećom trasom: ulazna četka -> namotaj rotora -> izlazna četka.

Smanjeno dijagram strujnog kola(Sl. 3) pokazuje princip rada primitivnog DC motora sa kolektorom od dvije sekcije:

1. U ovom primjeru razmotrit ćemo početnu poziciju rotora kao što je prikazano na dijagramu. Dakle, nakon što se napajanje dovede do donje četke, označene sa "+", struja teče kroz namotaj i stvara elektromagnetno polje oko njega.
2. Prema pravilu gimleta, sjeverni pol sidra se formira u donjem lijevom dijelu, a južni pol formira se u gornjem desnom dijelu. Nalazeći se u blizini istoimenih polova statora, počinju se odbijati, čime se rotor pokreće, što se nastavlja sve dok suprotni polovi ne budu na minimalnoj udaljenosti jedan od drugog, odnosno dođu u konačni položaj (Sl. 1).
3. Dizajn kolektora u ovoj fazi će rezultirati preokretom polariteta na namotajima armature. Kao rezultat toga, polovi magnetskog polja će opet biti blizu i početi da se odbijaju.
4. Rotor pravi potpunu revoluciju, a kolektor ponovo obrće polaritet, nastavljajući svoje kretanje.

Dijelovi DC motora

Ovdje je, kao što je već navedeno, demonstriran princip rada primitivnog prototipa. Pravi motori koriste više od dva magneta, a razdjelnik se sastoji od više jastučićišto osigurava glatku rotaciju.

U motorima velike snage upotreba trajnih magneta nije moguća zbog njihovog velika veličina. Alternativa za njih je sistem od nekoliko provodljivih šipki, od kojih svaka ima svoj namotaj povezan sa sabirnicama za napajanje. Stubovi istog imena uključeni su u mrežu u seriji. Na tijelu može biti od 1 do 4 para stubova, a njihov broj mora odgovarati broju strujnih četkica na kolektoru.

Električni motori dizajnirani za veliku snagu imaju niz funkcionalnih prednosti u odnosu na svoje "lakše" kolege. Na primjer, lokalni raspored četkica za prikupljanje struje rotira ih pod određenim kutom u odnosu na osovinu kako bi se kompenziralo kočenje osovine, što se naziva "reakcija armature".

Startne struje

Postepenim opremanjem rotora motora dodatnim elementima koji osiguravaju njegov nesmetan rad i isključuju sektorsko kočenje, javlja se problem njegovog pokretanja. Ali sve to povećava težinu rotora - uzimajući u obzir otpor osovine, postaje teže gurnuti ga s mjesta. Prvo rješenje ovog problema koje vam padne na pamet može biti povećanje struje na početku, ali to može dovesti do neugodnih posljedica:

• prekidač linije neće izdržati struju i isključit će se;
• žice za namotaje će izgorjeti od preopterećenja;
• uklopni sektori na kolektoru će biti zavareni od pregrijavanja.

Stoga se takva odluka može nazvati prilično rizičnom polumjerom.

Uopšte, ovaj problem je glavni nedostatak DC motora, ali uključuje i njihovu glavnu prednost, zbog koje su nezamjenjivi u nekim područjima. Ova prednost leži u direktnom prijenosu momenta odmah nakon pokretanja - osovina (ako se počne kretati) će se okretati s bilo kojim opterećenjem. AC motori nisu sposobni za ovo.

Do sada ovaj problem nije u potpunosti riješen. Do danas se za pokretanje takvih motora koristi automatski starter, čiji je princip rada sličan automobilskom mjenjaču:

1. Prvo, struja postepeno raste do početne vrijednosti.
2. Nakon "pomaka" s mjesta, trenutna vrijednost naglo opada i opet glatko raste "podešavajući rotaciju osovine".
3. Nakon porasta do granične vrijednosti, jačina struje se ponovo smanjuje i "prilagođava".

Ovaj ciklus se ponavlja 3-5 puta (slika 4) i rješava potrebu pokretanja motora bez pojave kritičnih opterećenja u mreži. Zapravo, još uvijek nema "mekog" starta, ali oprema radi sigurno, a glavna prednost DC motora - okretni moment - je očuvana.

Dijagrami ožičenja

Povezivanje DC motora je nešto teže nego kod motora sa AC specifikacijom.

Motori velike i srednje snage, po pravilu, imaju posebne namotaje polja (OB) i armaturne kontakte postavljene u priključnu kutiju. Najčešće usidreni izlazni napon izvor, a na OF - struja, prilagođena, po pravilu, reostatom. Brzina rotacije motora direktno ovisi o jačini struje koja se primjenjuje na pobudni namotaj.

Postoje tri glavne sheme za uključivanje armature i pobudnog namota DC motora:

1. Sekvencijalna pobuda se koristi kod motora koji zahtijevaju veliku struju u startu (električna vozila, oprema za iznajmljivanje itd.). Ova šema omogućava serijska veza OV i sidra za izvor. Nakon primjene napona, struje iste veličine prolaze kroz namotaje armature i OB. Treba imati na umu da će smanjenje opterećenja na vratilu čak i za četvrtinu uz uzastopno pobuđivanje dovesti do naglog povećanja brzine, što može dovesti do kvar motora, stoga se ovaj krug koristi u uvjetima konstantnog opterećenja.
2. Paralelna pobuda se koristi u motorima koji osiguravaju rad alatnih mašina, ventilatora i druge opreme koja ne vrši veliko opterećenje na vratilu u trenutku pokretanja. U ovom krugu se koristi nezavisni namotaj za pobuđivanje OF, koji se najčešće reguliše reostatom.
3. Nezavisna pobuda je vrlo slična paralelnoj ekscitaciji, ali u ovaj slučaj nezavisni izvor se koristi za napajanje OF, čime se eliminiše pojava električna komunikacija između armature i pobudnog namotaja.

U savremenim DC elektromotorima, mješovite šeme, na osnovu tri opisana.

Podešavanje brzine rotacije

Način regulacije brzine DPT-a ovisi o shemi njegove veze:

1. Kod motora sa paralelna ekscitacija smanjenje brzine u odnosu na nominalnu vrijednost može se izvršiti promjenom napona armature, a povećanje - slabljenjem uzbudnog toka. Za povećanje brzine (ne više od 4 puta u odnosu na nominalnu vrijednost), u OB krug se dodaje reostat.
2. Sa sekvencijalnim pobudama, podešavanje se lako izvodi varijabilni otpor u sidrenom lancu. Istina, ova metoda je prikladna samo za smanjenje brzine i to samo u omjerima od 1:3 ili 1:2 (osim toga, to dovodi do velikih gubitaka u reostatu). Povećanje se vrši pomoću reostata za podešavanje u OB krugu.

Ovi sklopovi se rijetko koriste u modernoj visokotehnološkoj opremi, jer imaju uski raspon podešavanja i druge nedostatke. Danas se u te svrhe sve češće stvaraju elektronska kola menadžment.

Reversing

Da biste preokrenuli (obrnuli) rotaciju DC motora, morate:

• sa serijskim uzbuđenjem - samo promijenite polaritet ulaznih kontakata;
• s mješovitom i paralelnom pobudom - potrebno je promijeniti smjer struje u namotu armature; ruptura OF može dovesti do kritičnog povećanja injektirane elektromotorne sile i propadanja izolacije žice.

Opseg primjene

Kao što ste već shvatili, upotreba DC motora je preporučljiva u uslovima kada trajna neprekidna veza na mrežu nije izvodljiva. dobar primjer ovdje može poslužiti starter automobila, gurajući motor s unutrašnjim sagorijevanjem "s mjesta", ili dječje igračke sa motorom. U tim slučajevima se koriste za pokretanje motora punjive baterije. U industrijske svrhe, DPT se koriste u valjaonicama.

Glavno područje primjene DPT-a je električni transport. Parni čamci, električne lokomotive, tramvaji, trolejbusi i drugi slični imaju vrlo veliki startni otpor, koji se može savladati samo uz pomoć DC motora sa svojim mekim karakteristikama i širokim granicama regulacije rotacije. Uzimajući u obzir brz razvoj i promocija zaštite životne sredine transportne tehnologije, obim DPT-a se samo povećava.

Najjednostavniji sklop četke i sakupljača

Prednosti i nedostaci

Sumirajući sve gore navedeno, moguće je opisati prednosti i nedostatke karakteristične za DC motore u odnosu na njihove kolege dizajnirane za rad na izmjeničnu struju.

Glavne prednosti:

• DCT-ovi su neophodni u situacijama kada je potreban snažan startni moment;
• brzina rotacije armature je lako podesiva;
• DC motor je univerzalna električna mašina, odnosno može se koristiti kao generator.

Glavni nedostaci:

• DPT-ovi imaju visoke troškove proizvodnje;
• upotreba sklopa četke i sakupljača dovodi do potrebe za čestim održavanjem i popravkom;
• Za rad je potrebno DC napajanje ili ispravljači.

DC elektromotori, naravno, gube od svojih "promjenjivih" kolega u smislu cijene i pouzdanosti, međutim, koriste se i koristit će se, budući da prednosti njihove upotrebe u određenim područjima kategorički precrtavaju sve nedostatke.

Prva od svih rotirajućih električnih mašina izumljenih u 19. veku je DC motor. Njegov princip rada poznat je od sredine prošlog stoljeća, a do danas DC motori (DC motori) i dalje vjerno služe čovjeku, pokrećući mnoge korisne mašine i mehanizme.

Prvi DPT

Od 30-ih godina 19. vijeka prošli su kroz nekoliko faza u svom razvoju. Činjenica je da je prije pojave na kraju pretprošlog vijeka jedini izvor električne energije bila galvanska ćelija. Stoga su svi prvi elektromotori mogli raditi samo na jednosmjernoj struji.

Koji je bio prvi DC motor? Princip rada i rasporeda motora izgrađenih u prvoj polovini 19. veka bio je sledeći. Induktor sa istaknutim polom bio je skup fiksnih trajnih magneta ili elektromagneta štapa koji nisu imali zajednički zatvoreni magnetni krug. Armatura istaknutog pola formirana je od nekoliko odvojenih elektromagneta šipki na zajedničkoj osi, vođenih silama odbijanja i privlačenja prema polovima induktora. Njihovi tipični predstavnici bili su motori U. Riccija (1833) i B. Jacobija (1834), opremljeni mehaničkim strujnim prekidačima u armaturnim elektromagnetima s pokretnim kontaktima u kolu namotaja armature.

Kako je radio Jacobi motor

Koji je bio princip rada ove mašine? Jacobi DC motor i njegovi analozi imali su pulsirajući elektromagnetski moment. Za vrijeme približavanja suprotnih polova armature i induktora, pod utjecajem magnetske sile privlačenja, obrtni moment motora brzo je dostigao svoj maksimum. Zatim, s položajem polova armature nasuprot polova induktora, mehanički prekidač je prekinuo struju u elektromagnetima armature. Trenutak je pao na nulu. Zbog inercije armature i pogonskog mehanizma, polovi armature su izašli ispod polova induktora, u tom trenutku im se iz prekidača napajala struja suprotnog smjera, njihov polaritet se također promijenio u suprotno, a sila privlačenja prema najbližem polu induktora promijenila se u silu odbijanja. Tako se Jacobi motor rotirao u uzastopnim udarima.

Pojavljuje se prstenasto sidro

U štapnim elektromagnetima armature motora Jacobi, struja se povremeno isključivala, magnetsko polje koje su stvarali nestalo je, a njegova energija se pretvarala u gubitak toplote u namotajima. Tako se u njemu povremeno odvijala elektromehanička konverzija električne energije izvora struje armature (galvanske ćelije) u mehaničku energiju. Potreban je bio motor sa neprekidnim zatvorenim namotajem, u kome bi struja tekla konstantno tokom čitavog vremena njegovog rada.

A takav fuhtufn je 1860. godine stvorio A. Pacinoti. Po čemu se njegov DC motor razlikovao od svojih prethodnika? Princip rada i uređaj Pacinoti motora su sljedeći. Kao sidro koristio je čelični prsten sa žbicama, postavljen na okomitu osovinu. U ovom slučaju sidro nije imalo jasno izražene motke. Postao je implicitno pol.

Zavojnice za namotavanje armature namotane su između žbica prstena, čiji su krajevi bili spojeni u seriju na samoj armaturi, a od spojnih točaka svake dvije zavojnice napravljeni su slavine, pričvršćene na kolektorske ploče smještene po obodu na dnu osovina motora, čiji je broj bio jednak broju zavojnica. Cijeli namotaj armature bio je zatvoren na sebe, a uzastopne spojne točke njegovih namotaja spojene su na susjedne kolektorske ploče, duž kojih je klizio par strujnih valjaka.

Prstenasta armatura je postavljena između polova dva fiksna elektromagneta induktor-statora, tako da su linije sile magnetskog pobudnog polja koje su stvarale ulazile u vanjsku cilindričnu površinu armature motora ispod sjevernog pobudnog pola, prolazile duž prstenastu armaturu bez pomicanja u njenu unutrašnju rupu, a izašla je ispod južnog pola.

Kako je radio Pacinotijev motor

Koji je bio njegov princip djelovanja? Pacinotijev DC motor je radio na potpuno isti način kao i moderni DC motori.

U magnetskom polju pola induktora sa zadatim polaritetom uvijek je postojao određeni broj vodiča namotaja armature sa strujom konstantnog smjera, a smjer struje armature ispod različitih polova induktora bio je suprotan. . To je postignuto postavljanjem valjaka koji nose struju, koji igraju ulogu četkica, u prostor između polova induktora. Zbog toga trenutna struja armature su tekle u namotaj kroz valjak, kolektorsku ploču i na nju pričvršćenu slavinu, koja se takođe nalazila u prostoru između polova, zatim tekla u suprotnim smjerovima duž dva polunamotaja-grana, i na kraju isticala kroz slavinu, kolektorsku ploču i valjak u drugom međupolarnom razmaku. Istodobno, promijenile su se same zavojnice armature ispod polova induktora, ali su u njima ostale nepromijenjene.

Ali na svaki vodič zavojnice armature sa strujom, smještenom u magnetskom polju pola induktora, djelovala je sila čiji je smjer određen poznatim pravilom "lijeve ruke". U odnosu na osovinu motora, ova sila stvara obrtni moment, a zbir momenata svih takvih sila daje ukupan obrtni moment DCT-a, koji je već skoro konstantan kod nekoliko kolektorskih ploča.

DCT sa prstenastom armaturom i gram namotajem

Kao što se često dešavalo u istoriji nauke i tehnologije, izum A. Paćinotija nije našao primenu. Bio je zaboravljen 10 godina, dok ga 1870. nije samostalno ponovio francusko-njemački izumitelj Z. Gramm u sličnom dizajnu.U ovim mašinama je os rotacije već bila horizontalna, korištene su ugljene četke koje su klizile duž kolektorskih ploča. gotovo modernog dizajna. Do 70-ih godina 19. vijeka već je bio poznat princip reverzibilnosti električnih mašina, a Gramma mašina se koristila kao generator i DC motor. Njegov princip rada je već opisan gore.

Unatoč činjenici da je izum prstenastog sidra bio važan korak u razvoju DPT-a, njegovo namotavanje (zvano Gram) imalo je značajan nedostatak. U magnetskom polju polova induktora bili su samo oni njegovih vodiča (zvani aktivni), koji su ležali ispod ovih polova na vanjskoj cilindričnoj površini armature. Na njih su primijenjeni magnetni, stvarajući okretni moment u odnosu na os motora. Isti neaktivni provodnici koji su prošli kroz rupu prstenaste armature nisu sudjelovali u stvaranju trenutka. Samo su beskorisno rasipali električnu energiju u obliku toplotnih gubitaka.

Od prstenastog sidra do sidra s bubnjem

Ovaj nedostatak prstenastog sidra otklonio je 1873. poznati njemački elektroinženjer F. Gefner-Altenek. Kako je radio njegov DC motor? Princip rada, uređaj njegovog induktor-statora isti su kao i kod motora s prstenastim namotom. Ali dizajn armature i njenog namotaja su se promijenili.

Gefner-Altenek je skrenuo pažnju na činjenicu da je smjer struje armature koja teče iz fiksnih četkica u provodnicima Gram namotaja ispod susjednih polova pobude uvijek suprotan, tj. mogu se uključiti u sastav zavojnica koje se nalaze na vanjskoj cilindričnoj površini zavojnice sa širinom (korak) jednakom podjelu polova (dio obima armature po ekscitacijskom polu).

U tom slučaju rupa u prstenastom sidru postaje nepotrebna i pretvara se u čvrsti cilindar (bubanj). Takav namotaj i samo sidro dobili su naziv bubanj. Potrošnja bakra u njemu s istim brojem aktivnih vodiča je mnogo manja nego u Gram namotu.

Sidro postaje nazubljeno

U mašinama Gramm i Gefner-Altenek, površina armature je bila glatka, a provodnici njenog namotaja bili su smješteni u procjepu između nje i polova induktora. U ovom slučaju, udaljenost između konkavne cilindrične površine pola pobude i konveksne površine armature dostigla je nekoliko milimetara. Stoga je za stvaranje potrebnog magnetnog polja bilo potrebno koristiti pobudne zavojnice s velikom magnetomotornom silom (sa veliki broj okreta). To je značajno povećalo veličinu i težinu motora. Osim toga, na glatku površinu armature njegovog namota bilo je teško pričvrstiti. Ali kako biti? Uostalom, za djelovanje na vodič sa strujom Amperove sile, on mora biti smješten u točkama u prostoru s velikim magnetskim poljem (sa velikom magnetskom indukcijom).

Ispostavilo se da to nije potrebno. Američki izumitelj mitraljeza H. Maxim pokazao je da ako je sidro bubnja napravljeno nazubljeno, a zavojnice za namotavanje bubnja postavljene u žljebove formirane između zubaca, tada se razmak između njega i polova pobude može smanjiti na djeliće milimetar. To je omogućilo značajno smanjenje veličine uzbudnih zavojnica, ali se okretni moment DCT-a uopće nije smanjio.

Kako radi takav DC motor? Princip rada temelji se na činjenici da se kod zupčastog sidra magnetska sila ne primjenjuje na vodiče u njegovim žljebovima (u njima praktički nema magnetskog polja), već na same zube. U ovom slučaju, prisustvo struje u provodniku u žljebu je ključno za nastanak ove sile.

Kako se riješiti vrtložnih struja

Još jedno veliko poboljšanje napravio je poznati pronalazač T. Edison. Šta je dodao DC motoru? Princip rada je ostao nepromijenjen, ali se promijenio materijal od kojeg je napravljeno sidro. Umjesto dosadašnjeg masivnog, postao je laminiran od tankih čeličnih limova međusobno električno izoliranih. To je omogućilo smanjenje veličine vrtložnih struja (Foucaultovih struja) u armaturi, što je povećalo efikasnost motora.

Princip rada DC motora

Ukratko, može se formulirati na sljedeći način: kada je armaturni namotaj pobuđenog motora spojen na izvor napajanja, visoka struja, naziva se početna i višestruka prekoračenje svoje nominalne vrijednosti. Štaviše, ispod polova pobude suprotnog polariteta, smjer struja u provodnicima namotaja armature je također suprotan, kao što je prikazano na donjoj slici. Prema ovim provodnicima djeluju Amperove sile usmjerene suprotno od kazaljke na satu i povlače armaturu u rotaciju. U ovom slučaju, u vodičima namota armature indukuje se smjer suprotan naponu izvora napajanja. Kako se armatura ubrzava, povratni EMF u njenom namotu se također povećava. U skladu s tim, struja armature opada od početne do vrijednosti koja odgovara radnoj točki na karakteristici motora.

Da biste povećali brzinu rotacije armature, morate ili povećati struju u njenom namotu ili smanjiti povratni EMF u njemu. Ovo posljednje se može postići smanjenjem veličine pobudnog magnetskog polja smanjenjem struje u pobudnom namotu. Ova metoda DPT kontrola brzine je postala široko rasprostranjena.

Princip rada DC motora sa nezavisnom pobudom

Sa spajanjem pobudnog namota (OV) dolazi do zasebnog napajanja (nezavisni OV), obično se izvode moćni DCT-ovi kako bi bilo pogodnije podešavanje struje pobude (kako bi se promijenila brzina rotacije). Po svojim svojstvima, DCT sa nezavisnim OF su praktično slični DCT sa OF povezanim paralelno sa namotajem armature.

Paralelno pobuđivanje DPT-a

Princip rada DC motora s paralelnom pobudom određen je njegovom mehaničkom karakteristikom, tj. ovisnost brzine rotacije od momenta opterećenja na njegovoj osovini. Za takav motor, promjena brzine tijekom prijelaza sa praznog hoda na nazivni moment opterećenja je od 2 do 10%. Takve mehaničke karakteristike nazivaju se krutim.

Dakle, princip rada DC motora sa paralelnom pobudom određuje njegovu upotrebu u pogonima sa konstantna brzina rotacija sa širokim rasponom promjena opterećenja. Međutim, također se široko koristi u pogonima s promjenjivom brzinom. U ovom slučaju, za kontrolu njegove brzine, može se koristiti promjena struje armature i struje pobude.

Sekvencijalna ekscitacija DPT

Princip rada DC motora serijske, kao i paralelne pobude, određen je njegovom mehaničkom karakteristikom, koja je u ovom slučaju meka, jer. brzina motora značajno varira s promjenom opterećenja. Gdje je najbolje koristiti takav DC motor? Princip rada željezničkog vučnog motora, čija brzina treba da se smanji kada vlak savlada uspone i vrati se na nominalnu pri kretanju po ravnici, u potpunosti je u skladu sa karakteristikama DPT-a sa OB spojenim u seriju s armaturom. namotavanje. Stoga je značajan dio električnih lokomotiva širom svijeta opremljen takvim uređajima.

Princip rada DC motora sa sekvencijalno pobuđivanje implementiraju i vučne motore pulsirajuće struje, koji su, u stvari, isti istosmjerni motori sa serijom OF, ali posebno dizajnirani za rad sa strujom koja je ispravljena već na električnoj lokomotivi, koja ima značajne talase.

Električni motori pogonjeni istosmjernom strujom koriste se mnogo rjeđe od motora koji se pokreću naizmjeničnom strujom. U domaćim uslovima, DC motori se koriste u dječjim igračkama na pogon konvencionalne baterije sa jednosmernom strujom. U proizvodnji, DC motori pokreću različite jedinice i opremu. Napajaju ih snažne baterije.

Uređaj i princip rada

DC motori su slični po dizajnu kao sinhroni motori na izmjeničnu struju, s razlikom u vrsti struje. U jednostavnim demonstracijskim modelima motora korišten je jedan magnet i petlja kroz koju prolazi struja. Takav uređaj je razmatran jednostavan primjer. Moderni motori su savršeni složeni uređaji koji mogu razviti veliku snagu.

Glavni namotaj motora je armatura koja se napaja preko kolektora i mehanizma četkice. Rotira se u magnetskom polju koje formiraju polovi statora (kućište motora). Armatura je napravljena od nekoliko namotaja položenih u njene žljebove i tamo pričvršćenih posebnom epoksidnom smjesom.

Stator se može sastojati od pobudnih namotaja ili trajnih magneta. Kod motora male snage koriste se trajni magneti, a kod motora sa povećana snaga stator je opremljen uzbudnim namotajima. Stator je na krajevima zatvoren poklopcima sa ugrađenim ležajevima koji služe za rotaciju osovine armature. Na jednom kraju ove osovine je pričvršćen ventilator za hlađenje koji vrši pritisak na vazduh i cirkuliše ga po unutrašnjosti motora tokom rada.

Princip rada takvog motora zasniva se na Amperovom zakonu. Kada postavite žičani okvir u magnetsko polje, on će se rotirati. Struja koja prolazi kroz njega stvara magnetsko polje oko sebe koje je u interakciji s vanjskim magnetnim poljem, što dovodi do rotacije okvira. U modernom dizajnu motora, ulogu okvira igra sidro s namotima. Na njih se primjenjuje struja, kao rezultat toga, oko armature se stvara struja koja je pokreće u rotaciono kretanje.

Za naizmjenično napajanje namotaja armature koriste se posebne četke od legure grafita i bakra.

Izlazi namotaja armature su spojeni u jednu jedinicu, nazvanu kolektor, napravljen u obliku prstena od lamela pričvršćenih na osovinu armature. Kada se osovina okreće, četke zauzvrat napajaju namotaje armature kroz lamele kolektora. Kao rezultat toga, osovina motora se okreće ravnomjernom brzinom. Što više namota ima armatura, to će motor ravnomjernije raditi.

Sklop četkica je najranjiviji mehanizam u dizajnu motora. Tokom rada, bakreno-grafitne četke se trljaju o kolektor, ponavljajući njegov oblik, i pritiskaju ga uz stalnu silu. Tokom rada četke se troše, a provodljiva prašina koja je proizvod tog habanja taloži se na dijelovima motora. Ova prašina se mora povremeno uklanjati. Obično se uklanjanje prašine vrši zrakom pod visokim pritiskom.

Četke zahtijevaju periodično pomicanje u žljebovima i pročišćavanje zrakom, jer se od nakupljene prašine mogu zaglaviti u žljebovima za vođenje. To će uzrokovati da četke vise preko komutatora i poremete rad motora. Četke povremeno zahtijevaju zamjenu zbog istrošenosti. Na mjestu kontakta kolektora sa četkama, kolektor se također haba. Stoga, kada se nosi, sidro se uklanja i strug probiti kolektor. Nakon žljebljenja kolektora, izolacija koja se nalazi između lamela kolektora se brusi na plitku dubinu kako ne bi uništila četke, jer njena čvrstoća znatno premašuje snagu četkica.

Vrste

DC motori se dijele prema prirodi pobude.

Nezavisno uzbuđenje

Sa ovom prirodom pobude, namotaj je spojen na vanjski izvor napajanja. Istovremeno, parametri motora su slični onima kod motora s permanentnim magnetom. Brzina rotacije se podešava otporom namotaja armature. Brzina se regulira posebnim reostatom za podešavanje uključenim u krug pobudnih namotaja. Sa značajnim smanjenjem otpora ili otvorenim krugom, struja armature raste do opasnih vrijednosti.

Elektromotori sa nezavisnom pobudom ne smiju se pokretati bez opterećenja ili sa malim opterećenjem, jer će se njegova brzina naglo povećati i motor će otkazati.

Paralelna ekscitacija

Namotaji pobude i rotora povezani su paralelno sa jednim izvorom struje. S ovom shemom, struja namotaja polja je mnogo niža od struje rotora. Parametri motora postaju previše kruti, mogu se koristiti za pogon ventilatora i mašina.

Kontrolu brzine motora osigurava reostat u serijskom krugu s pobudnim namotajima ili u krugu rotora.

sekvencijalno pobuđivanje

U ovom slučaju, uzbudljivi namot je povezan serijski s armaturom, zbog čega kroz ove namote prolazi ista struja. Brzina rotacije takvog motora ovisi o njegovom opterećenju. Motor ne smije raditi u praznom hodu bez opterećenja. Međutim, takav motor ima pristojne početne parametre, pa se slična shema koristi u radu teških električnih vozila.

pomešano uzbuđenje

Ova shema uključuje korištenje dva pobudna namotaja, smještena u parovima na svakom polu motora. Ovi namoti se mogu povezati na dva načina: sabiranjem protoka ili njihovim oduzimanjem. Kao rezultat toga, elektromotor može imati iste karakteristike kao i motori s paralelnom ili serijskom pobudom.

Da bi se motor rotirao u suprotnom smjeru, polaritet se mijenja na jednom od namotaja. Za kontrolu brzine rotacije motora i njegovog pokretanja koristi se postupno prebacivanje različitih otpornika.

Funkcije rada

DC motori su ekološki prihvatljivi i pouzdani. Njihova glavna razlika od AC motora je mogućnost podešavanja brzine rotacije u širokom rasponu.

Takvi DC motori se mogu koristiti i kao generatori. Promjenom smjera struje u namotu polja ili armaturi, možete promijeniti smjer rotacije motora. Brzina osovine motora se podešava pomoću varijabilni otpornik. U motorima sa serijskim krugom uzbude, ovaj otpor se nalazi u krugu armature i omogućava vam da smanjite brzinu rotacije za 2-3 puta.

Ova opcija je pogodna za mehanizme sa dugo vrijeme zastoja, jer se reostat zagreva tokom rada. Povećanje brzine se stvara uključivanjem reostata u krug uzbudljivog namotaja.

Za motore sa paralelno kolo uz pobudu u kolu armature, reostati se također koriste za smanjenje brzine za polovicu. Ako spojite otpor na krug uzbudnog namota, to će povećati brzinu do 4 puta.

Upotreba reostata povezana je s oslobađanjem topline. Stoga, u modernog dizajna motora, reostati su zamijenjeni elektronskim elementima koji kontroliraju brzinu bez jakog zagrijavanja.

Po koeficijentu korisna akcija DC motor je pod utjecajem njegove snage. Slabi DC motori imaju nisku efikasnost, a njihova efikasnost je oko 40%, dok motori od 1 MW mogu imati efikasnost do 96%.

Prednosti DC motora

• Male ukupne dimenzije.
• Jednostavna kontrola.
• Jednostavna konstrukcija.
• Mogućnost primjene kao strujni generatori.
• Brzi start, posebno karakterističan za motore sa serijskim uzbudnim krugom.
• Mogućnost glatkog podešavanja brzine rotacije osovine.

nedostatke

• Za povezivanje i rad morate kupiti posebno jednosmjerno napajanje.
• Visoka cijena.
• Prisutnost potrošnog materijala u obliku bakreno-grafitnih četkica za habanje, kolektora za habanje, koji značajno skraćuje vijek trajanja i zahtijeva periodično održavanje.

Opseg upotrebe

DC motori su postali široko popularni u električnim vozilima. Takvi motori su obično uključeni u dizajn:

• Električna vozila.
• Električne lokomotive.
• Tramvaji.
• Voz.
• Trolejbusi.
• Mehanizmi za podizanje i transport.
• Dječije igračke.
• Industrijska oprema sa potrebom kontrole brzine rotacije u velikom opsegu.

DC motori (DC motori) se koriste za pretvaranje konstante električna energija u mehanički rad. Motor ovog tipa bio je prvi od svih izumljenih rotirajućih električnih mašina. Princip njegovog rada poznat je od sredine prošlog stoljeća, a do danas oni nastavljaju vjerno služiti osobi, pokrećući velika količina mašine i mehanizmi.

Godine 1821. Faraday je, dok je provodio eksperimente o interakciji provodnika sa strujom i magnetom, vidio da električna struja uzrokuje da se provodnik rotira oko magneta. Tako je Faradejevo iskustvo utrlo put za stvaranje električnog motora. Nešto kasnije, Thomas Davenport je 1833. godine proizveo prvi rotacioni električni motor, i implementirao ga dok je vozio model voza. Godinu dana kasnije, B. S. Jacobi stvorio je prvi električni DC motor na svijetu, koji je koristio princip direktne rotacije pokretnog dijela motora. A već 13. septembra 1838. godine u Ruskom carstvu prvi motorni čamac sa 12 putnika plovio je Nevom protiv struje. Točkovi sa oštricama pokretani su električnim motorom, koji je dobijao struju iz baterije od 320 ćelija.

Godine 1886. električni motor je postao sličan modernim verzijama. U budućnosti se sve više modernizovao.

Danas je život naše tehnogene civilizacije potpuno nemoguć bez elektromotora. Koristi se skoro svuda: u vozovima, trolejbusima, tramvajima. Postrojenja i fabrike koriste moćne električne mašine, uređaje kućanskih aparata(električni mlin za meso, kuhinjski roboti, mlin za kafu, usisivači) itd.

Danas se DC motori s permanentnim magnetom široko koriste razne aplikacije gdje su važne male dimenzije, velika snaga i niska cijena. Zbog dobre brzine rotacije, često se koriste zajedno sa mjenjačem, dajući izlaz mala brzina i značajno povećanje obrtnog momenta.

DC motori s permanentnim magnetom su motori sa dovoljnim jednostavan uređaj i osnovno upravljanje. Unatoč činjenici da je njihovo upravljanje vrlo jednostavno, brzina njihove rotacije nije određena upravljačkim signalom, jer ovisi o mnogim faktorima, prvenstveno o opterećenju na osovini, a konstantan napon ishrana. Odnos idealnog obrtnog momenta i brzine motora je linearan, odnosno što je veće opterećenje na vratilu, sporija brzina i više ampera u namotaju.

Velika većina elektromotora radi prema fizici magnetskog odbijanja i privlačenja. Ako se žica postavi između sjevernog i južnog pola magneta i kroz nju prođe električna struja, tada će ona početi da se istiskuje.Jer kada, formira magnetsko polje oko sebe cijelom dužinom provodnika. Smjer ovog polja može se pronaći po pravilu gimleta.

Kada su kružno magnetsko polje vodiča i homogeno polje magneta u interakciji, polje između polova se s jedne strane smanjuje, a povećava s druge strane. To jest, rezultujuća sila gura žicu iz magnetnog polja pod uglom od 90 stepeni u pravcu, u skladu sa . , a vrijednost se izračunava po formuli

gdje je B vrijednost magnetne indukcije polja; I je struja koja cirkuliše u provodniku; L - dužina žice

Motori male snage koriste tipične trajne magnete za stvaranje trajnog magnetnog polja. U slučaju srednjeg i velike snage jednolično magnetsko polje se generiše pomoću pobudnog namotaja.

Razmotrimo detaljnije proces dobijanja mehaničkog kretanja uz pomoć električne energije. Postavimo žičani okvir okomito u jednolično magnetno polje i spojimo ga na izvor konstantnog napona. Okvir će se početi okretati i dosezati horizontalni položaj. Što se smatra neutralnim, jer je u njemu učinak polja na vodič sa strujom jednak nuli. Kako se kretanje ne bi zaustavilo, potrebno je postaviti barem još jedan okvir sa strujom i osigurati da se smjer kretanja promijeni u pravo vrijeme.

Tipičan motor umjesto jednog okvira ima armaturu s mnogo provodnika položenih u posebne žljebove, a umjesto trajnog magneta, stator sa pobudnim namotom sa dva ili više polova. Slika iznad prikazuje dvopolni elektromotor u presjeku. Ako kroz žice gornjeg dijela armature prođe struja koja se „udaljava od nas“, a u donjem dijelu „na nas“, tada će, u skladu s pravilom lijeve strane, gornji provodnici biti istisnuti magnetnog polja statora lijevo, a donji dio armature će biti istisnut udesno. Jer bakrene žice postavljen u posebne žljebove u sidru, tada će sva snaga preći na njega i ono će se okretati. Stoga, kada je provodnik sa smjerom struje "daleko od nas" ispod i stane na južni pol motora koji stvara stator, on će biti istisnut u lijeva strana, i kočenje će početi. Da bi se to izbjeglo, potrebno je obrnuti smjer struje u trenutku kada se prođe neutralna linija. To se radi pomoću kolektora - posebnog prekidača koji prebacuje namotaj armature sa krugom.

Dakle, namotaj armature motora prenosi obrtni moment na osovinu DC motora, što pokreće radne mehanizme. Strukturno, svi motori se sastoje od induktora i armature odvojenih zračnim rasporom.

Stator elektromotora služi za stvaranje fiksnog magnetnog polja i sastoji se od okvira, glavnog i dodatnih polova. Okvir je dizajniran za pričvršćivanje glavnih i dodatnih polova i služi kao element magnetskog kola. Na glavnim polovima nalaze se pobudni namotaji koji se koriste za stvaranje magnetskog polja, na dodatnim polovima se nalazi poseban namotaj koji se koristi za poboljšanje uslova prebacivanja.

Armatura motora se sastoji od magnetnog sistema napravljenog od odvojenih listova, radnog namotaja položenog u posebne žljebove i kolektora za napajanje radnog namotaja.

Kolektor izgleda kao cilindar postavljen na EM osovinu i napravljen od bakrenih ploča izoliranih jedna od druge. Na kolektoru se nalaze posebne izbočine-kokeri, na koje su zalemljeni krajevi dijelova za namotavanje. Struja se uklanja iz kolektora pomoću četkica koje pružaju klizni kontakt sa kolektorom. Četke se nalaze u držačima četkica koji ih drže u određenom položaju i stvaraju potreban pritisak na površinu kolektora. Četke i držači četkica se montiraju na traverzu i spajaju na karoseriju.

Kolektor je složen, skup i najnepouzdaniji sklop DC motora. Često varniče, ometa, začepljuje prašinom od četkica. A pod velikim opterećenjem, sve se može čvrsto spojiti. Njegovo glavni zadatak prebacite napon armature naprijed-nazad.

Da bismo bolje razumjeli rad kolektora, dajmo okviru rotacijsko kretanje u smjeru kazaljke na satu. U trenutku kada okvir zauzme položaj, A, u njegovim provodnicima će se inducirati maksimalna struja, budući da provodnici prelaze magnetne linije sile, krećući se okomito na njih.

Indukovana struja iz provodnika B spojenog na ploču 2 prati četkicu 4 i, prolazeći kroz eksterno kolo, vraća se na provodnik A kroz četkicu 3. U tom slučaju, desna četkica će biti pozitivna, a lijeva negativna.

Daljnja rotacija okvira (pozicija B) će opet dovesti do indukcije struje u oba provodnika; međutim, smjer struje u provodnicima će biti suprotan od onog koji su imali u položaju A. Pošto se kolektorske ploče okreću zajedno sa provodnicima, četkica 4 će opet dati električnu struju vanjskom kolu, a kroz četkicu 3 struju će se vratiti u okvir.

Stoga, unatoč promjeni smjera struje motora u samim rotirajućim provodnicima, zbog prebacivanja se smjer struje u vanjskom kolu nije promijenio.

U sljedećem trenutku (G), okvir će ponovo zauzeti poziciju na neutralnoj liniji, u provodnicima i, u vanjskom kolu, struja opet neće teći.

U narednim vremenskim intervalima, razmatrani ciklus kretanja će se ponavljati istim redoslijedom, tako da će smjer struje u vanjskom kolu zbog kolektora uvijek ostati konstantan, a istovremeno će polaritet četkica takođe biti sačuvana.

Sklop četkica se koristi za napajanje zavojnica na rotirajućem rotoru i za prebacivanje struje u namotajima. Četkica je fiksni kontakt. Otvaraju i zatvaraju kontaktne ploče kolektora rotora sa visokom frekvencijom. Da biste smanjili varničenje potonjeg, koristite razne načine, od kojih je glavna upotreba dodatnih stubova.

S povećanjem ubrzanja počinje sljedeći proces, namotaj armature se kreće preko magnetskog polja statora i inducira EMF u njemu, ali je usmjeren suprotno od onog koji rotira motor. I kao rezultat toga, struja kroz armaturu naglo opada i što je jača, to je veća brzina.

Šeme uključivanja motora. At paralelna veza namotaja, od kojih je napravljen namotaj armature veliki broj zavojima tanke žice. Tada će struja koju uključuje kolektor biti niža i ploče neće puno iskri. Ako su namoti statora i armature spojeni u seriju, tada se namotaj induktora pravi s vodičem većeg promjera s manje zavoja. Stoga, sila magnetiziranja ostaje konstantna i performanse motora se povećavaju.

Motori ovog tipa sa četkama u principu ne trebaju poseban upravljački krug, jer. sva potrebna prebacivanja se vrše unutar motora. Tokom rada elektromotora, par statičkih četkica klizi na rotirajući komutator rotora i one drže namotaje pod naponom. Smjer kretanja rotacije je postavljen polaritetom napona napajanja. Ako je potrebno upravljati motorom samo u jednom smjeru, tada se struja napajanja prebacuje preko releja ili drugog jednostavna metoda, a ako u oba smjera, tada se koristi posebna upravljačka shema.

Nedostacima ovog tipa motora može se smatrati brzo trošenje sklopa četke i kolektora. prednosti - dobre performanse start, jednostavno podešavanje frekvencije i smjera rotacije.

Prisutnost pobudnog namota u DC motoru omogućava implementaciju razne šeme veze. Ovisno o tome kako je spojen pobudni namotaj (OB), postoje istosmjerni motori sa nezavisnom pobudom i sa samopobudom, koji se, pak, dijeli na serijski, paralelni i mješoviti.

Pokretanje motora ovog tipa je komplicirano ogromnim vrijednostima ​​momenata i startnih struja koje nastaju u trenutku pokretanja. U DPT startne struje može premašiti nominalnu za 10-40 puta. Ovako jak višak može lako spaliti namotaje. Stoga, pri pokretanju, pokušavaju ograničiti struje na nivo (1,5-2) I n

Posao indukcioni motor zasniva se na principima fizičke interakcije magnetskog polja koje se pojavljuje u statoru sa strujom koju isto polje stvara u namotu rotora.

Sinhroni motor je vrsta elektromotora koji samo radi AC napon, dok se frekvencija rotacije rotora poklapa sa frekvencijom rotacije magnetskog polja. Zbog toga ostaje konstantan bez obzira na opterećenje, jer je rotor sinhronog motora običan elektromagnet i njegov broj parova polova se poklapa sa brojem parova polova rotacionog magnetnog polja. Stoga, interakcija ovih polova osigurava konstantnost ugaone brzine kojom se rotor okreće.

Elektromotori su uređaji za pretvaranje električne energije u mehaničku i obrnuto, ali to su već generatori. Postoji veliki izbor vrsta elektromotora, tako da postoji mnogo upravljačkih shema za elektromotore. Pogledajmo neke od njih