DC Mətorunun İşləmə Prinsipi Nədir?

DC motorun işləmə prinsipi nədir?

DC Motor Tərif

DC motoru, elektrik enerjisini mekaniki enerjiyə çevirmək üçün maqnit sahaları və elektrik akımlarından istifadə edən cihaz kimi təyin olunur.

DC motorlar modern endüstriyada önəmli rol oynayır. Bu məqalədə araşdıracağımız DC motorun işləmə prinsipini anlamaq, onun əsas bir döngülü quruluşu ilə başlayır.

DC motorun ən sadə quruluşu, kommutator segmentləri və fırçalar vasitəsiylə şəbəkə sonuna birləşdirilmiş akım daşıyan armaturu içərən bir cihazdır. Armatura, yuxarıda göstərilən şəkildə, daimi və ya elektro maqnitin şimal və cənub qutbu arasında yerləşir.

Doğrudan akım armaturadan keçdiyi zaman, etrafındakı maqnitlərdən mexaniki qüvvə təsiri hiss edir. DC motorun necə işlədiğini tam anlamaq üçün, Flemingin sol el qaydasını anlamak vacibdir, bu qayda armaturaya təsir edən qüvvənin istiqamətini müəyyənləşdirməyə kömək edir.

Əgər akım daşıyan hədcüt maqnit sahasında diqonal olaraq yerləşdirilirsə, hədcüt hem maqnit sahasının, hem də akımın istiqamətinə diqqətələ birlikdə diqonal olan istiqamətdə bir qüvvə təsiri hiss edir.

Flemingin Sol El Qaydası, motorun fırlanma istiqamətini müəyyənləşdirmək üçün istifadə olunur. Bu qayda deyir ki, əgər bizim sol elimizin baş parmağını, orta parmağını və başaqlarını bir-birinə diqonal olaraq uzatırıq, orta parmaq hədcütün akım istiqamətində, baş parmaq isə maqnit sahasının istiqamətində, yəni şimaldan cənuba doğru yönləndirilirsə, başaqlar yaradılan mexaniki qüvvənin istiqamətini göstərir.

DC motorun prinsipini aydın anlamaq üçün, aşağıdakı şəkili nəzərə alaraq, qüvvənin ölçüsünü müəyyən etməliyik.

Məlum ki, sonsuz kiçik yük dq, elektrik sahası E və maqnit sahası B təsiri altında v sürəti ilə axın edildiyində, yükdə hiss edilən Lorentz Qüvvəsi dF, aşağıdakı kimi verilir:

DC motorun işləməsi üçün, E = 0 olduğunu nəzərə alırıq.

Yəni, bu dq v və maqnit sahası B-nin çapraz məhsuludur.

Burada, dL, yük q daşıyan hədcütün uzunluğudur.

Birinci şəkiddən görə bilərik ki, DC motorun quruluşu belədir ki, armatur hədcütündən keçən akım həmişə maqnit sahasına diqonal olaraq istiqamətlənir. Bu səbəbdən, qüvvə həm ümumi maqnit sahasına, həm də sabit akım istiqamətinə diqonal olaraq təsir edir.

Beləliklə, əgər armatur hədcütünün sol tərəfindəki akımı I, və sağ tərəfindəki akımı -I (çünki onlar bir-birinə zidd istiqamətə axın edirlər) götürsək,

Onda, sol tərəfdəki armatur hədcütündəki qüvvə,

Həmçinin, sağ tərəfdəki hədcüt üzərindəki qüvvə,

Bundan əlavə, bu pozisiyada iki tərəf üzərindəki qüvvələr ölçülərdə bərabər, amma istiqamətində zidd olur. İki hədcüt arasındakı məsafə w = armatur dövrünün enidir, bu iki zidd qüvvə dövranlı qüvvə və ya moment yaradır, bu da armatur hədcütünün fırlanmasına səbəb olur.

İndi, armatur dövrü öz ilk pozisiyası ilə α (alfa) bucağı yaratdıqda, momentin ifadəsini inceleyək.Yaradılan moment aşağıdakı kimi verilir:

Burada, α (alfa) armatur dövrünün düzlemi və referans düzlemi (armaturun ilk pozisiyası) və ya maqnit sahasının istiqaməti arasındakı bucaqdır.

Moment ifadəsində cosα terminin varlığı, qüvvənin bərabər olmadığı, amma α (alfa) bucağının dəyişməsinə bağlı olaraq dəyişdiyini göstərir. Momentin dəyişməsini və motorun fırlanmasının prinsipini izah etmək üçün addımlı analiz aparaq.

Addım 1:

Öncə, armaturun başlanğıc vəya referans pozisiyasında, yəni α = 0 olduğu zamanı nəzərə alaq.

Çünki, α = 0, termin cos α = 1, yəni maksimum qiymət, bu səbəbdən, bu pozisiyadakı moment maksimumdur, τ = BILw. Bu yüksək başlanğıc momenti, armaturun ilk inertiyasını aşmağa və onu fırlanmaya salmağa kömək edir.

Addım 2:

Armatur hərəkətə başladıqdan sonra, armaturun faktiki pozisiyası və ilk referans pozisiyası arasındakı α bucağı, fırlanma yolunda artıraq, nəhayət, ilk pozisiyasından 90 ^o olana qədər. Nəticədə, cosα termini azalır və momentin dəyəri də azalır.

Bu halda, moment τ = BILwcosα ilə verilir, bu da, α 0 ^o-dan böyük olduğunda, BIL w-dən azdır.

Addım 3:

Armaturun fırlanması yolu ilə, rotorun faktiki pozisiyası, ilk pozisiyasına tam diqonal olduğuna gəlir, yəni α = 90 ^o, və nəticədə, cosα = 0 olur.

Bu pozisiyada, hədcüt üzərindəki moment,

Yəni, bu andan itibarən praktiki olaraq heç bir fırlanma momenti armatur üzərində təsir etmir. Amma armatur durmaya qalmır, bu, DC motorun işləməsi kimi mühəndislik edilmişdir, bu andaki hərəkət inertiyası, bu sıfır moment nöqtəsini aşmağa yetərli olur.

Rotor bu pozisiyadan keçdikdən sonra, armaturun faktiki pozisiyası və ilk düzlem arasındakı bucaq yenidən azalır və moment yenidən təsir edir.