DC мотордың қалыптасу принципі неге тең?

DC мотордың жұмыс принципі қандай?

DC моторының анықтамасы

DC моторы - бұл түз сызықты электр энергиясын магниттік және электр төмендерін пайдаланып механикалық энергияға айналдыратын құрылғы.

DC моторлар қазіргі заманауи салмакта маңызды рөл атқарады. Бұл мақалада қарастырылатын DC моторының жұмыс принципін түсіну негізгі бір циклдік құрылымынан басталады.

DC мотордың ең қарапайым құрылымы - электр төменін өткізу үшін коммутатор сегменттері мен фторлар арқылы байланыстырылған арматуралық провод, ол дейінгі суретте көрсетілгендей тұрақты немесе электр магниттің шығыс және батыс жағы арасында орналасқан.

Арматуралық провод арқылы түз сызықты электр төмені өткенде, ол айналыс магниттардан механикалық күшке тап болады. DC мотордың қалай жұмыс істейтінін толығымен түсіну үшін Флемингтің сол жұлдыздық ережесін түсіну маңызды, ол арматуралық проводтағы күштің бағытын анықтауға көмектеседі.

Егер магниттік талақтың перпендикуляр жағына электр төмені өткен провод қойылса, онда провод барлық екі бағытқа перпендикуляр бағытта күшке тап болады.

Флемингтің сол жұлдыздық ережесі мотордың айналу бағытын анықтауға көмектеседі. Егер біздің сол жұлдыздың орта жарығын, орта жарық бірінші жарығын және бас жарығын перпендикуляр түрде қосып, орта жарық бірінші жарығында электр төменінің бағытын, ал бас жарық бірінші жарығында магниттік талақтың бағытын (батыс-шығыс) көрсетсе, онда бас жарық бірінші жарығы механикалық күштің бағытын көрсетеді.

DC мотордың қалай жұмыс істейтінін толығымен түсіну үшін, төмендегі суреттен басқа, күштің өлшемін анықтау керек.

Біз білеміз, егер бесконечно кішкентай заряд dq 'v' жылдамдықпен электр талақ E және магниттік талақ B тағылымында өтсе, онда зарядқа тәуелсіз Лоренц күші dF беріледі:

DC мотордың жұмысы үшін E = 0 деп қабылдаймыз.

Яғни, ол dq v және магниттік талақ B өзара кросс продукті.

Мұнда dL - заряд q өтуі мүмкін болатын проводтың ұзындығы.

Бірінші суреттен біз DC мотордың құрылымының арматуралық провод арқылы өтуінің бағыты барлық уақытта магниттік талаққа перпендикуляр екендігін көреміз. Сондықтан, күш арматуралық проводта тұрақты магниттік талақ мен электр төменіне перпендикуляр бағытта әсер етеді.

Егер біз арматуралық проводтың сол жағындағы электр төменін I, ал оң жағындағы электр төменін -I деп алып, себебі олар бір-біріне қарама-қарсы өтеді.

Онда арматуралық проводтың сол жағындағы күш,

Сол сияқты, арматуралық проводтың оң жағындағы күш,

Сонымен, біз бұл орнында екі жақтағы күштердің өлшемдері тең, бірақ бағыттары қарама-қарсы екенін көреміз. Екі провод аралығы w = арматуралық повороттың ұзындығы болғандықтан, қарама-қарсы күштер айналу күшін немесе моментті жасайды, ол арматуралық проводты айналдырады.

Енді арматуралық поворот бастапқы орнына α (альфа) бұрышын жасайтында моменттің өрнегін қарастырайық.Жасалған момент мына формуламен беріледі,

Мұнда α (альфа) - арматуралық повороттың жазықтығы мен бастапқы орнының жазықтығы (магниттік талақтың бағыты) арасындағы бұрыш.

Моменттің өрнегіндегі cosα термині моменттің барлық орнында тең емес екенін көрсетеді. Ол, нақтырақ айтқанда, α (альфа) бұрышының өзгеруіне байланысты өзгереді. Моменттің өзгеруін және мотордың айналу принципін түсіндіру үшін қадам-қадам талдау жасайық.

1-қадам:

Бастапқыда арматуралық поворот бастапқы орнында же басқа салыстыру үшін α = 0 деп қабылдаймыз.

Төмендегідей, α = 0, cos α = 1, яғни максималды мән, сондықтан бұл орнындағы момент τ = BILw максималды. Бұл жоғары бастапқы момент арматуралық повороттың бастапқы инертталығын жеңіп, оны айналуға қояды.

2-қадам:

Арматуралық поворот айналғаннан кейін, арматуралық повороттың фактикалық орны мен бастапқы орны арасындағы α бұрышы айналу жолында өзгеріп, 90 ^o болғанша өседі. Сонымен, cosα термині азаяды, сондықтан моменттің мәні де азайады.

Мұндағы момент τ = BILwcosα, α > 0o болғанда BIL w-ден аз болады.

3-қадам:

Арматуралық повороттың айналу жолында, ротордың фактикалық орны бастапқы орнына өзара перпендикуляр болған, яғни α = 90 ^o, сондықтан cosα = 0 болатын нүктеге жетеді.

Мұндағы момент:

Яғни, бұл моментте арматуралық поворотқа өзара айналу моменті әсер етпейді. Бірақ, арматуралық поворот тұрақты болып қалмайды, себебі DC мотордың жұмысы өзара айналу моменті нөлге айналғанда да инертция әсерін жеңіп, айналуды ұстауға құрылған.

Ротор бұл орнын өткеннен кейін, арматуралық повороттың фактикалық орны мен бастапқы жазықтық арасындағы бұрыш қайта азайып, момент қайта әсер етеді.