motor DC: o princípio da ação. motor DC: o dispositivo

Primeiro de tudo inventado no século 19 rotativa máquina elétrica é um motor DC. O princípio de funcionamento tem sido conhecido desde meados do século passado até o presente momento motores DC (DPT) continuar a servir fielmente a pessoa, pondo em movimento uma variedade de máquinas e mecanismos úteis.

O primeiro DPT

A partir dos anos 30 do século 19 em seu desenvolvimento eles passaram por várias etapas. O fato é que até o fim do motor do século passado alternadores única fonte de poder era uma célula galvânica. Portanto, todos os primeiros motores elétricos só pode ser executado em corrente contínua.

Qual foi o primeiro motor DC? O princípio de funcionamento do dispositivo e os motores estão sendo construídos na primeira metade do século 19, é o seguinte. O principal campo foi um conjunto fixo de ímanes ou eletroímãs permanente vara, não tem um circuito magnético fechado geral. De pólos salientes armadura formada vários imans haste separados sobre um eixo comum, os quais foram conduzidos pelas forças repulsivas e atractivas para os pólos do indutor. Representantes típicos de lhes foram motores W. Ricci (1833) e B. Jacoby (1834) equipado com interruptores mecânicos, a corrente no electromagnetos com as armaduras contactos móveis no circuito do enrolamento do induzido.

Como o motor está funcionando Jacobi

Qual foi esse princípio máquina de operação? Motor de corrente constante de Jacobi e os seus análogos possuem binário electromagnético pulsante. Durante o tempo de convergência de pólos opostos da armadura e o indutor de torque do motor força de atracção magnética rapidamente atingiu um máximo. Então, quando a localização do pólo da armadura em frente aos pólos do indutor, um interruptor mecânico e quebrar a corrente nos eletroímãs da armadura. Torque cai para zero. Devido à inércia da armadura e os pólos mecanismo de ancoragem conduzidos para fora de debaixo dos pólos do indutor, neste ponto em los da corrente comutador é fornecido no sentido oposto, a sua polaridade também invertida, e a força da gravidade para o pólo mais próxima do indutor é substituída por uma força repulsiva. Assim, o motor gira Jacobi choques sucessivos.

Parece âncora anular

No núcleo do motor solenóides armadura Jacobi atual virou periodicamente off, eles criam um campo magnético desapareceu, e sua energia é transformada em perdas de calor nos enrolamentos. Assim, a armadura conversão electromecânico fonte de alimentação de corrente (célula electroquímica) em mecânico ocorreu aí de forma intermitente. O que era necessário foi fechada com um motor contínuo do enrolamento corrente que fluiria constantemente durante todo o tempo de sua operação.

E tal fuhtufn foi criada em 1860. A Pachinotti. O que é diferente dos seus antecessores motor DC? O princípio de funcionamento do motor e o dispositivo Pachinotti seguinte. Como âncoras ele utilizado um anel de aço com raios fixos sobre um eixo vertical. Neste caso, a âncora não têm pólos salientes. Ele se tornou neyavnopolyusnym.

bobina de enrolamento de armadura e enrolados entre os raios do anel, as extremidades do qual são ligados em série sobre a âncora, e a partir dos pontos de ligação de cada um dos dois rolos foram feitos torneira ligada a placas colectoras dispostas ao longo da circunferência da parte inferior do eixo do motor, o número dos quais é igual ao número de bobinas. Toda a armação foi fechado sobre si mesmo e pontos de ligação em série de suas bobinas são ligadas a placas de recolha adjacentes, que deslizam sobre um par de roletes de fornecimento de corrente.

A ancoragem anular tem sido colocado entre os pólos de duas electroímanes fixos indutor-estator, de modo que as linhas de força criada por eles excitação do campo magnético incluído na superfície cilíndrica externa da armadura do motor na excitação pólo norte passou através da armadura anelar, sem se mover para o interior do seu furo, e sai sob pólo sul.

Como o motor está funcionando Pachinotti

O que ele tinha um princípio de ação? motor DC Pachinotti trabalhado da mesma forma como DPT moderna.

O campo magnético de pólos indutor com polaridades este tem sido sempre um certo número de condutores da armadura de corrente com a direcção de enrolamento constante, em que o indutor no âmbito dos diversos pólos da direcção da corrente do induzido foi invertida. Isto foi conseguido colocando os rolos de abastecimento de corrente, os quais actuam como escovas, no espaço entre os pólos do indutor. Portanto armadura corrente instantânea fluiu para a bobina através do rolo, a placa de recolha e a ele ligado torneiras, que é também, no espaço entre os postes, em seguida, vertido em sentidos opostos ao longo de duas poluobmotkam-ramos, e finalmente fluiu através da linha de ramal, uma placa de recolha e o rolo no outro interpolar intervalo. Ao fazê-lo, a âncora da bobina sob os pólos do indutor mudou, mas a direção do fluxo de corrente manteve-se inalterada em si.

Por lei de Ampere, para cada condutor da bobina da armadura com a corrente no campo magnético do pólo indutor, uma força que é determinada pela direção da regra conhecida "mão esquerda". Em relação ao eixo do motor, esse poder para criar torque, ea soma dos momentos de todas essas forças dá o tempo total do DPT, que já está sob várias placas de coletor é quase constante.

DPT e com um enrolamento de armadura anelar grammovskoy

Como muitas vezes aconteceu na história da ciência e da tecnologia, a invenção A. Pachinotti não foram utilizados. Ele foi esquecido por 10 anos, até que em 1870 de forma independente não repetir o franco-alemã inventor H. Gramm em um projeto similar do gerador DC. Nestas máquinas, o eixo de rotação é horizontal e tem sido utilizado escovas de carvão de correr ao longo das placas colectoras desenhos quase contemporâneos. Pelas 70 º anos do século 19 o princípio da reversibilidade das máquinas eléctricas tornou-se um bem conhecido, ea máquina Gramm usado como um gerador e motor DC. Seu princípio de funcionamento já está descrito acima.

Apesar do facto de que a invenção da armadura anel foi um passo importante no desenvolvimento de DPT, o seu enrolamento (chamado grammovskoy) tinha uma desvantagem significativa. O campo magnético dos pólos do indutor são apenas os de seus condutores (denominado activa), que estava sob estas pólos na superfície cilíndrica externa da armadura. Para eles, foi acompanhada pela magnético força de Ampere, um binário com respeito ao eixo do motor. Esses condutores inactivos que passam através da âncora anel de abertura não participar na criação do momento. Eles só inútil dissipada energia na forma de perda de calor.

A partir do anel para o tambor de âncora

Suprir esta deficiência âncoras anel sucedido em 1873 pelo famoso alemão elétrica F. Gefner-Alteneku. Como isso funcionou motor DC? O princípio de funcionamento do dispositivo, o seu estator indutor é o mesmo que o motor com o anel de enrolamento. Mas o design da armadura e sua dissolução alterado.

Gefner-Altenek salientado que o sentido da corrente do induzido que flui a partir da escova fixa, em condutores grammovskoy enrolamento de excitação a pólos adjacentes são sempre oposto, isto é, eles podem ser incorporados nos enrolamentos situadas na superfície cilíndrica exterior da bobina com uma largura (pitch) igual ao passo polar (a circunferência da armadura, a um dos pólos da excitação).

Neste caso, torna-se desnecessário no furo circular da armadura, e que se transforma em um cilindro sólido (tambor). Este sinuoso e própria âncora recebeu o nome do tambor. Consumo de cobre em que com o mesmo número de condutores activos é muito menor do que em grammovskoy enrolamento.

engrenagem Anchor torna-se

As máquinas e a superfície de ancoragem Alteneka o Gramm-Gefner era lisa, e seus condutores de enrolamento dispostas na folga entre ele e os pólos do indutor. A distância entre a superfície cilíndrica côncava dos pólos de excitação e a superfície convexa da armadura alcançado vários milímetros. Portanto, para criar uma força de campo magnético desejado necessário para aplicar as bobinas de excitação com uma grande força magnetomotriz (com um grande número de voltas). Isso aumentou consideravelmente o tamanho e peso dos motores. Além disso, a superfície lisa das bobinas da armadura que era difícil de fixar. Mas como pode ser isso? Com efeito, para a acção sobre o condutor com uma força de corrente Ampere ele deve estar nos pontos no espaço com elevados campos magnéticos (com uma densidade de fluxo magnético).

Descobriu-se que isso não é necessário. Americana inventor H. Maxim arma mostrou que, se o âncora realizar a engrenagem do cilindro, e os sulcos formados entre os dentes para colocar o tambor de enrolamento, o espaço entre os postes e a excitação pode ser reduzido a fraces de um milímetro. É possível reduzir significativamente o tamanho das bobinas de excitação, mas o binário DPT não diminuiu.

Como as funções do referido motor DC? O princípio de funcionamento baseia-se no fato de que a força magnética âncora dentes não é aplicada aos condutores em seus slots (campo magnético neles é praticamente ausente), e para os próprios dentes. A presença de corrente no condutor na ranhura é crítica para a ocorrência desta força.

Como se livrar das correntes de Foucault

Outra melhoria importante que ficou famoso inventor TA Edison. O que ele adicionado ao motor DC? O princípio de funcionamento manteve-se inalterada, mas o material de que fez a sua âncora alterado. Em vez do antigo enorme ele era um fino laminado eletricamente isoladas umas das outras por chapas de aço. Isso reduziu a magnitude das correntes de Foucault (correntes de Foucault) na armadura, o que aumentou a eficiência do motor.

O princípio de funcionamento do motor DC

Resumidamente, pode ser formulado da seguinte forma: ao conectar o enrolamento da armadura do motor animado para uma fonte de alimentação aí surge grande corrente chamado o influxo e várias vezes superior ao valor nominal. Além disso, sob os pólos de excitação de polaridade oposta direco das correntes nos condutores de enrolamento do induzido no mesmo oposta, como mostrado na figura abaixo. De acordo com a regra, "mão esquerda", esses guias são o Ampere força um sentido anti-horário e carrega a armadura para girar. No enrolamento da armadura condutores induzidas força electromotriz (EMF-volta), dirigidos opostamente à fonte de tensão de alimentação. Como a aceleração do induzido aumenta e volta-EMF em seu enrolamento. Consequentemente, a corrente do induzido é reduzida a partir da partida para o valor correspondente para as características de ponto de funcionamento do motor.

Para aumentar a velocidade de rotação da armadura, é necessário quer para aumentar a corrente em sua bobina ou reduzir back-EMF nele. A última pode ser conseguida pela diminuição da magnitude do campo magnético de excitação, reduzindo a corrente no enrolamento de campo. Este método de controlar a velocidade de DPT é generalizada.

O princípio de funcionamento do motor DC com excitação separada

Com a inclusão dos terminais de enrolamento de campo (OB) a uma fonte de alimentação separada (OM independente) poderosa DPT geralmente realizada para torná-lo mais conveniente para controlar a magnitude da corrente de excitação (a fim de mudar a velocidade de rotação). Sobre as propriedades do DPT com OB independente DPT substancialmente semelhante com OB, ligado em paralelo com o enrolamento da armadura.

shunt DPT

O princípio de funcionamento do motor DC corrente de campo paralelo é determinada pela característica mecânica, isto é, dependência da velocidade de rotação do binário de carga no seu eixo. Para uma tal variação da velocidade do motor na transição da marcha lenta para o binário de carga nominal é de 2 a 10%. Estas propriedades mecânicas são chamados rígida.

Assim, o princípio de acção de um motor de corrente contínua com derivação faz com que a sua aplicação em actuadores com velocidade constante quando uma grande gama de variação de carga. No entanto, ele é amplamente utilizado em um accionamento eléctrico regulado com velocidade variável. Além disso, para a sua regulação de velocidade pode ser usado como a mudança de corrente de armadura e de corrente de campo.

excitação sequencial do DPT

O princípio de funcionamento do motor de corrente contínua de excitação série como em paralelo, que é determinada pela característica mecânica, que neste caso é macio, porque a velocidade do motor varia muito com mudanças de carga. Onde é mais vantajoso usar um motor DC? O princípio de funcionamento da velocidade do motor de tracção ferroviária, que deve diminuir a ultrapassar os aumentos de composição e retornar para o movimento nominal quando a planície corresponde totalmente com DPT com sequencialmente OB ligado ao enrolamento do induzido. Por conseguinte, uma parte significativa das locomotivas eléctricas do mundo equipado com tais dispositivos.

O princípio de funcionamento de um motor de corrente contínua com excitação série implementar motores de tracção circulante como pulsantes, que são essencialmente a mesma com DPT consistente de HR, mas especialmente concebido para o funcionamento com o já rectificada a bordo da corrente eléctrica tendo uma ondulação substancial.