motore DC: il principio di azione. motore DC: il dispositivo

Prima di tutto inventato nel 19 ° secolo rotante macchina elettrica è un motore a corrente continua. Il principio di funzionamento è noto dalla metà del secolo scorso ad oggi motori a corrente continua (DPT) continuano a servire fedelmente la persona, mettendo in moto una varietà di macchine e meccanismi utili.

Il primo DPT

A partire dagli anni '30 del 19 ° secolo nel loro sviluppo sono passati attraverso diverse fasi. Il fatto è che fino alla fine del secolo scorso motore alternatori unica fonte di potere era una cella galvanica. Pertanto, tutti i primi motori elettrici possono funzionare solo in corrente continua.

Qual è stato il primo motore a corrente continua? Il principio di funzionamento del dispositivo e motori sono in costruzione nella prima metà del 19 ° secolo, è il seguente. Il campo principale era un insieme fisso di magneti o elettromagneti asta permanente, non hanno un circuito magnetico chiuso generale. Poli salienti armatura formata diversi cilindri magnetici separati su un asse comune, che sono stati guidato dalle forze repulsive e attraente ai poli dell'induttore. rappresentanti tipici di loro erano motori W. Ricci (1833) e B. Jacoby (1834) equipaggiato con interruttori meccanici la corrente negli elettromagneti con le armature contatti mobili nel circuito di indotto.

Mentre il motore è in esecuzione Jacobi

Qual è stato questo principio di funzionamento della macchina? Motore Jacobi corrente costante e suoi analoghi possiedono coppia elettromagnetica pulsante. Durante il tempo di convergenza di poli opposti dell'armatura e l'induttore dalla coppia motore forza di attrazione magnetica rapidamente raggiunto un massimo. Poi, quando la posizione poli dell'indotto fronte ai poli della induttore, un interruttore meccanico e rompere la corrente nei elettromagneti dell'armatura. Coppia scende a zero. A causa dell'inerzia dell'armatura e il meccanismo guidato ancoraggio pali da sotto i poli dell'induttore, a questo punto in esse dagli attuali interruttore viene fornito nella direzione opposta, la polarità invertita anche, e la forza di gravità al polo vicina dell'induttore viene sostituita da una forza repulsiva. Così, il motore ruota Jacobi shock successivi.

Sembra ancora anulare

Al centro del motore elettromagneti corrente Jacobi periodicamente spento, creano un campo magnetico scomparso, e la sua energia si trasforma in perdite di calore negli avvolgimenti. Così, l'armatura conversione elettromeccanica sorgente di alimentazione di corrente (cella elettrochimica) in meccanica verificato ivi intermittenza. Ciò che era necessario è stato chiuso con un motore a corrente continua avvolgimento che deriverebbero costantemente durante tutto il tempo del suo funzionamento.

E tale fuhtufn è stata fondata nel 1860. A Pachinotti. Ciò che è diverso dai suoi predecessori motore a corrente continua? Il principio di funzionamento del motore e il dispositivo Pachinotti seguente. Come ancore ha usato un anello di acciaio con raggi fissati su un albero verticale. In questo caso, l'ancora non ha avuto poli salienti. Divenne neyavnopolyusnym.

Bobina di indotto avvolgimento stato chiuso tra i raggi della anello, le cui estremità sono collegate in serie sull'ancora, e dai punti di connessione di ogni due bobine sono state fatte rubinetto collegato a piastre collettrici disposti lungo la circonferenza della parte inferiore dell'albero motore, il cui numero è uguale al numero di spire. L'intera armatura era chiusa su se stessa e punti di connessione seriale di sue spire sono collegate a piastre collettrici adiacenti, che scorrono su una coppia di rulli di alimentazione di corrente.

L'ancoraggio anulare è stato inserito tra i poli di due elettromagneti fissi induttore-statore, in modo che le linee di forza prodotta dai eccitazione di campo magnetico incluso nella superficie cilindrica esterna dell'ancora motore alla eccitazione polo nord passata attraverso l'indotto anulare, senza spostare verso l'interno del suo foro, ed è quindi di fuori polo sud.

Mentre il motore è in esecuzione Pachinotti

Quello che aveva un principio di azione? motore a corrente continua Pachinotti ha lavorato nello stesso modo come DPT moderna.

Il campo magnetico di poli induttori con polarità questo è sempre stato un certo numero di conduttori dell'armatura corrente con direzione costante di avvolgimento, in cui è stato invertito l'induttore nell'ambito dei diversi poli della direzione della corrente di armatura. Questo è stato ottenuto disponendo i rulli di alimentazione di corrente, che agiscono come pennelli, nello spazio tra i poli dell'induttore. Pertanto armatura corrente istantanea scorreva alla bobina attraverso il rullo, la piastra di raccolta e legato ad esso rubinetti, che è anche nello spazio tra i poli, poi scorreva in direzioni opposte lungo due poluobmotkam-rami, e infine scorreva attraverso la linea di derivazione, una piastra di raccolta e il rullo in un'altra interpolare intervallo. In tal modo, l'ancora serpentina sotto i poli dell'induttore cambiato, ma la direzione del flusso di corrente è rimasto invariato in essi.

Da legge di Ampere, per ciascun conduttore della bobina di armatura con la corrente nel campo magnetico del polo induttore, una forza che è determinata dalla direzione della ben nota regola "mano sinistra". Rispetto all'asse del motore, questo potere di creare la coppia, e la somma dei momenti di tutte queste forze dà il tempo totale della DPT, che è già in diverse piastre collettrici è quasi costante.

DPT e con un avvolgimento di indotto anulare grammovskoy

Come spesso è accaduto nella storia della scienza e della tecnologia, l'invenzione A. Pachinotti non sono stati utilizzati. E 'stato dimenticato per 10 anni fino a quando nel 1870, in modo indipendente, non ripetere il franco-tedesco inventore H. Gramm in un design simile del generatore di corrente continua. In queste macchine, l'asse di rotazione sia orizzontale ed è stato usato spazzole scorrevoli lungo le piastre collettrici disegni quasi contemporanei. Dai 70 ° anno del 19 ° secolo il principio della reversibilità di macchine elettriche è diventato un ben noto, e la macchina Gramm utilizzato come generatore e motore DC. Il suo principio di funzionamento è già descritto in precedenza.

Nonostante il fatto che l'invenzione dell'armatura anello era un passo importante nello sviluppo della DPT, suo avvolgimento (chiamato grammovskoy) aveva uno svantaggio significativo. Il campo magnetico dei poli induttori sono solo quelli dei conduttori (chiamato attivo), che si trovava sotto questi poli sulla superficie cilindrica esterna dell'armatura. Per loro era accompagnato dal magnetica forza di Ampere, una coppia rispetto all'asse del motore. Questi conduttori inattivi che passano attraverso l'ancora anello di apertura non ha partecipato alla creazione del momento. Essi solo inutile dissipata energia sotto forma di perdita di calore.

Dall'anello al tamburo di ancoraggio

Affrontare questa lacuna ancore anello riuscirono nel 1873 dal famoso tedesco elettrica F. Gefner-Alteneku. Come ha funzionato motore a corrente continua? Il principio di funzionamento del dispositivo, il suo statore induttore è lo stesso del motore con l'anello di avvolgimento. Ma il disegno dell'armatura e del suo avvolgimento cambiato.

Gefner-Altenek sottolineato che la direzione della corrente di armatura che fluisce dalla spazzola fissa, nei conduttori grammovskoy avvolgimento di eccitazione a poli adiacenti sono sempre opposto, vale a dire essi possono essere incorporati negli avvolgimenti situati nella superficie cilindrica esterna della bobina con una larghezza (passo) pari al passo polare (circonferenza dell'armatura, a un polo del eccitazione).

In questo caso, diventa inutile nel foro circolare dell'armatura, e si trasforma in un cilindro solido (tamburo). Questo avvolgimento e di ancoraggio stesso ha ricevuto il nome del tamburo. Il consumo di rame con lo stesso numero di conduttori attivi è molto inferiore in grammovskoy avvolgimento.

Anchor marcia diventa

Le macchine e la superficie di ancoraggio Alteneka Gramm- Gefner era liscia, e suoi conduttori avvolgimento disposte nello spazio tra essa e le poli dell'induttore. La distanza tra la superficie cilindrica concava dei poli di eccitazione e superficie convessa dell'armatura raggiunto diversi millimetri. Pertanto, per creare un campo magnetico desiderato richiesto per applicare le bobine di eccitazione con una grande forza magnetomotrice (con un gran numero di giri). Questo aumenta notevolmente le dimensioni e il peso dei motori. Inoltre, la superficie liscia delle bobine di indotto è stato difficile da risolvere. Ma come può essere? Infatti, per l'azione sul conduttore con una forza Ampere corrente deve essere nei punti dello spazio con alti campi magnetici (con una densità di flusso magnetico).

Si è scoperto che questo non è necessario. Americano inventore H. Maxim pistola dimostrato che se l'ancora eseguire marcia tamburo, e le scanalature formate tra i denti per posizionare la bobina tamburo di avvolgimento, la distanza tra i poli e l'eccitazione può essere ridotto a frazioni di millimetro. È possibile ridurre notevolmente le dimensioni delle bobine di eccitazione, ma la DPT coppia non diminuisce.

Poiché le funzioni di tale motore a corrente continua? Il principio di funzionamento è basato sul fatto che l'ancora forza magnetica dentata è applicato non ai conduttori nelle scanalature (campo magnetico in essi è praticamente assente), e ai denti stessi. La presenza di corrente nel conduttore nella scanalatura è critica per il verificarsi di questa forza.

Come sbarazzarsi delle correnti parassite

Un altro miglioramento importante reso famoso inventore TA Edison. Quello che ha aggiunto al motore DC? Il principio di funzionamento è rimasto invariato, ma il materiale di cui fatto il suo ancoraggio cambiato. Invece dei primi massiccio era un laminato sottile elettricamente isolate l'una dall'altra da lamiere di acciaio. Questo riduce la grandezza delle correnti parassite (correnti di Foucault) dell'armatura, che ha aumentato l'efficienza del motore.

Il principio di funzionamento del motore CC

Brevemente può essere formulato come segue: quando si collega l'avvolgimento di indotto del motore eccitato ad una fonte di alimentazione deriva ivi grande corrente chiamato spunto e superando parecchie volte il valore nominale. Inoltre, sotto i poli di eccitazione di direzione opposta polarità delle correnti nei conduttori di indotto nella stessa opposto come mostrato in figura. Secondo la regola, "mano sinistra", queste guide sono Ampere costringe senso antiorario e porta l'indotto a ruotare. Nella avvolgimento di indotto conduttori indotti forza elettromotrice (back-EMF), diretto in senso opposto alla sorgente di tensione di alimentazione. Quando l'armatura di accelerazione aumenta e back-EMF nel suo avvolgimento. Di conseguenza, la corrente di armatura viene ridotta dalla partenza per il valore corrispondente alle caratteristiche del punto di funzionamento del motore.

Per aumentare la velocità di rotazione dell'armatura, è necessario sia per aumentare la corrente nella sua bobina o ridurre back-EMF in esso. Quest'ultimo può essere ottenuto diminuendo la grandezza del campo magnetico di eccitazione riducendo la corrente nell'avvolgimento di campo. Questo metodo di controllo della velocità di DPT è diffusa.

Il principio di funzionamento del motore CC con eccitazione separata

Con l'inserimento dei terminali avvolgimento di campo (OB) ad una sorgente di alimentazione separata (OM indipendente) potente DPT solito eseguita per rendere più conveniente per controllare la grandezza della corrente di eccitazione (per variare la velocità di rotazione). Sulle proprietà della DPT con OB indipendente DPT sostanzialmente simile con OB, collegato in parallelo con l'avvolgimento di indotto.

shunt DPT

Il principio di funzionamento parallelo corrente di campo del motore DC è determinato dalla caratteristica meccanica, cioè dipendenza della velocità di rotazione della coppia di carico sul suo albero. Per una tale variazione di velocità del motore nel passaggio dal minimo alla coppia carico nominale è dal 2 al 10%. Queste proprietà meccaniche sono chiamati rigida.

Pertanto, il principio azione di un motore a corrente continua con shunt provoca la sua applicazione in attuatori con velocità costante per un'ampia gamma di variazione di carico. Tuttavia, è ampiamente utilizzato in un motore elettrico a velocità variabile regolata. Inoltre, per la sua regolazione della velocità può essere utilizzato come il cambiamento di corrente di armatura e corrente di campo.

eccitazione sequenziale della DPT

Il principio di funzionamento del motore a corrente continua di eccitazione serie come parallele, è determinato dalla caratteristica meccanica, che in questo caso è morbida, perché velocità del motore varia notevolmente con variazioni di carico. Dove è più vantaggioso utilizzare un motore DC? Il principio di funzionamento della velocità del motore di trazione ferroviaria che dovrebbe diminuire a superare gli aumenti composizione e tornare al moto nominale quando la piana corrisponde pienamente con DPT con OB sequenzialmente collegata all'armatura avvolgimento. Pertanto, una parte significativa di locomotive elettriche nel mondo dotato di tali dispositivi.

Il principio di funzionamento di un motore a corrente continua con eccitazione serie implementare motori di trazione correnti pulsanti che sono essenzialmente le stesse con DPT coerente RH, ma appositamente progettato per il funzionamento con la raddrizzata già a bordo della corrente elettrica avente un'ondulazione sostanziale.