AEB electrice

7.1. Funcționarea și construcția

Doi poli fixe N și S produc flux magnetic. In spațiul dintre polii miezului de fier este plasat într-un cilindru (fig. 7.1.1).

Pe suprafața exterioară a cilindrului este plasat rotund abcd sârmă de cupru, izolate de miez. capetele sale sunt atașate la două inele, care sunt suprapuse pe pensula 1 și 2. periilor ZL conectat de sarcină.
Dacă miezul este rotit cu o frecvență n în direcția prezentată în figură, ABCD bobină, în timp ce se rotește, se va traversa liniile de câmp magnetic la capetele CEM vor fi induse. Și dacă bobina conectat la sarcină zl, debitul și curentul. Direcția actuală este determinată de regula „de mâna dreaptă.“ Figura arată că direcția actuală va fi de la punctele a și b până la d de la p. În consecință, circuitul extern fluxurile de curent de la o perie pentru peria 2. Periuța 1, care este dat de curentul din circuitul extern, notat (+), iar peria 2, prin care se întoarce curente ale mașinii notate (-). Prin rotirea firele bobina 180 ° AB și CD sunt inversate, semnul potențialului pe perii 1 și 2 și se va schimba în direcția opusă curentului în circuitul extern.
Astfel, curentul alternativ sinusoidal (Fig. 7.1.2) curge în circuitul extern.

Este necesar să se aplice colectorului în mașină (Fig. 7.1.3) pentru a rectifica curent alternativ.

În cel mai simplu caz, cele două jumătăți de inele și ele sunt sudate se termină transformă abcd. Semirings izolare față de altul și de arbore. Când se rotește în bobina ABCD încă un EMF alternativ, dar sub fiecare perie va EMF de un singur semn: peria de sus va avea întotdeauna o (+), iar în partea de jos - întotdeauna (-).
Curba de curent într-un circuit extern va avea o altă formă (Fig. 7.1.4).

Graficul arată că inferior semiunda înlocuit de sus. Dacă aplicați mai mult de un tur, iar cele două capete și să le atașați la plăcile colectoare, care este acum 4, curba curentului rectificat va fi diferit.
Dacă există mai multe înfășurări curba tensiunii rectificate va fi mai lină (Fig. 7.1.5).

mașină de curent continuu este compus structural dintr-o parte fixă ​​- și stator rotativ - rotor. Statorul are un cadru pe care sunt fixate poli magnetici cu înfășurări (Fig. 7.1.6), pe suprafața interioară.

masini cu rotor adesea numit ancora. Se compune dintr-un arbore, un dorn cilindric Bobinajul și colector (Fig. 7.1.7).

poli magnetici și miezul armatură sunt extrase din foile individuale de oțel electrice. Foi de hârtie sunt acoperite sau izolate cu lac, pentru a reduce pierderile de histerezis și a curenților turbionari. Câștigul colector de plăci de cupru, având o formă complexă (Fig. 7.1.8). Plăcile sunt izolate una de alta printr-o garnitură rezistentă la căldură specială. Aceeași izolare există între colector și arborele motorului. Un set de plăci colectoare care formează un cilindru colector.

Pe suprafața exterioară a colectorului adiacente periile colectoare de curent, care sunt realizate din pulbere de carbon presat și cupru.
Perie plasat într-o cușcă de metal și este presat prin intermediul arcurilor colectorului (Fig. 7.1.9).

7.2. Metoda de a conduce o mașină de curent continuu

Excitația - un concept asociat cu crearea câmpului magnetic principal al mașinii. La mașinile cu câmpul electromagnetic de excitație este generat de principalele înfășurări de câmp. Există structuri în care excitare generate de magneți permanenți aranjate pe stator.
Există patru strategii pentru a incorpora înfășurările statorice ale unui excitație independent, paralel, serial și amestecat (Figura 7.2.1.).

Imagini sub litera b, c și d din fig. 7.2.1, numit o auto-scheme. Procesul de auto-excitație se datorează magnetizarea reziduală a stâlpului și rama. La rotirea armăturii în acest caz, de mici dimensiuni, un câmp magnetic (= 0.02 0.03 Fost FD) EMF induse - EOST.
Deoarece înfășurarea de excitație este conectat la armătură prin perii, curentul va curge în acesta. Acest curent va crește, iar polii magnetici ai vetrei va crește electromotoare armăturii. Cele mai multe EMF crește din nou curentul de excitație și fluxul magnetic va crește până la magnetizarea completă a mașinii.

7.3. lichidare de armatură mașini de curent continuu

Pentru a opera aparatul de curent continuu necesită două înfășurări; câmp de lichidare și armatura de lichidare. În primul rând, după cum se știe, servește pentru a crea un flux magnetic mașină principal, și are loc cea de a doua conversie a energiei.
înfășurarea Armătura este un sistem închis de conductoare prevăzute în canelurile.
Elementul este secțiunea de lichidare armatură, care poate fi una - sau mai multe din bobina. Secțiunea constă din partea activă și bobina se termină. Atunci când armătura se rotește, în fiecare dintre laturile activi induși forță electromotoare, a cărei mărime este egală cu:

și anume depinde de inducție magnetică HRV pol conductor lungimea L și V. vitezei în mașină reală, fie un generator sau motor în EMF indusă implicând toți conductorii de înfășurare a armăturii.
Valoarea EMF totale:

unde n - viteza de rotație a armăturii (rotor) / min;
F - poli magnetici flux;
Ge - un factor constant în funcție de numărul de spire din secțiunea.
Armatura de înfășurare pot fi repetate în buclă și val. Buclă de înfășurare, în cazul în care aceasta reprezintă o bază brută, este după cum urmează (Figura 7.3.1.):

Distanța dintre fețele active ale unei secțiuni numită prima etapă de înfășurare - y1. Distanța dintre începutul celei de a doua secțiune, iar primul capăt se numește a doua etapă de lichidare - y2. Distanța dintre, pe partea de sus a secțiunii, urmând una după alta, o etapă numită rezultantă - y. etape determinate de numărul de caneluri de înfășurare.
Distanța dintre plăcile colectoare, care sunt sudate la începutul și sfârșitul aparținând unei secțiuni, numită etapa de colector - CC. Bobina buclă 1. Pasul yk = yk determinat de numărul de plăci colectoare.
val expandat de înfășurare este după cum urmează: (Figura 7.3.2.).

Forma de lichidare a undei este diferit de buclă și va consta, deci, secțiuni diferite de conectare.
Cu toate acestea, etapele de înfășurare a undei sunt comune cu definiția buclă.
Pasul prin colector este mult mai mare decât unu (p >> 1).

7.4. EMF sau momente electromagnetice GENERATOR
DC

După cum sa menționat deja, tensiunea electromotoare indusă în înfășurarea generatorului rotativ armătură flux proporțional cu polul magnetic și frecvența de rotație:

Fluxul magnetic în generator, după cum se știe, creează curent de excitație Ic.
Dacă rotate ancora n c frecvență constantă și continuu se măsoară de ieșire emf E atunci putem construi graficul E = f (Ic) (Fig. 7.4.1).

Această relație se numește caracteristica de mers în gol. Este construit pentru regim, atunci când generatorul nu are nici o sarcină externă, și anume, Acesta idles.
În cazul în care sarcina conectată la generator, tensiunea la bornele sale este mai mică decât E pentru căderea de tensiune în circuitul de armături:

În cazul în care: U - tensiunea la bornele;
E - emf modul xx;.
Iya - armătura de curent;
RYA - rezistența în circuitul armătură.
Căderea de tensiune în circuitul de armătură este de obicei mai mic generator de emf 2-8%.
Reducerea tensiunii de la ieșirea generatorului este conectat cu ancore magnetice mașină de câmp demagnetizare precum și căderea de tensiune în bobinajul motorului.
În fiecare mașină de curent continuu este o interacțiune între curentul armăturii și fluxul magnetic Iya F. Ca rezultat, fiecare conductor de lichidare a actelor forței electromagnetice armăturii:

unde B - inducția magnetică,
Iya - curentul în armătura de lichidare,
L - lungimea ancorei.
Direcția acestei forțe este determinată de regula din stânga.
Aici înlocuim valoarea medie a inducției magnetice și HRV curent în fiecare conductor de bobinaj I = Iya / 2 a armăturii.
obținem

un cuplu care acționează electromagnetic asupra armăturii mașinii, atunci când numărul de sârmă de lichidare N:

în cazul în care - este constantă pentru o anumită mașină;
d - diametrul armăturii;
p - numărul de perechi de poli;
N - numărul de conductoare de bobinaj al armăturii;
și - numărul de perechi de ramuri paralele.
Când aparatul este în modul generator, cuplul electromagnetic acționează împotriva rotației armăturii, adică o frână.
Pentru a conduce motorul generatorului este nevoie de putere, care trebuie să acopere toate pierderile din generator:

unde F - generator de energie electrică utilă;
D OC - pierderi în înfășurarea armăturii;
D PB - pierderi în înfășurarea de excitație;
D RM - pierderea de magnetizare a mașinii;
D RMEH - pierderile mecanice asociate cu frecare a părților rotative.

Eficiența generatorului determinată de raportul:

Modern DC eficienta generatoare este de 90-92%.

7.5. motoare de curent continuu

În conformitate cu principiul reversibilității mașinii de curent continuu poate lucra atât ca un generator și ca motor. Ecuația CEM pentru motorul se face pe baza legii a 2-a Kirchhoff, luând în considerare direcția EMF:

Curentul din circuitul de armături:

Conform formulei F = Ce Ea Viteza n este dată de:

Înlocuim valoarea E din ecuația U = E - Iya Rya. obținem:

și anume Viteza motorului este direct proporțională cu tensiunea aplicată și invers proporțională cu câmpul flux magnetic.
Din această formulă se poate observa că posibila calea DC de control al vitezei motorului:
1. Prin modificarea tensiunii de rețea U. Useti reglarea tensiunii aplicate se poate modifica viteza.
2. Includerea în rezistența de extensie a lanțului de ancoră (R „= I + Rdob RYA). Prin variația Rdob de rezistență. modificarea frecvenței de rotație.
3. Prin varierea magnetice mașini FA flux cu magneți permanenți nu este reglementată. Mașinile cu electromagneți permit reglarea debitului F prin schimbarea curentului de excitație IB.
Fig. 7.5.1. Acesta arată un circuit de comutare într-o rețea de motor de curent continuu.

Conform legii inducției electromagnetice în timp ce trece prin curent înfășurarea armăturii este interacțiunea cu polii câmpului magnetic conductor. Fiecare conductor de înfășurare va acționa Rem forță electromagnetică = HRV LI, proporțională cu polii inducției magnetice B, lungimea L a conductorului și curentul I, care curge prin conductor.
Direcția acestei forțe este determinată de regula din dreapta.
Fără a repeta argumentele date pentru generatorul de curent continuu, vom scrie expresia cuplului:

în cazul în care CM - factor de proporționalitate.
Cuplul de la motoarele cu excitație independent și paralel cu creșterea sarcinii poate crește sau scade, deoarece odată cu creșterea poli de curent consum I și demagnetizare scade fluxului magnetic F.

Motor Series sunt diferite de caracteristicile menționate mai sus ale motoarelor.
Din diagrama din Fig. În 7.2.1, se vede că fluxul magnetic generat în excitație mașinii de lichidare în serie cu armatura de lichidare. În consecință, IB = Iya și exprimare pentru cuplul va fi:

Ultima formulă arată că cea mai mare sarcina pe motor, cu atât mai mare cuplul. Acest lucru face ca motorul cu excitație serie indispensabilă pentru electrotransport (tramvai, troleibuz etc.).
Inversarea sau schimbarea sensului de rotație a motoarelor de curent continuu poate fi o schimbare în polaritate curentă, sau în armătura de lichidare sau de excitație lichidare.

7.6. amplificator rotativ

Cel mai simplu este un generator convențional amplificator de putere DC cu excitație separată. Câștigul este determinat de raportul actual mașină care curge în lichidare a curentului de excitație a armăturii:

Această creștere a performanței este de ordinul a 15 - 30.
Consolidarea capacității generatorului poate fi crescută prin utilizarea unei cascadă de generatoare de comutare sistem. În acest caz, ieșirea din primul generator de a doua bobină de excitație este conectată, iar ieșirea de-al doilea generator va depăși puterea prima intrare de 1000 de ori sau mai mult.
schema Cascade este rareori folosit din cauza greoaie și costisitoare.
Cel mai adesea folosesc așa-numitele amplificatoare Dynamoelectric (ECU). Elek-un circuit de ECU izolator prezentat în Fig. 7.6.1.

Structural amplificator dynamoelectric este un colector mașină de curent continuu cu excitație separată, având două seturi de perii (longitudinale 1-1 „și 2-2 cruce“).
Curentul care curge prin înfășurarea Ic Fd excitație creează un flux magnetic longitudinal direcționat de-a lungul axei mașinii pol. Atunci când armătura se rotește pe periilor transversale 2-2 apare“EMF E2 = C n Fd Deoarece sunt scurtcircuitate, înfășurarea armăturii apare I2 mare curent. Acest curent în înfășurarea armăturii creează un câmp magnetic transversal puternic al reacției de armătură ~ q. staționare în spațiu și dirijat de-a lungul axei periilor 2-2. Sub influența fluxului magnetic în înfășurarea armăturii ~ perii q Me-forward 1-1 „apare emf E1 = C n ~ q >> E2. deoarece ~ q >> Fd. Când este conectat la periile 1-1 „sarcină RL circuit curent curge Iya care depășește Ic curent de zeci de mii de ori. amplificator rotativ este utilizat pentru controlul automat al motoarelor mari.

7.7. CONVERTIZORI Single Anchor Leg

Pentru conversia AC DC este cunoscut pentru a utiliza redresoare. Conversia convertorului DC-AC poate fi realizat mașină electrică. Cascada de două mașini: (motor de curent alternativ asincron și generator de curent continuu) este complet rezolva această problemă.
Dar există situații când este necesar pentru a converti DC joasă tensiune la curent continuu la supratensiune. Acest lucru se face într-o singură mașină combinație, format din motor si un dinam cu un sistem magnetic comun. Pe partea este un motor electric de joasă tensiune, iar pe de înaltă tensiune - generator de curent continuu cu excitație separată.
În aceleași sloturi pentru armături Convertor prevăzute înfășurări separate pentru tensiune joasă și înaltă. Capetele înfășurărilor sunt conectate la colectorul corespunzător (fig. 7.7.1), înfășurarea de înaltă tensiune are un număr considerabil mai mare de conductoare decât joasă tensiune înfășurare.
convertoarele Single Anchor Leg sunt utilizate pe scară largă în inginerie aeronautică, precum și în aplicații industriale generale, atunci când sursa principală de alimentare în curent continuu este o baterie.
convertoarele Single Anchor Leg DC într-o alternativ cu trei faze diferă de cea a considerat că înfășurării de înaltă tensiune constă din

trei secțiuni, care sunt decalate între ele cu 120 °. Concluzii înfășurări secționale sunt sudate la cele trei inele de alunecare și a periilor prin curent de curent alternativ de colectare este trecut la consumator.

7.8. DC tacho

Tachogenerator numit mașini electrice de joasă putere care funcționează în modul generator și pentru transformarea frecvenței de rotație într-un semnal electric.
Tahogeneratori DC pe principiul acțiunii și proiectarea constructivă sunt mașini electrice comutator.
ieșire tahogenerator caracteristică este dependentă de valoarea tensiune în bornele armăturii Uya frecvența de rotație n cu un flux magnetic constant de excitație F și rezistență la sarcină constantă Rload
Fig. 7.8.1 ilustrează caracteristica de ieșire sub diferite Rload tahogenerator.

7.9. Micromotor UTILIZATE ÎN creativitatea tehnică pentru copii

O varietate de creativitate tehnică pentru copii de produse nu permite concentrarea pe soluții specifice.
Compoziția structurală a oricărui obiect în mișcare este aproape întotdeauna o parte a motorului. Asta este, se transformă energia electrică în mișcare mecanică.
Sistemul de model Mișcarea depinde în primul rând de sursa de alimentare.
În cazul în care modelul funcționează în mod independent, atunci, desigur, pentru nevoile ei și de alimentare cu energie autonomă-lea. Aceasta este, de obicei, o baterie electrochimică sau o baterie reîncărcabilă.
La alegerea circuitului electric este necesar doar să cadă de acord asupra tensiunii motorului electric la sursa de alimentare.
rețea normală de tensiune de 220 V este utilizată în instalații staționare, 127 V. aplicate transformatoarele coborâtoare și redresori uneori AC DC pentru scăderea tensiunii la un nivel sigur.
Astfel de dispozitive nu pot fi incluse în design de produs și sunt complementare.
Următorul tabel. 7.9.1 caietul de sarcini este cel mai utilizat în motoarele tehnice de lucru.