Nga se përbëhet një motor DC. Motor kolektor DC

Krijon një fluks magnetik për formimin e një momenti. Udhëzuesi përfshin domosdoshmërisht njërën ose tjetrën magnet të përhershëm ose dredha-dredha ngacmuese... Induktori mund të jetë pjesë e rotorit dhe statorit. Në motorin e paraqitur në fig. 1, sistemi i ngacmimit përbëhet nga dy magnet të përhershëm dhe është pjesë e statorit.

Llojet e motorëve kolektorë

Sipas modelit të statorit, motori kolektor mund të jetë dhe.

Qarku i motorit me magnet të përhershëm

Motori kolektor rrymë e vazhdueshme(PMCT) me magnet të përhershëm është më i zakonshmi në mesin e PMCT-ve. Ky motor përfshin magnet të përhershëm që krijojnë një fushë magnetike në stator. Motorët kolektorë DC me magnet të përhershëm (КДПТ ПМ) zakonisht përdoren në detyra që nuk kërkojnë fuqi të lartë. KDPT PM është më i lirë për t'u prodhuar sesa motorët kolektorë me mbështjellje në terren. Në këtë rast, momenti i KDPT PM është i kufizuar nga fusha e magnetëve të përhershëm të statorit. PMDC me magnet të përhershëm reagon shumë shpejt ndaj ndryshimeve të tensionit. Fusha konstante e statorit e bën të lehtë kontrollin e shpejtësisë së motorit. Disavantazhi i një motori DC me magnet të përhershëm është se me kalimin e kohës magnetët humbasin vetitë e tyre magnetike, si rezultat i të cilave fusha e statorit zvogëlohet dhe performanca e motorit zvogëlohet.

Përparësitë:
• raporti më i mirë cilësia e çmimit
• çift ​​rrotullues i lartë në rpm të ulët
• reagim i shpejtë ndaj ndryshimeve të tensionit

Të metat:
• magnet të përhershëm me kalimin e kohës si dhe nën ndikim temperaturat e larta humbasin vetitë e tyre magnetike

Motor kolektor me mbështjellje në terren

Sipas diagramit të lidhjes së mbështjelljes së statorit, motorët elektrikë të kolektorëve me mbështjellje në terren ndahen në motorë:

Qarku i pavarur i ngacmimit

Qarku paralel i ngacmimit

Qarku i ngacmimit sekuencial

Skema eksitim i përzier

Motorët i pavarur dhe ngacmim paralel

Në motorët e pavarur ngacmues, mbështjellja e ngacmimit nuk është e lidhur elektrike me mbështjelljen (figura më sipër). Zakonisht, tensioni i ngacmimit U OF ndryshon nga voltazhi në qarkun e armaturës U. Nëse tensionet janë të barabarta, atëherë mbështjellja e ngacmimit lidhet paralelisht me mbështjelljen e armaturës. Përdorimi i një motori ngacmues të pavarur ose paralel në një makinë elektrike përcaktohet nga qarku i ngasjes elektrike. Vetitë (karakteristikat) e këtyre motorëve janë të njëjta.

Në motorët me ngacmim paralel, rrymat e mbështjelljes së ngacmimit (induktorit) dhe armaturës nuk varen nga njëra-tjetra, dhe rryma totale e motorit është e barabartë me shumën e rrymës së mbështjelljes së ngacmimit dhe rrymës së armaturës. Gjatë funksionimit normal, me rritjen e tensionit Furnizimi me energji elektrike rrit rrymën totale të motorit, gjë që çon në një rritje në fushat e statorit dhe rotorit. Me një rritje të rrymës totale të motorit, shpejtësia gjithashtu rritet, dhe çift rrotullimi zvogëlohet. Kur motori është i ngarkuar rryma e armaturës rritet, duke rezultuar në një rritje në fushën e armaturës. Me një rritje të rrymës së armaturës, rryma e induktorit (mbështjellja e fushës) zvogëlohet, si rezultat i së cilës fusha e induktorit zvogëlohet, gjë që çon në një ulje të shpejtësisë së motorit dhe një rritje të çift rrotullimit.

Përparësitë:
• çift ​​rrotullues pothuajse konstant në rrotullime të ulëta
• veti të mira rregulluese
• nuk ka humbje të magnetizmit me kalimin e kohës (pasi nuk ka magnet të përhershëm)

Të metat:
• më shtrenjtë se PM i KDPT
• motori del jashtë kontrollit nëse rryma e induktorit bie në zero

Motori kolektor ngacmimi paralel ka një çift rrotullues në rënie në rrotullime të larta dhe një çift rrotullues të lartë, por më konstant në rrotullime të ulëta. Rryma në mbështjelljen e induktorit dhe armaturës nuk varet nga njëra-tjetra, kështu, rryma totale elektromotori është i barabartë me shumën e rrymave të induktorit dhe armaturës. Si rezultat, ky lloj motori ka performancë të shkëlqyer të kontrollit të shpejtësisë. Një motor DC i krehur me dredha-dredha në fushë paralele përdoret zakonisht në aplikime që kërkojnë më shumë se 3 kW fuqi, veçanërisht në aplikacionet e automobilave dhe industrisë. Në krahasim me, motori i ngacmimit paralel nuk i humbet vetitë e tij magnetike me kalimin e kohës dhe është më i besueshëm. Disavantazhet e një motori me ngacmim paralel janë kostoja më e lartë dhe mundësia që motori të dalë jashtë kontrollit nëse rryma e induktorit bie në zero, gjë që nga ana tjetër mund të çojë në prishje të motorit.

Te elektromotorët e ngacmimit serik, mbështjellja e ngacmimit lidhet në seri me mbështjelljen e armaturës, ndërsa rryma e ngacmimit është e barabartë me rrymën e armaturës (I in = I a), e cila i jep motorëve veti të veçanta. Në ngarkesa të ulëta, kur rryma e armaturës është më e vogël se rryma e vlerësuar (I a & lt I nom) dhe sistemi magnetik i motorit nuk është i ngopur (F ~ I a), momenti elektromagnetik është proporcional me katrorin e rrymës. në mbështjelljen e armaturës:

• ku M -, N ∙ m,
• c M - koeficienti konstant i përcaktuar nga parametrat e projektimit të motorit,
• Ф - fluksi magnetik kryesor, Wb,
• I a - rryma e armaturës, A.

Me një rritje të ngarkesës, sistemi magnetik i motorit është i ngopur dhe proporcionaliteti midis rrymës I a dhe fluksit magnetik Ф shkelet. Në ngopje të konsiderueshme, fluksi magnetik Ф me rritjen I a praktikisht nuk rritet. Grafiku i vartësisë M = f (I a) në pjesën fillestare (kur sistemi magnetik nuk është i ngopur) ka formën e një parabole, atëherë në ngopje ajo devijon nga parabola dhe në rajonin e ngarkesave të mëdha kthehet në një vijë e drejtë.

E rëndësishme:Është e papranueshme përfshirja e motorëve të ngacmimit vijues në rrjet në gjendje boshe (pa ngarkesë në bosht) ose me një ngarkesë më të vogël se 25% të nominales, pasi në ngarkesa të ulëta shpejtësia e armaturës rritet ndjeshëm, duke arritur vlerat në të cilat mekanike shkatërrimi i motorit është i mundur, prandaj, në disqet me motorë me ngacmim vijues, është e papranueshme përdorimi i një rripi, nëse është i prishur, motori kalon në modalitetin boshe. Përjashtim bëjnë motorët e ngacmimit sekuencial me fuqi deri në 100-200 W, të cilët mund të funksionojnë në modalitetin pa ngarkesë, pasi fuqia e tyre e humbjeve mekanike dhe magnetike me shpejtësi të lartë është e krahasueshme me fuqi e vlerësuar motorri.

Aftësia e motorëve të ngacmimit të serisë për të zhvilluar një çift rrotullues të madh elektromagnetik u siguron atyre veti të mira fillestare.

Një motor komutator me ngacmim në seri ka çift rrotullues të lartë në rpm të ulët dhe shpejtësi të lartë kur nuk aplikohet ngarkesë. Ky motor elektrik është ideal për aplikime që duhet të zhvillojnë çift rrotullues të lartë (vinça dhe çikrik), pasi rryma e statorit dhe rotorit rritet nën ngarkesë. Ndryshe nga motorët e ngacmimit paralel, motori i ngacmimit sekuencial nuk ka karakteristika të sakta kontrollin e shpejtësisë, dhe në rast qark i shkurtër dredha-dredha e fushës, mund të bëhet e pakontrollueshme.

Motori i ngacmimit të përzier ka dy mbështjellje fushore, njëra prej tyre është e lidhur paralelisht me mbështjelljen e armaturës, dhe e dyta në seri. Raporti midis forcave magnetizuese të mbështjelljeve mund të jetë i ndryshëm, por zakonisht njëra nga mbështjelljet krijon një forcë të madhe magnetizuese dhe kjo mbështjellje quhet mbështjellja kryesore, mbështjellja e dytë quhet mbështjellje ndihmëse. Mbështjelljet e fushës mund të lidhen në mënyrë të koordinuar dhe të kundërt, dhe, në përputhje me rrethanat, fluksi magnetik krijohet nga shuma ose diferenca e forcave magnetizuese të mbështjelljeve. Nëse mbështjelljet janë të lidhura në përputhje, atëherë karakteristikat e shpejtësisë së një motori të tillë janë të vendosura midis karakteristikave të shpejtësisë së motorëve të ngacmimit paralel dhe serial. Lidhja e kundërt e mbështjelljes përdoret kur është e nevojshme të merret një shpejtësi konstante rrotullimi ose një rritje e shpejtësisë së rrotullimit me ngarkesë në rritje. Kështu, performanca e një motori të ngacmimit të përzier i afrohet karakteristikave të një motori ngacmues paralel ose serik, në varësi të asaj se cila nga mbështjelljet e fushës luan rolin kryesor.

Motori elektrik DC u shpik përpara llojeve të tjera të makinave që konvertojnë energjinë elektrike në energji mekanike. Megjithëse motorët AC u përdorën më gjerësisht më vonë, ka aplikacione për të cilat nuk ka alternativë për motorët DC.

Motor AC dhe DC

Historia e shpikjes

Motor elektrik Jacobi.

Për të kuptuar parimin e funksionimit të motorëve elektrikë me rrymë të drejtpërdrejtë (DCM), ne i drejtohemi historisë së krijimit të tij. Pra, dëshmia e parë eksperimentale që energjia elektrike mund të shndërrohet në energji mekanike u demonstrua nga Michael Faraday. Në 1821, ai kreu një eksperiment me një përcjellës të hedhur në një enë të mbushur me merkur, në fund të së cilës ishte një magnet i përhershëm. Pas aplikimit të energjisë elektrike në përcjellës, ai filloi të rrotullohej rreth magnetit, duke demonstruar reagimin e tij ndaj fushës magnetike në enë. Eksperimenti i Faradeit nuk gjeti aplikim praktik, por vërtetoi mundësinë e krijimit të makinave elektrike, dhe i dha një fillim zhvillimit të elektromekanikës.

Motori i parë elektrik DC, i cili bazohej në parimin e rrotullimit të pjesës lëvizëse (rotorit), u krijua nga inxhinieri fiziko-mekanik rus Boris Semenovich Jacobi në 1834. Kjo pajisje funksiononte si më poshtë:

Parimi i përshkruar u përdor në motorin që Jacobi instaloi në një varkë me 12 pasagjerë në 1839. Anija lëvizi në lëvizje me një shpejtësi prej 3 km / orë kundër rrymës (sipas burimeve të tjera - 4.5 km / orë), por kaloi me sukses lumin dhe hodhi pasagjerët në breg. Një bateri me 320 qeliza galvanike u përdor si burim energjie dhe lëvizja u krye duke përdorur rrota me vozitje.

Studimi i mëtejshëm i çështjes i shtyu studiuesit të zgjidhin një sërë pyetjesh në lidhje me cilat furnizime me energji elektrike janë më të mira për t'u përdorur, si të përmirësohet performanca e tij dhe të optimizohen dimensionet.

Në 1886, Frank Julian Sprague projektoi për herë të parë një motor elektrik me rrymë të drejtpërdrejtë, të ngjashëm në dizajn me ato që përdoren sot. Ai zbatoi parimin e vetë-ngacmimit dhe parimin e kthyeshmërisë së një makine elektrike. Në këtë pikë, të gjithë motorët të këtij lloji kaloi në furnizimin me energji elektrike nga një burim më i përshtatshëm - një gjenerator i rrymës direkte.

Asambleja e kolektorit të furçës siguron lidhje elektrike zinxhirët e rotorit me zinxhirë të vendosur në pjesën e palëvizshme të makinës

Pajisja dhe parimi i funksionimit

Në DCT moderne, përdoret i njëjti parim i ndërveprimit të një përcjellësi të ngarkuar me një fushë magnetike. Me përmirësimin e teknologjisë, pajisja plotësohet vetëm me disa elementë që përmirësojnë performancën. Për shembull, në ditët e sotme magnetët e përhershëm përdoren vetëm në motorët me fuqi të ulët, pasi ato do të merrnin shumë hapësirë ​​në makinat e mëdha.

Parimi themelor

Prototipet fillestare të këtij lloji të motorit ishin dukshëm më të thjeshta. pajisje moderne... Dizajni i tyre primitiv përfshinte vetëm një stator prej dy magnetesh dhe një armaturë me dredha-dredha në të cilën aplikohej rryma. Duke studiuar parimin e ndërveprimit të fushave magnetike, projektuesit përcaktuan algoritmin e mëposhtëm për motorin:

1. Furnizimi me energji elektrike krijon një fushë elektromagnetike në mbështjelljet e armaturës.
2. Pol elektro fushë magnetike i zmbrapsur nga polet me të njëjtin emër të fushës së një magneti të përhershëm.
3. Armatura, së bashku me boshtin në të cilin është ngjitur, rrotullohet në përputhje me fushën e neveritshme të mbështjelljes.

Ky algoritëm funksionoi në mënyrë të përsosur në teori, por në praktikë, krijuesit e motorëve të parë u përballën me probleme karakteristike që penguan funksionimin e makinës:

• Pozicioni i vdekur nga i cili motori nuk mund të niset është kur shtyllat janë të vendosura saktësisht përballë njëri-tjetrit.
• Pamundësia e nisjes për shkak të rezistencës së fortë ose zmbrapsjes së dobët të shtyllave.
• Rotori ndalon pas përfundimit të një rrotullimi. Kjo për faktin se pasi kaloi gjysmën e rrethit, tërheqja e magnetit nuk u përshpejtua, por ngadalësoi rrotullimin e rotorit.

Zgjidhja për problemin e parë u gjet mjaft shpejt - për këtë u propozua të përdoreshin më shumë se dy magnet. Më vonë, disa dredha-dredha dhe një montim furça kolektori, i cili furnizonte energji vetëm për një palë mbështjellje në një moment të caktuar kohor, filluan të përfshihen në pajisjen motorike.

Sistemi i furnizimit me rrymë kolektor-brushë zgjidh gjithashtu problemin e frenimit të rotorit - ndërrimi i polaritetit ndodh deri në momentin kur rrotullimi i rotorit fillon të ngadalësohet. Kjo do të thotë që të paktën dy ndryshime të polaritetit ndodhin gjatë një rrotullimi të motorit.

Problemi i rrymave të ulëta të hyrjes diskutohet më poshtë në një seksion të veçantë.

Dizajn

Pra, magneti i përhershëm është i fiksuar në kutinë e motorit, duke formuar me të një stator, brenda të cilit ndodhet rotori. Pasi energjia furnizohet me mbështjelljen e armaturës, lind një fushë elektromagnetike, e cila ndërvepron me fushën magnetike të statorit, kjo çon në rrotullimin e rotorit të montuar në mënyrë të ngurtë në bosht. Për të transferuar rrymën elektrike nga burimi në armaturë, motori është i pajisur me një montim kolektor-brushë, i përbërë nga:

1. Koleksionist. Është një unazë rrëshqitëse e disa seksioneve, e ndarë nga një material dielektrik, është e lidhur me mbështjelljet e armaturës dhe është ngjitur drejtpërdrejt në boshtin e motorit.
2. Furça grafiti. Ata plotësojnë qarkun midis kolektorit dhe furnizimit me energji elektrike duke përdorur furça që shtypen kundër jastëkëve të kolektorit me susta me presion.

Mbështjelljet e armaturës lidhen me njërin skaj me njëri-tjetrin, dhe tjetrin me seksionet e kolektorit, duke formuar kështu një qark përgjatë të cilit rrjedh rryma përgjatë rrugës së mëposhtme: furça hyrëse -> mbështjellja e rotorit -> furça dalëse.

E dhënë diagrami i qarkut(Fig. 3) demonstron parimin e funksionimit të një motori primitiv DC me një kolektor prej dy seksionesh:

1. Në këtë shembull, ne do të shqyrtojmë pozicionin fillestar të rotorit siç tregohet në diagram. Pra, pasi fuqia aplikohet në furçën e poshtme, të shënuar me shenjën "+", rryma rrjedh nëpër dredha-dredha dhe krijon një fushë elektromagnetike rreth saj.
2. Sipas rregullit të gimbalit, poli verior i spirancës formohet në pjesën e poshtme të majtë, dhe poli jugor në të djathtën e sipërme. Të vendosura pranë poleve të statorit me të njëjtin emër, ata fillojnë të shtyhen, duke vënë në këtë mënyrë rotorin në lëvizje, i cili vazhdon derisa polet e kundërta të jenë në një distancë minimale nga njëri-tjetri, domethënë të arrijnë në pozicionin e tyre përfundimtar (Fig. 1).
3. Dizajni i kolektorit në këtë fazë do të rezultojë në ndryshimin e polaritetit në mbështjelljet e armaturës. Si rezultat, polet e fushave magnetike do të jenë përsëri në një distancë të afërt dhe do të fillojnë të zmbrapsen.
4. Rotori bën një revolucion të plotë dhe kolektori e kthen përsëri polaritetin, duke vazhduar lëvizjen e tij.

Pjesë Motor DC

Këtu, siç u përmend tashmë, demonstrohet parimi i funksionimit të një prototipi primitiv. Motorët e vërtetë përdorin më shumë se dy magnet dhe kolektori ka më shumë pads kontakti, i cili siguron rrotullim të qetë.

Në motorët me fuqi të lartë, përdorimi i magneteve të përhershëm nuk është i mundur për shkak të tyre madhësia e madhe... Një alternativë për ta është një sistem i disa shufrave përcjellëse, secila prej të cilave ka dredha-dredha e vet të lidhur me autobusët e furnizimit. Polet me të njëjtin emër lidhen me rrjetin në mënyrë sekuenciale. Në rast, mund të ketë nga 1 deri në 4 palë shtylla, dhe numri i tyre duhet të korrespondojë me numrin e furçave të kolektorit në kolektor.

Motorët elektrikë të projektuar për fuqi të lartë kanë një sërë avantazhesh funksionale ndaj homologëve "më të lehtë". Për shembull, pajisja e furçave të marrjes lokale i rrotullon ato në një kënd të caktuar në lidhje me boshtin për të kompensuar ngadalësimin e boshtit, i quajtur "reagimi i armaturës".

Rrymat e fillimit

Pajisja graduale e rotorit të motorit me elementë shtesë që sigurojnë funksionimin e tij të pandërprerë dhe përjashtojnë frenimin e sektorit, lind problemi i fillimit të tij. Por e gjithë kjo rrit peshën e rotorit - duke marrë parasysh rezistencën e boshtit, bëhet më e vështirë ta shtyni atë nga vendi i tij. Zgjidhja e parë për këtë problem që vjen në mendje mund të jetë rritja e amperazhit të dhënë në fillim, por kjo mund të çojë në pasoja të pakëndshme:

• ndërprerësi i linjës nuk do t'i rezistojë rrymës dhe do të fiket;
• telat e dredha-dredha do të digjen nga mbingarkesa;
• Sektorët e kalimit në kolektor do të saldohen kundër mbinxehjes.

Prandaj, një vendim i tillë mund të quhet më tepër një gjysmë masë e rrezikshme.

Në përgjithësi, ky problemështë disavantazhi kryesor i motorëve DC, por përfshin avantazhin e tyre kryesor, falë të cilit ata janë të domosdoshëm në disa fusha. Ky avantazh qëndron në transmetimin e drejtpërdrejtë të çift rrotullues menjëherë pas fillimit - boshti (nëse fillon të lëvizë) do të rrotullohet me çdo ngarkesë. Motorët AC nuk mund ta bëjnë këtë.

Deri më tani, nuk ka qenë e mundur të zgjidhet plotësisht ky problem. Deri më sot, një startues automatik përdoret për të nisur motorë të tillë, parimi i funksionimit të të cilit është i ngjashëm me një kuti ingranazhi automobilistik:

1. Në fillim, rryma gradualisht rritet në vlerën fillestare.
2. Pas "zhvendosjes" nga pika, vlera aktuale bie ndjeshëm dhe përsëri rritet pa probleme "duke rregulluar rrotullimin e boshtit".
3. Pas ngritjes në vlerën kufi, amperazhi reduktohet përsëri dhe "rregullohet".

Ky cikël përsëritet 3-5 herë (Fig. 4) dhe zgjidh nevojën e ndezjes së motorit pa shfaqjen e ngarkesave kritike në rrjet. Në fakt, nuk ka ende një fillim "të butë", por pajisjet funksionojnë në mënyrë të sigurt, dhe avantazhi kryesor i motorit DC - çift rrotullimi - ruhet.

Diagramet e lidhjes

Lidhja e motorëve DC është pak më e komplikuar se motorët me një specifikim AC.

Motorët me fuqi të lartë dhe të mesme, si rregull, kanë kontakte të veçanta të mbështjelljes së ngacmimit (OW) dhe armaturës, të vendosura në kutinë e terminalit. Më shpesh, spiranca shërbehet tensioni i daljes burimi, dhe në OF - rryma rregullohet, si rregull, nga një reostat. Shpejtësia e rrotullimit të motorit varet drejtpërdrejt nga forca e rrymës së furnizuar në mbështjelljen e fushës.

Ekzistojnë tre skema kryesore për ndezjen e armaturës dhe mbështjelljen e ngacmimit të motorëve DC:

1. Ngacmimi sekuencial përdoret në motorët që kërkojnë një rrymë të lartë të fillimit (automjetet elektrike, pajisjet rrotulluese, etj.). Kjo skemë parashikon lidhje serike OV dhe ankorohen në burim. Pas aplikimit të tensionit, rrymat me të njëjtën madhësi kalojnë nëpër armaturën dhe mbështjelljet e fibrave optike. Duhet të kihet parasysh se një ulje e ngarkesës në bosht edhe me një të katërtën me ngacmim vijues do të çojë në një rritje të mprehtë të shpejtësisë , e cila mund të çojë në prishje të motorit, prandaj ky qark përdoret në kushte të ngarkesës konstante.
2. Ngacmimi paralel përdoret në motorët që sigurojnë funksionimin e veglave të makinës, ventilatorit dhe pajisjeve të tjera, të cilat në momentin e fillimit nuk ushtrojnë një ngarkesë të lartë në bosht. Në këtë qark, një dredha-dredha e pavarur përdoret për të ngacmuar OF, e cila më së shpeshti kontrollohet nga një reostat.
3. Eksitimi i pavarur është shumë i ngjashëm me zgjimin paralel, por në në këtë rast një burim i pavarur përdoret për furnizimin e fibrës optike, e cila përjashton pamjen e komunikimi elektrik ndërmjet armaturës dhe mbështjelljes ngacmuese.

Mund të përdoren motorë elektrikë modernë DC skema të përziera bazuar në tre të përshkruara.

Kontrolli i shpejtësisë së rrotullimit

Metoda e rregullimit të shpejtësisë RPT varet nga diagrami i lidhjes:

1. Në motorët me ngacmim paralel një ulje e rrotullimeve në lidhje me vlerën nominale mund të bëhet duke ndryshuar tensionin e armaturës, dhe një rritje - duke dobësuar fluksin e ngacmimit. Për të rritur shpejtësinë (jo më shumë se 4 herë në krahasim me vlerën nominale), një reostat shtohet në qarkun OF.
2. Me ngacmim sekuencial, rregullimi është i lehtë rezistencë e ndryshueshme në zinxhirin e ankorimit. Vërtetë, kjo metodë është e përshtatshme vetëm për uljen e shpejtësisë dhe vetëm në raporte 1: 3 ose 1: 2 (përveç kësaj, kjo çon në humbje të mëdha në reostat). Rritja kryhet duke përdorur një reostat rregullues në qarkun OB.

Këto qarqe përdoren rrallë në pajisjet moderne të teknologjisë së lartë, pasi ato kanë një gamë të ngushtë rregullimi dhe disavantazhe të tjera. Në ditët e sotme, për këto qëllime, ata gjithnjë e më shumë krijojnë qarqet elektronike menaxhimi.

Duke u kthyer mbrapsht

Për të kthyer (mbrapsht) rrotullimin e një motori DC, duhet:

• me ngacmim serik - thjesht ndryshoni polaritetin e kontakteve të hyrjes;
• me ngacmim të përzier dhe paralel - është e nevojshme të ndryshohet drejtimi i rrymës në mbështjelljen e armaturës; një prishje e OF mund të çojë në një rritje kritike të forcës elektromotore të injektuar dhe në prishje të izolimit të telit.

Fusha e zbatimit

Siç e keni kuptuar tashmë, përdorimi i motorëve DC është i këshillueshëm në kushtet kur një lidhje e vazhdueshme e vazhdueshme me rrjetin nuk është e realizueshme. Një shembull i mirë këtu mund të shërbejë si motor i makinës, duke e shtyrë motorin me djegie të brendshme "nga një vend", ose lodra për fëmijë me një motor. Në këto raste, përdoren për të nisur motorin bateritë e rikarikueshme... Për qëllime industriale, DCT-të përdoren në mullinjtë e petëzimit.

Fusha kryesore e aplikimit të DCT është transporti elektrik. Anijet me avull, lokomotivat elektrike, tramvajet, trolejbusët dhe të tjera të ngjashme kanë një rezistencë shumë të lartë të nisjes, e cila mund të kapërcehet vetëm me ndihmën e motorëve DC me karakteristikat e tyre të buta dhe gamën e gjerë të kontrollit të rrotullimit. Me konsideratë zhvillimi i shpejtë dhe promovimin e mjedisit teknologjitë e transportit, fusha e aplikimit të DPT-së vetëm sa po rritet.

Montimi më i thjeshtë i kolektorit të furçës

Avantazhet dhe disavantazhet

Duke përmbledhur të gjitha sa më sipër, është e mundur të përshkruhen avantazhet dhe disavantazhet karakteristike të motorëve elektrikë me rrymë të drejtpërdrejtë në krahasim me homologët e tyre të krijuar për të funksionuar me rrymë alternative.

Përparësitë kryesore:

• DPT janë të domosdoshëm në situatat kur kërkohet një çift rrotullues i fortë fillestar;
• shpejtësia e rrotullimit të armaturës është lehtësisht e rregullueshme;
• Motori DC është një makinë elektrike universale, domethënë mund të përdoret si gjenerator.

Disavantazhet kryesore:

• DPT kanë një kosto të lartë prodhimi;
• përdorimi i një asambleje kolektori furçash çon në nevojën për mirëmbajtje dhe riparim të shpeshtë;
• për punë ju nevojitet një burim rrymë konstante ose ndreqës.

Motorët elektrikë DC, natyrisht, humbasin ndaj kongjenitëve të tyre "të ndryshueshëm" në kosto dhe besueshmëri, por ato përdoren dhe do të përdoren, pasi avantazhet e përdorimit të tyre në zona të caktuara anulojnë kategorikisht të gjitha disavantazhet.

E para nga të gjitha makinat elektrike rrotulluese të shpikura në shekullin e 19-të është motori DC. Parimi i tij i funksionimit është i njohur që nga mesi i shekullit të kaluar, dhe deri më tani, motorët DC (DCM) vazhdojnë t'i shërbejnë me besnikëri një personi, duke vënë në lëvizje shumë makina dhe mekanizma të dobishëm.

DPT e parë

Që nga vitet '30 të shekullit të 19-të, ato kanë kaluar në disa faza të zhvillimit të tyre. Fakti është se para shfaqjes së veglave të makinerive në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë, burimi i vetëm i energjisë elektrike ishte një qelizë galvanike. Prandaj, të gjithë motorët e parë elektrikë mund të funksiononin vetëm me rrymë të drejtpërdrejtë.

Cili ishte motori i parë DC? Parimi i funksionimit dhe pajisja e motorëve të ndërtuar në gjysmën e parë të shekullit të 19-të ishte si më poshtë. Një induktor i qartë i poleve ishte një grup magnetësh të palëvizshëm të përhershëm ose elektromagnetësh shufrash që nuk kishin një qark të përbashkët magnetik të mbyllur. Një armaturë eksplicite e poleve u formua nga disa elektromagnetë të veçantë shufra në një bosht të përbashkët, të shtyrë në rrotullim nga forcat e zmbrapsjes dhe tërheqjes në polet e induktorit. Përfaqësuesit e tyre tipikë ishin motorët U. Ricci (1833) dhe B. Jacobi (1834), të pajisur me ndërprerës të rrymës mekanike në elektromagnetët e armaturës me kontakte lëvizëse në qarkun e mbështjelljes së armaturës.

Si funksionoi motori Jacobi

Cili ishte parimi i kësaj makine? Motori Jacobi DC dhe analogët e tij kishin një moment elektromagnetik pulsues. Gjatë kohës kur polet e kundërta të armaturës dhe induktorit u afruan, nën ndikimin e forcës magnetike të tërheqjes, çift rrotullimi i motorit arriti shpejt maksimumin. Më pas, me pozicionin e shtyllave të armaturës përballë shtyllave të induktorit, çelësi mekanik ndërpreu rrymën në elektromagnetët e armaturës. Momenti ra në zero. Për shkak të inercisë së armaturës dhe mekanizmit të shtyrë, shtyllat e armaturës dolën nga nën shtyllat e induktorit, në këtë moment u furnizohej atyre një rrymë e drejtimit të kundërt nga çelësi, polariteti i tyre gjithashtu ndryshoi në të kundërt, dhe forca e tërheqjes në polin më të afërt të induktorit u zëvendësua nga një forcë refuzuese. Kështu, motori i Jacobit rrotullohej në goditje të njëpasnjëshme.

Shfaqet spiranca e unazës

Në elektromagnetet e shufrës së armaturës së motorit Jacobi, rryma fiket periodikisht, fusha magnetike e krijuar prej tyre u zhduk dhe energjia e saj u shndërrua në humbjet e nxehtësisë në mbështjellje. Kështu, shndërrimi elektromekanik i fuqisë elektrike të burimit të rrymës së armaturës (celula galvanike) në energji mekanike u bë në të me ndërprerje. Nevojitej një motor me mbështjellje të mbyllur të vazhdueshme, rryma në të cilën do të rridhte vazhdimisht gjatë gjithë kohës së funksionimit të tij.

Dhe një fuhtufn i tillë u krijua në 1860 nga A. Pacinotti. Si ndryshonte motori i tij DC nga paraardhësit e tij? Parimi i funksionimit dhe struktura e motorit Pacinotti janë si më poshtë. Si spirancë, ai përdori një unazë çeliku me fole të fiksuar në një bosht vertikal. Në të njëjtën kohë, spiranca nuk kishte shtylla të theksuara. U polarizua në mënyrë implicite.

Mbështjelljet e mbështjelljes së spirancës u mbështjellën midis foleve të unazës, skajet e të cilave ishin të lidhura në seri në vetë armaturën, dhe thumba u bënë nga pikat e lidhjes së secilës dy mbështjellje, të lidhura me pllakat e kolektorit të vendosura përgjatë perimetrit në fund. të boshtit të motorit, numri i të cilit ishte i barabartë me numrin e bobinave. E gjithë mbështjellja e armaturës u mbyll në vetvete dhe pikat e njëpasnjëshme të lidhjes së bobinave të saj u ngjitën në pllakat ngjitur të kolektorëve, përgjatë të cilave rrëshqitën një palë rula të furnizimit aktual.

Armatura unazore u vendos midis poleve të dy elektromagnetëve të palëvizshëm të induktorit-statorit, në mënyrë që linjat e forcës së fushës magnetike të ngacmimit të krijuar prej tyre të hynin në sipërfaqen e jashtme cilindrike të armaturës motorike nën polin e ngacmimit verior, të kaluara përgjatë armatura unazore pa lëvizur në vrimën e saj të brendshme dhe doli nën polin jugor.

Si funksionoi motori Pacinotti

Cili ishte parimi i tij i funksionimit? Motori DC Pacinotti funksionoi saktësisht në të njëjtën mënyrë si motorët modernë DC.

Në fushën magnetike të polit të induktorit me një polaritet të caktuar, kishte gjithmonë një numër të caktuar përcjellësish të mbështjelljes së armaturës me një rrymë të një drejtimi konstant, dhe drejtimi i rrymës së armaturës nën pole të ndryshme të induktorit ishte i kundërt. . Kjo u arrit duke vendosur rulat e furnizimit aktual, të cilët luajnë rolin e furçave, në hapësirën midis poleve të induktorit. Kështu që rrymë e menjëhershme armatura derdhej në mbështjellje përmes rulit, pllakës së kolektorit dhe rubinetit të lidhur me të, e cila ishte gjithashtu në hapësirën midis shtyllave, pastaj rridhte në drejtime të kundërta përgjatë dy degëve gjysmë-mbështjellëse dhe në fund derdhej përmes trokitje e lehtë, pllakën e kolektorit dhe rulin në një hendek tjetër shtyllë-pol. Në këtë rast, vetë mbështjelljet e armaturës nën shtyllat e induktorit ndryshuan, por mbetën të pandryshuara në to.

Për çdo përcjellës të bobinës së armaturës me rrymë, i vendosur në fushën magnetike të polit të induktorit, ka vepruar një forcë, drejtimi i së cilës përcaktohet sipas rregullit të njohur të "dorës së majtë". Në lidhje me boshtin e motorit, kjo forcë krijoi një çift rrotullues, dhe shuma e momenteve nga të gjitha këto forca jep momentin total të DCT, i cili është pothuajse konstant edhe me disa pllaka kolektori.

DPT me një armaturë unaze dhe dredha-dredha grammovskaya

Siç ka ndodhur shpesh në historinë e shkencës dhe teknologjisë, shpikja e A. Pacinotti nuk gjeti zbatim. Ajo u harrua për 10 vjet, derisa në 1870 u përsërit në mënyrë të pavarur nga shpikësi franko-gjerman Z. Gramm në një dizajn të ngjashëm. Në këto makina, boshti i rrotullimit ishte tashmë horizontal, u përdorën furça karboni, duke rrëshqitur përgjatë pllakave kolektore të një dizajn pothuajse modern. Nga vitet 70 të shekullit të 19-të, parimi i kthyeshmërisë së makinave elektrike ishte tashmë i njohur, dhe makina Gram u përdor si gjenerator dhe motor DC. Parimi i funksionimit të tij është përshkruar tashmë më lart.

Përkundër faktit se shpikja e spirancës së unazës ishte hap i rëndësishëm në zhvillimin e DCT, dredha-dredha e saj (e quajtur Grammovskaya) kishte një pengesë të konsiderueshme. Në fushën magnetike të poleve të induktorit, kishte vetëm ata përcjellës (të quajtur aktiv) që shtriheshin nën këto shtylla në sipërfaqen e jashtme cilindrike të armaturës. Ishte tek ata që çift rrotullimi gjenerues magnetik u aplikua në lidhje me boshtin e motorit. Të njëjtët përçues joaktivë që kaluan nëpër vrimën e armaturës unazore nuk morën pjesë në krijimin e momentit. Ata shpërndanin vetëm kot energjinë elektrike në formën e humbjes së nxehtësisë.

Nga spiranca e unazës në daulle

Inxhinieri i famshëm elektrik gjerman F. Gefner-Alteneck arriti të eliminojë këtë disavantazh të armaturës së unazës në 1873. Si funksionoi motori i tij DC? Parimi i funksionimit, struktura e induktorit-statorit të tij është e njëjtë me atë të një motori me një dredha-dredha unazore. Por dizajni i armaturës dhe mbështjellja e tij kanë ndryshuar.

Gefner-Altenek tërhoqi vëmendjen për faktin se drejtimi i rrymës së armaturës që rrjedh nga furçat e fiksuara në përçuesit e dredha-dredha Gram nën polet e fushës ngjitur është gjithmonë i kundërt, d.m.th. ato mund të përfshihen në përbërjen e kthesave të një bobine të vendosur në sipërfaqen e jashtme cilindrike me gjerësi (katran) të barabartë me ndarjen e shtyllës (pjesë e rrethit të armaturës për një shtyllë fushore).

Në këtë rast, vrima në armaturën unazore bëhet e panevojshme, dhe ajo kthehet në një cilindër të fortë (daulle). Kjo dredha-dredha dhe vetë armatura quhen daulle. Konsumi i bakrit në të me të njëjtin numër të përcjellësve aktivë është shumë më pak se në mbështjelljen e gram.

Spiranca bëhet e dhëmbëzuar

Në makinat Gramm dhe Gefner-Alteneck, sipërfaqja e armaturës ishte e lëmuar, dhe përçuesit e mbështjelljes së saj ishin të vendosur në hendekun midis saj dhe poleve të induktorit. Në këtë rast, distanca midis sipërfaqes cilindrike konkave të shtyllës së ngacmimit dhe sipërfaqes konvekse të armaturës arriti në disa milimetra. Prandaj, për të krijuar madhësinë e kërkuar të fushës magnetike, kërkohej përdorimi i bobinave ngacmuese me një forcë të madhe magnetomotore (me një numër i madh kthesat). Kjo rriti ndjeshëm madhësinë dhe peshën e motorëve. Përveç kësaj, në sipërfaqen e lëmuar të armaturës, mbështjelljet e saj ishin të vështira për t'u ngjitur. Por çfarë mund të bëhet? Në të vërtetë, për të vepruar në një përcjellës me një rrymë të forcës Ampere, ai duhet të vendoset në pika në hapësirë ​​me një fushë magnetike të madhe (me një induksion të madh magnetik).

Doli se kjo nuk është e nevojshme. Shpikësi amerikan i mitralozit H. Maxim tregoi se nëse armatura e daulles është e dhëmbëzuar dhe mbështjelljet e mbështjelljes së daulles vendosen në brazda të formuara midis dhëmbëve, atëherë hendeku midis tij dhe shtyllave të fushës mund të reduktohet në fraksione të një milimetër. Kjo bëri të mundur zvogëlimin e ndjeshëm të madhësisë së mbështjelljeve të ngacmimit, por çift rrotullimi DCT nuk u ul fare.

Si funksionon një motor i tillë DC? Parimi i funksionimit bazohet në faktin se me një armaturë ingranazhi, forca magnetike nuk zbatohet tek përçuesit në foletë e saj (praktikisht nuk ka fushë magnetike në to), por tek vetë dhëmbët. Në këtë rast, prania e rrymës në përcjellësin në brazdë është e një rëndësie vendimtare për shfaqjen e kësaj force.

Si të shpëtojmë nga rrymat vorbull

Një përmirësim tjetër i rëndësishëm u bë nga shpikësi i famshëm T. Edison. Çfarë i shtoi ai motorit DC? Parimi i funksionimit ka mbetur i pandryshuar, por materiali nga i cili është bërë spiranca e tij ka ndryshuar. Në vend të masivit të mëparshëm, ai u rreshtua me fletë çeliku të hollë të izoluar elektrikisht nga njëra-tjetra. Kjo bëri të mundur uljen e vlerës së rrymave vorbull (rrymat Foucault) në armaturë, gjë që rriti efikasitetin e motorit.

Parimi i funksionimit të një motori DC

Shkurtimisht, mund të formulohet si më poshtë: kur mbështjellja e armaturës së një motori të ngacmuar lidhet me një burim energjie, lind rrymë e lartë, quhet fillimi dhe tejkalimi i vlerës së tij nominale disa herë. Për më tepër, nën polet e ngacmimit me polaritet të kundërt, drejtimi i rrymave në përçuesit e mbështjelljes së armaturës është gjithashtu i kundërt, siç tregohet në figurën më poshtë. Prandaj, mbi këta përcjellës veprojnë forcat e Amperit të drejtuara në drejtim të kundërt të akrepave të orës dhe duke e tërhequr spirancën në rrotullim. Në këtë rast, në përçuesit e mbështjelljes së armaturës, induktohet në drejtim të kundërt me tensionin e burimit të energjisë. Ndërsa armatura përshpejtohet, EMF e pasme në mbështjelljen e saj gjithashtu rritet. Prandaj, rryma e armaturës zvogëlohet nga rryma fillestare në një vlerë që korrespondon me pikën e funksionimit në karakteristikën e motorit.

Për të rritur shpejtësinë e rrotullimit të armaturës, duhet ose të rrisni rrymën në mbështjelljen e saj, ose të zvogëloni EMF-në e pasme në të. Kjo e fundit mund të arrihet duke zvogëluar madhësinë e fushës magnetike të ngacmimit duke zvogëluar rrymën në mbështjelljen e ngacmimit. Kjo metodë kontrolli i shpejtësisë DPT është i përhapur.

Parimi i funksionimit të një motori DC me ngacmim të pavarur

Me lidhjen e prizave të mbështjelljes së ngacmimit (OB) me një furnizim të veçantë me energji elektrike (OB i pavarur), zakonisht kryhen DCC të fuqishëm për ta bërë më të përshtatshëm rregullimin e vlerës së rrymës së ngacmimit (për të ndryshuar rrotullimin shpejtësia). Për sa i përket vetive të tyre, DCT-të me një OF të pavarur janë praktikisht të ngjashëm me DCT-të me një OF, të lidhur paralelisht me mbështjelljen e armaturës.

Ngacmim paralel DCT

Parimi i funksionimit të një motori DC me ngacmim paralel përcaktohet nga karakteristikat e tij mekanike, d.m.th. varësia e shpejtësisë së rrotullimit nga momenti i ngarkesës në boshtin e tij. Për një motor të tillë, ndryshimi i shpejtësisë gjatë kalimit nga rrotullimi boshe në çift rrotullues të vlerësuar të ngarkesës është nga 2 në 10%. Karakteristikat e tilla mekanike quhen të ngurtë.

Kështu, parimi i funksionimit të një motori DC me ngacmim paralel përcakton përdorimin e tij në disqet me shpejtësi konstante rrotullimi me një gamë të gjerë ndryshimesh ngarkese. Sidoqoftë, përdoret gjerësisht edhe në ngasjen me shpejtësi të ndryshueshme me shpejtësi të ndryshueshme. Në këtë rast, për të rregulluar shpejtësinë e tij, mund të përdoret një ndryshim si në rrymën e armaturës ashtu edhe në rrymën e ngacmimit.

Ngacmimi sekuencial i DPT

Parimi i funksionimit të një motori DC të ngacmimit sekuencial, si dhe paralel, përcaktohet nga karakteristikat e tij mekanike, të cilat në këtë rast janë të buta, sepse shpejtësia e motorit ndryshon shumë me ndryshimet e ngarkesës. Ku është më fitimprurës për të përdorur një motor të tillë DC? Parimi i funksionimit të një motori tërheqës hekurudhor, shpejtësia e të cilit duhet të ulet kur treni kapërcen ngritjet dhe kthehet në nominal kur lëviz në një fushë, korrespondon plotësisht me karakteristikat e një motori DC me një OF, të lidhur në seri me mbështjellja e armaturës. Prandaj, një pjesë e konsiderueshme e lokomotivave elektrike në mbarë botën janë të pajisura me pajisje të tilla.

Parimi i funksionimit të një motori DC me zgjim të njëpasnjëshëm Ata realizojnë gjithashtu motorë tërheqës me rrymë pulsuese, të cilët janë, në fakt, i njëjti DCT me një seri OF, por të krijuar posaçërisht për të punuar me një rrymë të korrigjuar tashmë në bordin e një lokomotivë elektrike, e cila ka pulsime të konsiderueshme.

Motorët elektrikë të drejtuar nga rryma e drejtpërdrejtë përdoren shumë më rrallë se motorët që punojnë me rrymë alternative. Në kushte shtëpiake, motorët DC përdoren në lodrat e fëmijëve, të mundësuar nga bateritë konvencionale me rrymë konstante. Në prodhim, motorët DC drejtojnë njësi dhe pajisje të ndryshme. Ato ushqehen me bateri të fuqishme.

Pajisja dhe parimi i funksionimit

Motorët DC janë të ngjashëm në dizajn me motorët sinkron AC, me një ndryshim në llojin e rrymës. Modelet e thjeshta të motorëve demo përdorën një magnet të vetëm dhe një kornizë me një rrymë që kalonte nëpër të. Një pajisje e tillë konsiderohej si shembull i thjeshtë... Motorët modernë janë pajisje të sofistikuara dhe të sofistikuara të afta për të zhvilluar fuqi të lartë.

Dredha-dredha kryesore e motorit është armatura, e cila furnizohet me energji përmes kolektorit dhe mekanizmit të furçës. Ai rrotullohet në një fushë magnetike të krijuar nga polet e statorit (strehimi i motorit). Armatura është bërë nga disa mbështjellje, të vendosura në çarjet e saj dhe të fiksuara atje me një përbërje të veçantë epokside.

Statori mund të përbëhet nga mbështjellje të fushës ose magnet të përhershëm. Në motorët me fuqi të ulët përdoren magnet të përhershëm dhe në motorët me fuqi e shtuar statori është i pajisur me mbështjellje fushore. Statori mbyllet nga skajet me mbulesa me kushineta të integruara, të cilat shërbejnë për rrotullimin e boshtit të armaturës. Në njërin skaj të këtij boshti është ngjitur një ventilator ftohës, i cili gjeneron presionin e ajrit dhe e shtyn atë nëpër brendësi të motorit gjatë funksionimit.

Parimi i funksionimit të një motori të tillë bazohet në ligjin e Amperit. Kur vendosni kornizën e telit në një fushë magnetike, ajo do të rrotullohet. Rryma që kalon përmes saj krijon një fushë magnetike rreth vetes, duke ndërvepruar me fushën magnetike të jashtme, e cila çon në rrotullimin e kornizës. Në modelin modern të motorit, armatura me mbështjellje luan rolin e kornizës. Një rrymë u furnizohet atyre, si rezultat, krijohet një rrymë rreth armaturës, e cila e shtyn atë në lëvizje rrotulluese.

Për të furnizuar në mënyrë alternative rrymën në mbështjelljet e armaturës, përdoren furça speciale të bëra nga një aliazh grafiti dhe bakri.

Fundet e mbështjelljeve të armaturës kombinohen në një njësi, të quajtur kolektor, e bërë në formën e një unaze lamelash të fiksuara në boshtin e armaturës. Kur boshti i furçës rrotullohet, energjia furnizohet në mbështjelljet e armaturës nga ana tjetër përmes lamelave të kolektorit. Si rezultat, boshti i motorit rrotullohet me një shpejtësi uniforme. Sa më shumë mbështjellje të ketë armatura, aq më në mënyrë të barabartë do të funksionojë motori.

Asambleja e furçës është mekanizmi më i cenueshëm në dizajnimin e motorit. Gjatë funksionimit, furçat e bakrit-grafit fërkohen me kolektorin, duke përsëritur formën e tij dhe e shtypin me forcë të vazhdueshme. Gjatë funksionimit, furçat konsumohen dhe pluhuri përçues, i cili është produkt i këtij konsumi, vendoset në pjesët e motorit. Ky pluhur duhet të hiqet periodikisht. Zakonisht, heqja e pluhurit kryhet me ajër me presion të lartë.

Furçat kërkojnë lëvizjen e tyre periodike në brazda dhe fryrjen me ajër, pasi ato mund të ngecin në brazda udhëzuese nga pluhuri i grumbulluar. Kjo do të bëjë që furçat të varen mbi kolektor dhe të prishin funksionimin e motorit. Furçat duhet të ndërrohen periodikisht për shkak të konsumimit. Në pikën e kontaktit të kolektorit me furçat, kolektori është gjithashtu i konsumuar. Prandaj, kur vishet, spiranca hiqet dhe torno shpojnë kolektorin. Pas brazdës së kolektorit, izolimi midis lamelave të kolektorit bluhet në një thellësi të vogël në mënyrë që të mos shkatërrojë furçat, pasi forca e tij tejkalon ndjeshëm forcën e furçave.

Llojet

Motorët DC ndahen sipas natyrës së ngacmimit.

Eksitim i pavarur

Me këtë lloj ngacmimi, dredha-dredha lidhet me një burim të jashtëm të energjisë. Në këtë rast, parametrat e motorit janë të ngjashëm me ato të një motori me magnet të përhershëm. Rrotullimet rregullohen nga rezistenca e mbështjelljes së armaturës. Shpejtësia kontrollohet nga një reostat i posaçëm rregullues i përfshirë në qarkun e dredha-dredha të fushës. Me një rënie të konsiderueshme të rezistencës ose me një qark të hapur, rryma e armaturës rritet në vlera të rrezikshme.

Motorët e ngacmuar në mënyrë të pavarur nuk duhet të ndizen pa ngarkesë ose me ngarkesë të lehtë, pasi shpejtësia e tij do të rritet në mënyrë dramatike dhe motori do të dështojë.

Ngacmim paralel

Mbështjelljet e fushës dhe të rotorit janë të lidhura paralelisht me një burim aktual. Me këtë rregullim, rryma e mbështjelljes së fushës është dukshëm më e ulët se rryma e rotorit. Parametrat e motorëve bëhen shumë të rreptë, ato mund të përdoren për të drejtuar tifozët dhe veglat e makinerisë.

Kontrolli i shpejtësisë së motorit sigurohet nga një reostat në një qark të serisë me mbështjellje në terren ose në një qark të rotorit.

Eksitim vijues

Në këtë rast, dredha-dredha emocionuese lidhet në seri me armaturën, si rezultat i së cilës e njëjta rrymë rrjedh nëpër këto mbështjellje. Shpejtësia e rrotullimit të një motori të tillë varet nga ngarkesa e tij. Motori nuk duhet të jetë në boshe pa ngarkesë. Sidoqoftë, një motor i tillë ka parametra të mirë fillimi, kështu që një skemë e ngjashme përdoret në funksionimin e automjeteve të rënda elektrike.

Eksitim i përzier

Kjo skemë parashikon përdorimin e dy mbështjelljeve të fushës, të vendosura në çifte në çdo pol të motorit. Këto mbështjellje mund të lidhen në dy mënyra: me shtimin e flukseve, ose me zbritjen e tyre. Si rezultat, një motor elektrik mund të ketë të njëjtat karakteristika si motorët me ngacmim paralel ose serik.

Për të detyruar motorin të rrotullohet në drejtim të kundërt, polariteti është i kundërt në njërën nga mbështjelljet. Për të kontrolluar shpejtësinë e rrotullimit të motorit dhe fillimin e tij, përdoret ndërrimi hap pas hapi i rezistorëve të ndryshëm.

Karakteristikat e funksionimit

Motorët DC janë miqësore me mjedisin dhe të besueshëm. Dallimi i tyre kryesor nga motorët AC është aftësia për të rregulluar shpejtësinë e rrotullimit në një gamë të gjerë.

Motorë të tillë DC mund të përdoren gjithashtu si gjenerator. Duke ndryshuar drejtimin e rrymës në mbështjelljen e fushës ose në armaturë, mund të ndryshoni drejtimin e rrotullimit të motorit. Rregullimi i shpejtësisë së boshtit të motorit kryhet duke përdorur rezistencë e ndryshueshme... Në motorët me një qark ngacmimi serik, kjo rezistencë ndodhet në qarkun e armaturës dhe lejon që shpejtësia e rrotullimit të zvogëlohet me një faktor 2-3.

Ky opsion është i përshtatshëm për mekanizmat me kohe e gjate kohë joproduktive, pasi reostati nxehet shumë gjatë funksionimit. Rritja e shpejtësisë krijohet duke përfshirë një dredha-dredha emocionuese reostat në qark.

Për motorët me qark paralel ngacmimi në qarkun e armaturës, reostatët përdoren gjithashtu për të ulur shpejtësinë përgjysmë. Nëse një rezistencë lidhet me qarkun e mbështjelljes së fushës, kjo do të rrisë shpejtësinë deri në 4 herë.

Përdorimi i një reostati shoqërohet me çlirimin e nxehtësisë. Prandaj, në dizajne moderne motorët zëvendësohen nga reostatët me elementë elektronikë që kontrollojnë shpejtësinë pa shumë ngrohje.

Sipas koeficientit veprim i dobishëm Motori DC ndikohet nga fuqia e tij. Motorët e dobët DC kanë efikasitet të ulët, dhe efikasiteti i tyre është rreth 40%, ndërsa motorët elektrikë 1 MW mund të kenë një efikasitet deri në 96%.

Përparësitë e motorëve DC

• Dimensione të vogla të përgjithshme.
• Menaxhimi i lehtë.
• Ndërtim i thjeshtë.
• Mundësia e përdorimit si gjeneratorë të rrymës.
• Nisja e shpejtë, veçanërisht karakteristikë e motorëve të ngacmimit të serisë.
• Mundësia e rregullimit të qetë të shpejtësisë së rrotullimit të boshtit.

Të metat

• Për lidhjen dhe funksionimin, duhet të blini një furnizim të veçantë me energji DC.
• Cmim i larte.
• Prania e artikujve harxhues në formën e furçave të konsumit të lartë të bakrit-grafit, një kolektor i konsumuar, i cili redukton ndjeshëm jetën e shërbimit dhe kërkon mirëmbajtje periodike.

Fusha e përdorimit

Motorët DC janë bërë gjerësisht të popullarizuar në automjetet elektrike. Motorë të tillë zakonisht përfshihen në modele:

• Automjetet elektrike.
• Lokomotiva elektrike.
• Tramvaje.
• Treni elektrik.
• Trolejbusët.
• Mekanizmat e ngritjes dhe transportit.
• lodra per femije.
• Pajisjet industriale me nevojën për të kontrolluar shpejtësinë e rrotullimit në një gamë të gjerë.

Motorët DC (motorët DC) përdoren për të kthyer një konstante energji elektrike në punë mekanike. Motori i këtij lloji ishte i pari nga të gjitha makinat elektrike rrotulluese të shpikura. Parimi i funksionimit të tij është i njohur që nga mesi i shekullit të kaluar, dhe sot e kësaj dite ata vazhdojnë t'i shërbejnë me besnikëri një personi, duke vënë në lëvizje sasi e madhe makinat dhe mekanizmat.

Në 1821, Faraday, duke eksperimentuar me bashkëveprimin e përçuesve me një rrymë dhe një magnet, pa se një rrymë elektrike bëri që përcjellësi të rrotullohej rreth magnetit. Kështu, përvoja e Faradeit hapi rrugën për krijimin e një motori elektrik. Pak më vonë, Thomas Davenport, në 1833, prodhoi motorin e parë elektrik rrotullues, dhe e realizoi atë ndërsa drejtonte një tren model. Një vit më vonë, B.S. Jacobi krijoi motorin e parë elektrik DC në botë, i cili përdori parimin e rrotullimit të drejtpërdrejtë të pjesës lëvizëse të motorit. Dhe tashmë më 13 shtator 1838, në Perandorinë Ruse, varka e parë me motor me 12 pasagjerë lundroi përgjatë Neva kundër rrymës. Rrotat e lopatës drejtoheshin nga një motor elektrik, i cili merrte rrymë nga një bateri me 320 qeliza.

Në 1886, motori elektrik u bë i ngjashëm me versionet moderne. Në të ardhmen, ai u modernizua gjithnjë e më shumë.

Sot jeta e qytetërimit tonë teknologjik është absolutisht e pamundur pa një motor elektrik. Përdoret pothuajse kudo: në trena, trolejbusë, tramvaje. Fabrikat dhe fabrikat përdorin makina, pajisje të fuqishme elektrike Pajisje shtëpiake(Mullira elektrike mishi, përpunues ushqimi, mulli kafeje, fshesa me korrent) etj.

Sot, motorët me magnet të përhershëm DC përdoren gjerësisht në aplikacione të ndryshme ku dimensionet e vogla, fuqia e lartë dhe kostoja e ulët janë të rëndësishme. Për shkak të shpejtësisë së tyre të mirë rrotulluese, ato shpesh përdoren së bashku me një kuti ingranazhi, duke marrë në dalje shpejtësi të ulët dhe një rritje të konsiderueshme në çift rrotullues.

Motorët DC me magnet të përhershëm janë motorë me mjaftueshëm pajisje e thjeshtë dhe menaxhimi elementar. Pavarësisht se kontrolli i tyre është shumë i thjeshtë, shpejtësia e rrotullimit të tyre nuk përcaktohet nga sinjali i kontrollit, sepse varet nga shumë faktorë, kryesisht nga ngarkesa e aplikuar në bosht, dhe tension konstant të ushqyerit. Raporti i rrotullimit ideal të motorit dhe shpejtësisë është linear, d.m.th., sa më e madhe të jetë ngarkesa në bosht, aq shpejtësi më të ngadaltë dhe sa më shumë amper në dredha-dredha.

Shumica dërrmuese e motorëve elektrikë funksionojnë sipas fizikës së zmbrapsjes dhe tërheqjes magnetike. Nëse një tel vendoset midis poleve veriore dhe jugore të një magneti dhe përmes tij kalon një rrymë elektrike, ai do të fillojë të shtrydhet nga jashtë, që kur të formojë një fushë magnetike rreth vetes përgjatë gjithë gjatësisë së përcjellësit. Drejtimi i kësaj fushe mund të njihet nga rregulli i gjimbalit.

Me bashkëveprimin e fushës magnetike rrethore të përcjellësit dhe fushës uniforme të magnetit, fusha midis poleve zvogëlohet nga njëra anë dhe rritet nga ana tjetër. Kjo do të thotë, mediumi i forcës që rezulton e shtyn telin nga fusha magnetike në një kënd prej 90 gradë në drejtimin në përputhje me. , dhe vlera llogaritet me formulë

ku B është vlera e induksionit magnetik të fushës; I është rryma që qarkullon në përcjellës; L - gjatësia e telit

Në motorët elektrikë me fuqi të ulët, magnet tipikë të përhershëm përdoren për të krijuar një fushë magnetike konstante. Në rastin e mesëm dhe fuqi të lartë një fushë magnetike uniforme krijohet me anë të një dredha-dredha ngacmuese.

Le të shqyrtojmë më në detaje procesin e marrjes së lëvizjes mekanike duke përdorur energjinë elektrike. Në një fushë magnetike uniforme, vendosni kornizën e telit vertikalisht dhe lidheni atë me një burim tensioni konstant. Korniza do të fillojë të rrotullohet dhe të arrijë pozicion horizontal... E cila konsiderohet neutrale, sepse në të efekti i fushës në përcjellësin me rrymë është zero. Në mënyrë që lëvizja të mos ndalet, është e nevojshme të vendosni të paktën një kornizë më shumë me rrymë dhe të siguroheni që drejtimi i lëvizjes të ndërrohet në momentin e kërkuar.

Në vend të një kornize, një motor tipik ka një armaturë me shumë përçues të vendosur në brazda të veçanta, dhe në vend të një magneti të përhershëm, një stator me një dredha-dredha ngacmuese me dy ose më shumë pole. Fotografia pak më sipër tregon një seksion kryq të një motori elektrik me dy pol. Nëse një rrymë që lëviz "larg nesh" kalon nëpër telat e pjesës së sipërme të armaturës, dhe në pjesën e poshtme - "drejt nesh", atëherë në përputhje me rregullin e dorës së majtë, përçuesit e sipërm do të shtrydhen nga fusha magnetike e statorit në të majtë, dhe pjesa e poshtme e armaturës do të shtyhet në të djathtë. Që nga viti Tel bakri vendoset në brazda të veçanta në spirancë, atëherë e gjithë forca do të transferohet në të dhe ajo do të rrotullohet. Prandaj, kur përcjellësi me drejtimin aktual "larg nesh" është në fund dhe qëndron kundër polit jugor të motorit të krijuar nga statori, ai do të shtrydhet në ana e majte, dhe frenimi fillon. Për të shmangur këtë, kërkohet ndryshimi i drejtimit të rrymës në të kundërt, në momentin kur kalohet linja neutrale. Kjo bëhet duke përdorur një kolektor - një ndërprerës i veçantë që ndërron mbështjelljen e armaturës me qark.

Pra, dredha-dredha e armaturës së motorit transmeton çift rrotullues në boshtin e motorit DC, dhe kjo drejton mekanizmat e punës. Strukturisht, të gjithë motorët përbëhen nga një induktor dhe një armaturë, të ndara nga një hendek ajri.

Statori i motorit elektrik shërben për të krijuar një fushë magnetike të palëvizshme dhe përbëhet nga një kornizë, shtylla kryesore dhe shtesë. Korniza është projektuar për fiksimin e shtyllave kryesore dhe shtesë dhe shërben si një element i qarkut magnetik. Në polet kryesore ka mbështjellje të fushës që përdoren për të krijuar një fushë magnetike, në polet shtesë ka një mbështjellje të veçantë që përdoret për të përmirësuar kushtet e ndërrimit.

Armatura e motorit përbëhet nga një sistem magnetik i bërë nga fletë të veçanta, një dredha-dredha pune e vendosur në brazda të veçanta dhe një kolektor për furnizimin me energji të mbështjelljes së punës.

Kolektori është i ngjashëm me një cilindër të montuar në boshtin EM dhe i bërë nga pllaka bakri të izoluara nga njëra-tjetra. Në kolektor ka projeksione të veçanta - gjela, në të cilat janë bashkuar skajet e seksioneve të dredha-dredha. Mbledhja e rrymës nga kolektori ndodh me ndihmën e furçave, të cilat ofrojnë kontakt rrëshqitës me një shumëfish. Furçat janë të vendosura në mbajtëset e furçave, të cilat i mbajnë në një pozicion të caktuar dhe krijojnë presionin e kërkuar në sipërfaqen e kolektorit. Furçat dhe mbajtëset e furçave janë ngjitur në travers dhe lidhen me trupin.

Kolektori është një komponent kompleks, i shtrenjtë dhe më i pasigurt i një motori DC. Shpesh ndez, ndërhyn, bllokohet me pluhur nga furçat. Dhe me një ngarkesë të rëndë, mund të qarkullojë fort gjithçka. E tij detyra kryesore ndërroni tensionin e armaturës aty-këtu.

Për të kuptuar më mirë funksionimin e kolektorit, le t'i japim kornizës një lëvizje rrotulluese në drejtim të akrepave të orës. Në momentin kur korniza merr pozicionin A, rryma maksimale do të induktohet në përcjellësit e saj, pasi përçuesit kalojnë linjat magnetike të forcës, duke lëvizur pingul me to.

Rryma e induktuar nga përcjellësi B, i lidhur me pllakën 2, ndjek furçën 4 dhe, duke kaluar nëpër qarkun e jashtëm, kthehet përmes furçës 3 në përcjellësin A. Në këtë rast, furça e djathtë do të jetë pozitive, dhe e majta njëra do të jetë negative.

Rrotullimi i mëtejshëm i kornizës (pozicioni B) do të çojë përsëri në induksionin e rrymës në të dy përçuesit; megjithatë, drejtimi i rrymës në përcjellës do të jetë i kundërt me atë që ata kishin në pozicionin A. Meqenëse edhe pllakat e kolektorit do të rrotullohen me përçuesit, furça 4 do t'i japë përsëri rrymë elektrike qarkut të jashtëm dhe rryma do të kthehuni në kornizë përmes furçës 3.

Prandaj, megjithë ndryshimin e drejtimit aktual të motorit në vetë përçuesit rrotullues, për shkak të ndërrimit, drejtimi i rrymës në qarkun e jashtëm nuk ka ndryshuar.

Në momentin tjetër (D), korniza do të marrë përsëri një pozicion në vijën neutrale, në përçuesit dhe, në qarkun e jashtëm, rryma nuk do të rrjedhë përsëri.

Në intervalet e mëvonshme kohore, cikli i konsideruar i lëvizjeve do të përsëritet në të njëjtën sekuencë, domethënë drejtimi i rrymës në qarkun e jashtëm, falë kolektorit, do të mbetet konstant gjatë gjithë kohës, dhe në të njëjtën kohë polariteti. e brushave do të mbeten.

Asambleja e furçës përdoret për të furnizuar me energji mbështjelljet në një rotor rrotullues dhe për të kaluar rrymën në mbështjellje. Furça është një kontakt fiks. Ata hapin dhe mbyllin pllakat e kontaktit të kolektorit të rotorit me një frekuencë të lartë. Për të reduktuar ndezjen e kësaj të fundit, përdorni menyra te ndryshme, kryesorja e të cilave është përdorimi i shtyllave shtesë.

Me një rritje të përshpejtimit, fillon procesi tjetër, mbështjellja e armaturës lëviz nëpër fushën magnetike të statorit dhe shkakton një EMF në të, por drejtohet e kundërta me atë që rrotullon motorin. Dhe si rezultat, rryma përmes armaturës zvogëlohet ndjeshëm dhe sa më e fortë, aq më e lartë është shpejtësia.

Qarqet e ndërrimit të motorit... Në lidhje paralele mbështjelljet, mbështjellja e armaturës është bërë nga një numër i madh kthesat e telit të hollë. Atëherë rryma e ndezur nga kolektori do të jetë më e ulët dhe pllakat nuk do të ndezin shumë. Nëse bëni një lidhje serike të mbështjelljes së statorit dhe armaturës, atëherë mbështjellja e induktorit bëhet me një përcjellës me diametër më të madh me më pak kthesa. Prandaj, forca magnetizuese mbetet konstante dhe performanca e motorit rritet.

Motorët e këtij lloji me furça, në parim, nuk kanë nevojë për një qark të veçantë kontrolli, sepse të gjitha ndërrimet e nevojshme ndodhin brenda motorit. Gjatë funksionimit të motorit elektrik, një palë furça statike rrëshqasin mbi komutatorin rrotullues të rotorit dhe ato i mbajnë mbështjelljet me energji. Drejtimi i rrotullimit përcaktohet nga polariteti i tensionit të furnizimit. Nëse është e nevojshme të kontrolloni motorin vetëm në një drejtim, atëherë rryma e furnizimit kalon përmes një stafetë ose tjetër metodë e thjeshtë, dhe nëse në të dy drejtimet, atëherë përdoret një skemë e veçantë kontrolli.

Disavantazhet e motorëve të këtij lloji mund të konsiderohen veshja e shpejtë e montimit të kolektorit të furçave. Përparësitë - karakteristika të mira fillimi, rregullim i thjeshtë i frekuencës dhe drejtimit të rrotullimit.

Prania e një dredha-dredha ngacmuese në një motor DC bën të mundur zbatimin skema të ndryshme lidhjet. Në varësi të mënyrës se si lidhet mbështjellja e fushës (OB), ekzistojnë motorë DC me ngacmim të pavarur dhe vetë-ngacmim, i cili, nga ana tjetër, ndahet në serial, paralel dhe të përzier.

Motorët e ndezjes së këtij lloji janë të ndërlikuara nga vlerat e mëdha të çift rrotullimeve dhe rrymat e fillimit që lindin në momentin e fillimit. Në DPT rrymat e fillimit mund të tejkalojë nominalin me 10-40 herë. Një tepricë e tillë e fortë mund të djegë lehtësisht mbështjelljet. Prandaj, ata përpiqen të kufizojnë rrymat në fillim në nivelin (1.5-2) I n

Puna motori asinkron bazohet në parimet e bashkëveprimit fizik të fushës magnetike që shfaqet në stator me rrymën që gjeneron e njëjta fushë në mbështjelljen e rotorit.

Një motor sinkron është një lloj motori elektrik që mundësohet vetëm nga tension alternativ, ndërsa shpejtësia e rotorit përkon me frekuencën e rrotullimit të fushës magnetike. Kjo është arsyeja pse ai mbetet konstant pavarësisht nga ngarkesa, sepse rotori i një motori sinkron është një elektromagnet i zakonshëm dhe numri i çifteve të poleve të tij përkon me numrin e çifteve të poleve në një fushë magnetike rrotulluese. Prandaj, bashkëveprimi i këtyre poleve siguron qëndrueshmërinë e shpejtësisë këndore me të cilën rrotullohet rotori.

Motorët elektrikë janë pajisje për shndërrimin e energjisë elektrike në energji mekanike dhe anasjelltas, por këta tashmë janë gjeneratorë. Ekziston një larmi e madhe e llojeve të motorëve elektrikë, prandaj, ekziston një larmi e madhe e skemave të kontrollit të motorëve elektrikë. Le të shqyrtojmë disa prej tyre