Mahirap isipin kung ano ang magiging hitsura ng modernong mundo kung walang DC electric motor (at AC, nga pala). Ang anumang modernong mekanismo ay nilagyan ng isang de-koryenteng motor. Maaari itong magkaroon ng ibang layunin, ngunit ang presensya nito, bilang panuntunan, ay kritikal. Inaasahan na sa malapit na hinaharap ang papel ng DC motor ay tataas lamang. Sa ngayon, kung wala ang device na ito, imposibleng lumikha ng mataas na kalidad, maaasahan at tahimik na kagamitan na may adjustable na bilis. Ngunit ito ang susi sa pag-unlad ng estado, at sa ekonomiya ng mundo sa kabuuan.
Mula sa kasaysayan ng DC motor
Sa panahon ng mga eksperimento noong 1821, aksidenteng natuklasan ng sikat na scientist na si Faraday na kahit papaano ay may magnet at conductor na nagdadala ng kasalukuyang.impluwensyahan ang bawat isa. Sa partikular, ang isang permanenteng magnet ay maaaring maging sanhi ng pag-ikot ng isang simpleng conductor circuit na nagdadala ng kasalukuyang. Ang mga resulta ng mga eksperimentong ito ay ginamit para sa karagdagang pananaliksik.
Noong 1833 na, gumawa si Thomas Davenport ng modelong tren na may maliit na de-kuryenteng motor na kayang magmaneho nito.
Noong 1838, isang pampasaherong bangka para sa 12 upuan ang itinayo sa Imperyo ng Russia. Nang sumalungat sa agos ang de-motor na de-motor na bangkang ito sa kahabaan ng Neva, nagdulot ito ng tunay na pagsabog ng mga emosyon sa komunidad ng siyensya at hindi lamang.
Paano gumagana ang isang DC motor
Kung titingnan mo ang gawain nang mababaw, tulad ng ginagawa nila sa paaralan sa mga aralin sa pisika, maaaring mukhang wala talagang kumplikado dito. Ngunit ito ay sa unang tingin lamang. Sa katunayan, ang agham ng electric drive ay isa sa pinakamahirap sa cycle ng mga teknikal na disiplina. Sa panahon ng pagpapatakbo ng isang de-koryenteng motor, maraming kumplikadong pisikal na phenomena ang nagaganap, na hindi pa rin lubos na nauunawaan at ipinapaliwanag ng iba't ibang hypotheses at pagpapalagay.
Sa isang pinasimpleng bersyon, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang DC motor ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod. Ang isang konduktor ay inilalagay sa isang magnetic field at isang kasalukuyang ay dumaan dito. Bukod dito, kung isasaalang-alang natin ang cross section ng konduktor, kung gayon ang hindi nakikitang puwersa na mga concentric na bilog ay lumitaw sa paligid nito - ito ay isang magnetic field na nabuo ng kasalukuyang nasa konduktor. Gaya ng nabanggit na, ang mga magnetic field na ito ay hindi nakikita ng mata ng tao. Ngunit mayroong isang simpleng trick na nagbibigay-daan sa iyo upang biswal na obserbahan ang mga ito. Ang pinakamadaling paraan ay ang gumawa ng butas sa playwud o isang makapal na sheet ng papel kung saan dadaan ang wire. Sa kasong ito, ang ibabaw na malapit sa butas ay dapat na sakop ng isang manipis na layer ng pinong dispersed magnetic metal powder (maaari ding gamitin ang pinong sawdust). Kapag ang circuit ay sarado, ang mga particle ng pulbos ay pumila sa hugis ng magnetic field.
Sa totoo lang, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang DC motor ay nakabatay sa hindi pangkaraniwang bagay na ito. Ang isang conductor na nagdadala ng kasalukuyang ay inilalagay sa pagitan ng hilaga at timog na mga pole ng isang hugis-U na magnet. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga magnetic field, ang wire ay naka-set sa paggalaw. Ang direksyon ng paggalaw ay depende sa kung paano nakaposisyon ang mga pole, at maaaring tiyak na matukoy ng tinatawag na gimlet rule.
Lakas ng Ampere
Ang puwersang nagtutulak sa konduktor na nagdadala ng kasalukuyang palabas sa larangan ng isang permanenteng magnet ay tinatawag na Ampère force - pagkatapos ng isang sikat na mananaliksik ng mga electrical phenomena. Ipinangalan din sa kanya ang unit ng current.
Upang mahanap ang numerical value ng puwersang ito, kailangan mong i-multiply ang kasalukuyang nasa konduktor na isinasaalang-alang sa haba nito at sa magnitude (vector) ng magnetic field.
Magiging ganito ang formula:
F=IBL.
Modelo ng pinakasimpleng makina
Sa halos pagsasalita, upang makabuo ng pinaka primitive na makina, kailangan mong maglagay ng frame ng conductive material (wire) sa isang magnetic field at paandarin ito gamit ang kasalukuyang. Ang frame ay iikot sa isang tiyak na anggulo at hihinto. Ang posisyong ito sa slang ng mga espesyalista saAng lugar ng electric drive ay tinatawag na "patay". Ang dahilan para sa paghinto ay na ang mga magnetic field ay, upang magsalita, nabayaran. Sa madaling salita, ito ay nangyayari kapag ang resultang puwersa ay naging katumbas ng zero. Samakatuwid, ang DC motor device ay hindi kasama ang isa, ngunit ilang mga frame. Sa isang tunay na pang-industriya na yunit (na naka-install sa kagamitan), maaaring mayroong napakaraming mga elementarya na circuit. Kaya, kapag ang mga puwersa ay balanse sa isang frame, inilalabas ito ng kabilang frame mula sa "stupor".
Mga tampok ng device ng mga makina na may iba't ibang kapangyarihan
Maging ang isang taong malayo sa mundo ng electrical engineering ay agad na matanto na kung walang pinagmumulan ng patuloy na magnetic field, walang tanong sa anumang DC electric motor. Iba't ibang device ang ginagamit bilang mga source.
Para sa mga low power na DC motor (12 volts o mas mababa), isang permanenteng magnet ang perpektong solusyon. Ngunit ang pagpipiliang ito ay hindi angkop para sa mga yunit ng malaking kapangyarihan at sukat: ang mga magnet ay magiging masyadong mahal at mabigat. Samakatuwid, para sa mga DC motor na 220 V o higit pa, mas kapaki-pakinabang na gumamit ng isang inductor (field winding). Upang ang inductor ay maging isang mapagkukunan ng isang magnetic field, dapat itong pinapagana.
Desenyo ng de-kuryenteng motor
Sa pangkalahatan, ang disenyo ng anumang DC motor ay kinabibilangan ng mga sumusunod na elemento:kolektor, stator at armature.
Ang armature ay nagsisilbing bearing element para sa motor winding. Binubuo ito ng manipis na mga sheet ng bakal para sa mga de-koryenteng layunin na may mga grooves sa paligid ng perimeter para sa pagtula ng wire. Ang materyal ng paggawa sa kasong ito ay napakahalaga. Tulad ng nabanggit na, ginagamit ang mga de-koryenteng bakal. Ang grado ng materyal na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking artipisyal na lumaki na laki ng butil at lambot (bilang resulta ng mababang nilalaman ng carbon). Bilang karagdagan, ang buong istraktura ay binubuo ng manipis, insulated na mga sheet. Hindi pinapayagan ng lahat ng ito na magkaroon ng mga parasitic current at pinipigilan ang sobrang pag-init ng armature.
Ang stator ay isang nakapirming bahagi. Ginagawa nito ang papel ng magnet na tinalakay kanina. Upang ipakita ang pagpapatakbo ng isang modelo ng motor sa laboratoryo, para sa kalinawan at isang mas mahusay na pag-unawa sa mga prinsipyo, ginagamit ang isang stator na may dalawang pole. Ang mga tunay na industriyal na motor ay gumagamit ng mga device na may malaking bilang ng mga pares ng poste.
Ang kolektor ay isang switch (konektor) na nagsu-supply ng kasalukuyang sa mga paikot-ikot na circuit ng isang DC motor. Ang presensya nito ay mahigpit na kinakailangan. Kung wala ito, ang makina ay tatakbo nang mabagsik, hindi maayos.
Mga sari-sari ng makina
Walang unibersal na makina na gagamitin sa ganap na lahat ng sangay ng teknolohiya at pambansang ekonomiya at nakakatugon sa lahat ng kinakailangan sa larangan ng kaligtasan at pagiging maaasahan sa panahon ng operasyon.
Dapat kang maging maingat kapag pumipili ng DC motor. Ang pag-aayos ay napakahirap at mahalisang pamamaraan na maaari lamang gawin ng mga angkop na kwalipikadong tauhan. At kung ang disenyo at mga kakayahan ng makina ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan, kung gayon ang malaking pondo ay gagastusin sa pag-aayos.
May apat na pangunahing uri ng DC motors: brushed, inverter, unipolar, at universal brushed DC motors. Ang bawat isa sa mga uri na ito ay may sariling positibo at negatibong katangian. Dapat magbigay ng maikling paglalarawan ng bawat isa sa kanila.
DC brushed motors
Mayroong isang malaking bilang ng mga posibleng paraan upang ipatupad ang mga motor ng ganitong uri: isang kolektor at isang pantay na bilang ng mga sirkito, ilang mga kolektor at ilang mga paikot-ikot na mga circuit, tatlong mga kolektor at ang parehong bilang ng mga paikot-ikot na mga pagliko, apat na mga kolektor at dalawa paikot-ikot na mga liko, apat na kolektor at apat na circuit sa anchor, at panghuli - walong kolektor na may anchor na walang frame.
Ang ganitong uri ng makina ay nailalarawan sa pamamagitan ng paghahambing na pagiging simple ng execution at produksyon. Dahil dito nakilala ito bilang isang unibersal na motor, ang paggamit nito ay napakalawak: mula sa mga laruang sasakyang kontrolado ng radyo hanggang sa napakakomplikado at high-tech na mga tool sa makina ng CNC na gawa sa Germany o Japan.
Tungkol sa mga inverter motor
Sa pangkalahatan, ang ganitong uri ng makina ay halos kapareho ng kolektor at may parehong mga pakinabang at disadvantages. Ang pagkakaiba lamang ay sa mekanismo ng paglulunsad: ito ay higit paperpekto, na nagbibigay-daan sa iyong madaling baligtarin ang bilis at ayusin ang bilis ng rotor. Kaya, ang pagganap ng ganitong uri ng DC motor ay higit na mataas kaysa sa mga collector motor sa ilang mga parameter.
Ngunit kung may pakinabang sa isang bagay, sa ilang bagay ay may pagkalugi. Ito ay isang hindi maikakaila na batas ng sansinukob. Kaya sa kasong ito: ang higit na kagalingan ay ibinibigay ng isang medyo kumplikado at kapritsoso na pamamaraan, na kadalasang nabigo. Ayon sa mga nakaranasang espesyalista, ang pag-aayos ng inverter-type na DC motor ay medyo mahirap isagawa. Kung minsan kahit na ang mga bihasang electrician ay hindi makapag-diagnose ng malfunction sa system.
Mga tampok ng unipolar DC motors
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay nananatiling pareho at nakabatay sa pakikipag-ugnayan ng mga magnetic field ng conductor sa kasalukuyang at ng magnet. Ngunit ang kasalukuyang konduktor ay hindi isang wire, ngunit isang disk na umiikot sa isang axis. Ang kasalukuyang ay ibinibigay bilang mga sumusunod: ang isang contact ay nagsasara sa metal axis, at ang isa pa, sa pamamagitan ng tinatawag na brush, ay nag-uugnay sa gilid ng metal na bilog. Ang ganitong makina, tulad ng makikita, ay may medyo kumplikadong disenyo at samakatuwid ay madalas na nabigo. Ang pangunahing aplikasyon ay siyentipikong pananaliksik sa larangan ng pisika ng kuryente at electric drive.
Mga tampok ng mga universal commutator motor
Sa prinsipyo, ang ganitong uri ng makina ay hindi nagdadala ng anumang bago. Ngunit mayroon itong napakahalagang tampok - ang kakayahang magtrabaho bilangmula sa DC network, at mula sa AC network. Minsan ang pag-aari nito ay makakatipid ng malaking pera sa pagkukumpuni at modernisasyon ng mga kagamitan.
Alternating current frequency ay mahigpit na kinokontrol at 50 Hertz. Sa madaling salita, ang direksyon ng paggalaw ng mga negatibong sisingilin na mga particle ay nagbabago ng 50 beses bawat segundo. Ang ilan ay nagkakamali na naniniwala na ang rotor ng isang de-koryenteng motor ay dapat ding magbago ng direksyon ng pag-ikot (clockwise - counterclockwise) 50 beses bawat segundo. Kung ito ay totoo, kung gayon ang anumang kapaki-pakinabang na aplikasyon ng AC electric motors ay wala sa tanong. Ano ang nangyayari sa katotohanan: ang kasalukuyang ng armature at stator windings ay naka-synchronize gamit ang pinakasimpleng mga capacitor. At samakatuwid, kapag ang direksyon ng kasalukuyang sa armature frame ay nagbabago, ang direksyon nito sa stator ay nagbabago din. Kaya, ang rotor ay patuloy na umiikot sa isang direksyon.
Sa kasamaang palad, ang kahusayan ng ganitong uri ng DC motor ay mas mababa kaysa sa inverter at unipolar na motor. Samakatuwid, ang paggamit nito ay limitado sa medyo makitid na mga lugar - kung saan kinakailangan upang makakuha ng pinakamataas na pagiging maaasahan sa anumang halaga, nang hindi isinasaalang-alang ang mga gastos sa pagpapatakbo (halimbawa, military engineering).
Mga huling sugnay
Ang teknolohiya ay hindi tumitigil, at ngayon maraming mga siyentipikong paaralan sa buong mundo ang nakikipagkumpitensya sa isa't isa at nagsusumikap na lumikha ng mura at matipid na makina na may mataas na kahusayan at pagganap. Ang kapangyarihan ng DC electric motors ay lumalaki taun-taon, habang ang kanilangpagkonsumo ng kuryente.
Hula ng mga siyentipiko na matutukoy ang hinaharap sa pamamagitan ng mga de-koryenteng kagamitan, at malapit nang matapos ang edad ng langis.
