Что такое машина постоянного тока: конструкция и принцип работы

Машины постоянного тока можно разделить на два типа, а именно: Двигатели постоянного тока а также DC генераторы . Большинство машин постоянного тока эквивалентны машинам переменного тока, потому что они включают в себя как переменные токи, так и переменные напряжения. Выход машины постоянного тока - это выход постоянного тока, потому что они преобразуют напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. Преобразование этого механизма известно как коммутатор, поэтому эти машины также называются коммутаторами. Машина постоянного тока чаще всего используется в качестве двигателя. Основные преимущества этой машины включают регулировку крутящего момента, а также легкую скорость. В применения машины постоянного тока ограничено поездами, мельницами и шахтами. Например, в вагонах метро, ​​а также в троллейбусах могут использоваться двигатели постоянного тока. В прошлом в автомобилях были установлены динамо-машины постоянного тока для зарядки батарей.

Что такое машина постоянного тока?

Машина постоянного тока - это электромеханическое устройство для преобразования энергии. В принцип работы постоянного тока машина Это когда электрический ток течет через катушку в магнитном поле, а затем магнитная сила создает крутящий момент, который вращает двигатель постоянного тока. Машины постоянного тока подразделяются на два типа, такие как генератор постоянного тока и двигатель постоянного тока.

Машина постоянного тока

Основная функция генератора постоянного тока - преобразование механической энергии в электрическую мощность постоянного тока, тогда как двигатель постоянного тока преобразует мощность постоянного тока в механическую энергию. В Двигатель переменного тока часто используется в промышленности для преобразования электрической энергии в механическую. Однако двигатель постоянного тока применим там, где необходимо хорошее регулирование скорости и широкий диапазон скоростей, например, в системах электрических транзакций.

Строительство машины постоянного тока

Конструкция машины постоянного тока может быть выполнена с использованием некоторых основных частей, таких как ярмо, полюсный сердечник и полюсные башмаки, полюсная катушка и обмотка возбуждения, сердечник якоря, обмотка якоря или проводник, коммутатор, щетки и подшипники. Несколько из части машины постоянного тока обсуждается ниже.

Строительство машины постоянного тока

Иго

Другое название кокетки - каркас. Основная функция ярма в машине заключается в обеспечении механической опоры для столбов и защите всей машины от влаги, пыли и т. Д. Материалы, используемые в ярме, изготовлены из чугуна, литой стали или прокатной стали.

Полюс и ядро ​​полюса

Полюс машины постоянного тока представляет собой электромагнит, а обмотка возбуждения намотана между полюсами. Когда обмотка возбуждения находится под напряжением, полюс создает магнитный поток. Материалы, используемые для этого, - литая сталь, чугун или сердечник полюса. Он может быть изготовлен из отожженных стальных пластин для уменьшения падения мощности из-за вихревых токов.

Полюс обуви

Башмак для столба в машине постоянного тока является обширной деталью, а также для увеличения области полюса. Из-за этой области поток может распространяться внутри воздушного зазора, а дополнительный поток может проходить через воздушное пространство к якорю. Материал, используемый для изготовления полюсного башмака, - это чугун, в противном случае - литой конь, а также использовалась отожженная стальная пластина для уменьшения потерь мощности из-за вихревых токов.

Обмотки возбуждения

При этом обмотки намотаны в области полюсного сердечника и называются катушкой возбуждения. Когда ток подается через обмотку возбуждения, он приводит в действие полюсы, которые создают необходимый магнитный поток. Материал обмоток возбуждения - медь.

Сердечник арматуры

Сердечник арматуры включает в себя огромное количество пазов по краю. В этих пазах находится провод якоря. Он обеспечивает путь с низким сопротивлением к потоку, создаваемому обмоткой возбуждения. Материалы, используемые в этом сердечнике, представляют собой материалы с низким сопротивлением проницаемости, такие как литое железо. Ламинирование используется для уменьшения потерь из-за вихревых токов.

Обмотка якоря

Обмотка якоря может быть образована соединением между собой проводников якоря. Когда обмотка якоря поворачивается с помощью первичного двигателя, в ней индуцируется как напряжение, так и магнитный поток. Эта обмотка подключена к внешней цепи. Материалы, используемые для этой обмотки, представляют собой проводящий материал, такой как медь.

Коммутатор

Основная функция коммутатора в машине постоянного тока состоит в том, чтобы собирать ток с проводника якоря, а также подавать ток на нагрузку с помощью щеток. А также обеспечивает однонаправленный крутящий момент для двигателя постоянного тока. Коммутатор может быть построен с огромным количеством сегментов в форме ребра жестко вытянутой меди. Сегменты в коммутаторе защищены тонким слоем слюды.

Кисти

Щетки в машине постоянного тока собирают ток от коммутатора и подают его на внешнюю нагрузку. Щетки изнашиваются со временем, чтобы часто проверять. В щетках используются графит, в противном случае - углерод прямоугольной формы.

Типы машин постоянного тока

Возбуждение машины постоянного тока подразделяется на два типа: раздельное возбуждение и самовозбуждение. В машинах постоянного тока с отдельным типом возбуждения катушки возбуждения активируются отдельным источником постоянного тока. В машинах постоянного тока с самовозбуждением ток через обмотку возбуждения подается вместе с машиной. Основные типы машин постоянного тока подразделяются на четыре типа, включая следующие.

• Машина постоянного тока с независимым возбуждением
• Шунтирующий / шунтирующий аппарат.
• Серийная намотка / серийная машина.
• Составная рана / составная машина.

Отдельно возбужденный

В машине постоянного тока с раздельным возбуждением для активации катушек возбуждения используется отдельный источник постоянного тока.

Шунтирующая рана

В машинах постоянного тока с шунтовой обмоткой полевые катушки соединены параллельно через арматура . Поскольку шунтирующее поле получает полное напряжение o / p генератора, иначе - напряжение питания двигателя, оно обычно состоит из огромного количества витков тонкой проволоки с небольшим током возбуждения.

Серийная рана

В машинах постоянного тока с последовательной обмоткой катушки возбуждения соединены последовательно через якорь. Поскольку последовательная обмотка возбуждения получает ток якоря, а также большой ток якоря, в связи с этим последовательная обмотка возбуждения включает в себя несколько витков провода с большим поперечным сечением.

Сложная рана

Составная машина включает как последовательные, так и шунтирующие поля. Две обмотки подключены к каждому полюсу машины. Последовательная намотка машины включает несколько витков огромной площади поперечного сечения, а также шунтирующие обмотки включают несколько витков тонкой проволоки.

Подключение составной машины можно осуществить двумя способами. Если шунтирующее поле соединено параллельно только якорем, тогда машину можно назвать «составной машиной с коротким шунтом», и если шунтирующее поле соединено параллельно как арматурой, так и последовательным полем, тогда машина называется «машина с длинным шунтом».

Уравнение ЭДС машины постоянного тока

В Машина постоянного тока э.м.ф. может быть определено как когда якорь в машине постоянного тока вращается, напряжение может генерироваться внутри катушек. В генераторе ЭДС вращения можно назвать генерируемой ЭДС, а Er = Eg. В двигателе ЭДС вращения можно назвать встречной или противоэдс, а Er = Eb.

Пусть Φ - полезный поток для каждого полюса внутри веберса.

P - общее количество полюсов

z - общее количество проводников внутри якоря.

n - скорость вращения якоря в оборот за каждую секунду

А - нет. параллельных полос по всей арматуре среди щеток противоположной полярности.

Z / A - нет. провода якоря в серии для каждой параллельной полосы

Поскольку магнитный поток для каждого полюса равен «Ф», каждый проводник режет поток «PΦ» за один оборот.

Напряжение, создаваемое для каждого проводника = наклон потока на каждый оборот в WB / время, взятое на один оборот в секундах.

Поскольку «n» оборотов совершаются за одну секунду, а 1 оборот будет выполнен за 1 / n секунду. Таким образом, время одного оборота якоря составляет 1 / нсек.

Стандартное значение производимого напряжения для каждого проводника

p Φ / 1 / n = np Φ вольт

Вырабатываемое напряжение (E) может быть определено с помощью количества проводов якоря в серии I на любой отдельной дорожке между щетками, таким образом, все создаваемое напряжение

E = стандартное напряжение для каждого проводника x № проводов в серии для каждой полосы

E = n.P.Φ x Z / A

Вышеприведенное уравнение представляет собой ЭДС. уравнение машины постоянного тока.

Машина постоянного тока против машины переменного тока

Разница между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока заключается в следующем.

Потери в машине постоянного тока

Мы знаем это основная функция машины постоянного тока преобразовывать механическую энергию в электроэнергия . При использовании этого метода преобразования вся входная мощность не может быть преобразована в выходную мощность из-за потерь мощности в различных формах. Тип потери может меняться от одного устройства к другому. Эти потери снизят эффективность устройства, а также увеличат температуру. Потери энергии в машинах постоянного тока можно разделить на электрические, в противном случае потери в меди, потери в сердечнике или потери в железе, механические потери, потери в щетках и потери при рассеянной нагрузке.

Преимущества машины постоянного тока

К достоинствам этой машины можно отнести следующее.

• Машины постоянного тока, такие как двигатели постоянного тока, имеют различные преимущества, такие как высокий пусковой крутящий момент, реверсирование, быстрый запуск и остановка, изменяемая скорость через входное напряжение.
• Они очень легко контролируются и дешевле по сравнению с AC.
• Контроль скорости хороший
• Крутящий момент высокий
• Операция бесшовная
• Без гармоник
• Установка и обслуживание просты

Применение машины постоянного тока

В настоящее время производство электроэнергии может производиться в больших объемах в виде переменного тока (переменного тока). Следовательно, использование машин постоянного тока, таких как двигатели и генераторы, генераторы постоянного тока крайне ограничено, поскольку они используются в основном для обеспечения возбуждения генераторов переменного тока крошечного и среднего диапазона. В промышленности машины постоянного тока используются для различных процессов, таких как сварка, электролитика и т. Д.

Как правило, генерируется переменный ток, а затем он преобразуется в постоянный ток с помощью выпрямителей. Поэтому генератор постоянного тока подавляется с помощью источника переменного тока, который выпрямляется для использования в нескольких приложениях. Двигатели постоянного тока часто используются в качестве приводов с регулируемой скоростью и там, где происходят серьезные изменения крутящего момента.

Применение машины постоянного тока в качестве двигателя используется путем разделения на три типа, таких как последовательные, шунтирующие и составные, тогда как применение машины постоянного тока в качестве генератора подразделяется на генераторы с раздельным возбуждением, последовательные и шунтирующие генераторы.

Таким образом, речь идет о машинах постоянного тока. Из приведенной выше информации, наконец, мы можем сделать вывод, что машины постоянного тока являются генератором постоянного тока и Двигатель постоянного тока . Генератор постоянного тока в основном используется для подачи источников постоянного тока на машину постоянного тока на электростанциях. В то время как двигатель постоянного тока приводит в действие некоторые устройства, такие как токарные станки, вентиляторы, центробежные насосы, печатные машины, электровозы, подъемники, краны, конвейеры, прокатные станы, авто-рикши, льдогенераторы и т. Д. Вот вопрос для вас, что такое коммутация в машине постоянного тока?