Zer da DC motorraren funtzionamendu-printsipaia?

Zein da DC motorraren funtzionamendua?

DC motorren definizioa

DC motorra definitzen da zuzeneko elektrizitate-energia mekaniko bihurtzen duen gaili bat, eremuen magnetiko eta elektrikoen bidez.

DC motorrek rolu garrantzitsuak jokatzen dituzte industria modernoan. DC motor baten funtzionamenduari ulertzeko, artikulu honetan aztertuko dugu, bere oinarriko egitura bakarreko konstruktiboa hasteko.

DC motorraren oinarriko konstrukzioa kargatutako armature bat dauka, komutadore segmentuekin eta burushiekin konektatuta. Armaturea magnetoko nordesko eta iparraldeko poloen artean kokatuta dago, goiko diagraman ikus daitekeen moduan.

Zuzeneko korrontea armaturean igarotzen denean, inguruko magnetoei esker mekaniko-indar bat esperientziatzen du. DC motor batek nola funtzionatzen duen ulertzeko, essentziala da Fleming-en eskubiko erregela ulertzeko, hura armaturen indar norabidea zehazteko laguntzen du.

Korrontea duten higidagai bat magnetiko eremu batean perpendikularrarekin kokatzen bada, higidagaiak eremu horretatik eta korrontea duten higidagaitik elkartzut diren norabidean indar bat esperientziatzen du.

Fleming-en Eskubiko Erregela mugimenduaren norabidearen zuzentasuna zehaz dezake. Erregela honek dio, eskubiko gisa hondarrik ez diren urtegirako, indarrotzaren ditugunean, higidagaiaren korrontea duen norabidean kokatuta, eta eremuko indarrotza eremuko norabidean, hau da, iparraldera hegoaldera, orduan gurpilak sortutako indar mekanikoaren norabidea adierazten du.

DC motorraren funtzionamendua argi ulertzeko, beheko diagrama kontuan hartuz, indararen magnitudea zehaztu behar da.

Badakigu dq karga infinitesimal bat 'v' abiaduran elektrikoa E eta magnetikoa B eremuetan igarotzen denean, Lorentz indar dF karga horri eragiten zaiona hau da:

DC motorraren funtzionamendurako, E = 0 hartuz.

Hau da, dq v eta magnetikoa B produktu biderkatua da.

Non, dL kargatutako higidagaiaren luzera izan.

Lehen diagramatik ikusten denez, DC motorraren eraikuntza horrela da, armaturen higidagairen korrontea den unetan ere eremuko norabidearekiko perpendikularra. Beraz, indar horrek armaturen higidagairen norabidean eragiten du, eremua uniformea eta korrontea konstantea direnean.

Beraz, armaturen higidagairen ezkerraldeko aldean I korrontea badugu, eta armaturen higidagairen eskubiko aldean -I korrontea, haien norabide desberdinean igarotzen direlako.

Orduan, ezkerraldeko armaturen higidagairen indarra,

Modu berean, eskubiko higidagairen indarra,

Beraz, ikusten dugu posizio horretan bi aldeko indarren magnitudea berdina dela, baina norabide desberdina. Higidagai biak w = armaturen biraketaren zabalera distantzia batera dagozenean, bi indar aurkakoek biratu-indar bat edo momentua sortzen dute, higidagai horiek biratzen dituztelarik.

Orain ikus ditzagun, armaturen biraketak α (alpha) angelua osatzen duenean, momentuaren adierazpena.Momentua hau da:

Hemen α (alpha) armaturen biraketaren planoaren eta erreferentziaren planoaren edo armaturearen hasierako posizioaren arteko angelua da, hau da, eremuko norabidearen norabidean.

Torque ekuazioan cosα terminoaren egoera oso askatzen du, indarren kasuan bezala, torquea ez dela posizio guztietan berdina. Aldiz, α (alpha) angeluaren aldaketarekin aldatzen da. Torquearen aldaketak eta motorraren biraketaren printzipioa azaltzeko, lan pasoa egin dezagun.

Paso 1:

Lehenik, armaturea hasierako puntu edo erreferentziaren posizioan hartuz, non α = 0.

Eta, α = 0 denean, cos α = 1 edo balio handiena, beraz, posizio honetako torquea τ = BILw. Hasierako torque handi hau armaturearen hasierako inertziari galderatzeko laguntzen du, eta biraketara joateko.

Paso 2:

Armaturea mugitzen hastean, α angelua armaturearen posizio aktualaren eta hasierako erreferentziaren artean handitu egiten da, biraketaren bidean, 90 ^o artean. Horrela, cosα terminoa txikiagoa bihurtzen da, eta torquearen balioa ere.

Torque kasu honetan τ = BILwcosα da, α > 0 ^o denean BIL w baino txikiagoa.

Paso 3:

Armaturearen biraketaren bidean puntu bat iritsi da, non rotorren posizio aktuala bertako posizioaren 90 ^o gradutan perpendikularra den, hau da, α = 90 ^o, eta emaitza gisa cosα = 0.

Pozizio honetan higidagairen gaineko torquea hau da:

Hau da, praktikan ez dago torque biratzailea armaturean. Hala ere, armaturea ez da gelditzen, hau da, DC motorraren funtzionamendua horrela diseinatuta dago, momientu honetan inerzia mugitzailea justu da torque nulua gainditzeko.

Rotorra pozizio hau gainditzen denean, armaturearen posizio aktualaren eta hasierako planaren arteko angelua berriro txikiagoa bihurtzen da, eta torquea berriro eragiten hasten da.