DC motor qanday ishlaydi?

DC motor ishlash printsipi nima?

DC motor ta'rif

DC motor - bu toki maydonlar va elektrik toklari yordamida toq elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantiruvchi qurilma.

DC motorlar modern sanoatda muhim rol o'ynaydi. Bu maqolada ko'rib chiqadigan DC motorning ishlash printsipi, uning asosiy bir loopli qurilishidan boshlanadi.

DC motorning eng sodda qurilishi, toki o'tkazuvchi armaturaga ega bo'lib, u kommutator segmentlari va fushlar orqali ta'minot qismiga ulangan. Armatura, shu diagrammadagi kabi doimiy yoki elektromagnitning janubiy va shimol polusi orasida joylashgan.

Toq elektr toki armaturadan o'tkazilsa, uni atrofida joylashgan magnitlar tomonidan mexanik kuch tajribalarini o'tkazadi. DC motorning qanday ishlayini to'liq tushunish uchun, Fleming chap el ifodasi, armatura ustidagi kuch yo'nalishini aniqlashda yordam beradi.

Agar toki o'tkazuvchi konduktor perpendikulyar ravishda magnet maydoniga joylasa, unda konduktor maydon va toki o'tkazuvchi konduktor yo'nalishiga muttasan perpendikulyar yo'nalishda kuch tajribalarini o'tkazadi.

Fleming chap el ifodasi, motorning harakatlanish yo'nalishini aniqlashda ishlatiladi. Bu ifoda, agar biz chap el uch ungliksini, ortacha ungliksini va bosh ungliksini har biri bir-biriga perpendikulyar ravishda sovitsak, ortacha unglik toki o'tkazuvchi konduktor yo'nalishida, bosh unglik shimoldan janubiy poluska boradigan maydon yo'nalishida, unda uch unglik yaratilgan mexanik kuch yo'nalishini ko'rsatadi.

DC motorning ishlash printsipini to'liq tushunish uchun, quyidagi diagrammani hisobga olgan holda kuchning hajmini aniqlashimiz kerak.

Biz bilamizki, chekli kiyingina yetib keladigan dQ zaryadini E elektr maydoni va B magnet maydoni ta'sirida v tezlik bilan o'tkazsak, zaryadga ta'sir etuvchi Lorentz kuchi dF quyidagicha beriladi:

DC motorning ishlashi uchun, E = 0 deb olishimiz kerak.

Ya'ni, dQ v va magnet maydoni B ning vektor ko'paytmasi.

Bu yerda, dL - zaryadni o'tkazuvchi konduktor uzunligi.

Birinchi diagrammadan ko'rinib turibdiki, DC motorning qurilishi shunday qilib, armatura konduktor orqali tokning har qanday paytda maydon ga perpendikulyar yo'nalishda o'tishi kerak. Shuning uchun kuch, toq maydon va tokning yo'nalishiga perpendikulyar yo'nalishda amal qiladi.

Agar armatura konduktorining chap tarafidagi tok I, o'ng tarafidagi tok esa -I (chunki ular bir-biriga qarama-qarshi yo'nalishda o'tadi).

Unda armatura konduktorining chap tarafidagi kuch,

O'xshash ravishda, armatura konduktorining o'ng tarafidagi kuch,

Shunday qilib, ushbu pozitsiyada ikki tarafdagi kuch o'lchovda teng, lekin yo'nalishda qarama-qarshi. Ikki konduktor orasida w = armatura g'ayri uzunligi bo'lgan masofa mavjud, shuning uchun ularning qarama-qarshi kuchlari burilish kuchi yoki momentga olib kelaydi, bu esa armatura konduktorining aylanishiga olib kelaydi.

Endi, armatura g'ayri α (alfa) burchakni o'z asosiy pozitsiyasi bilan hosil qilganda, moment ifodasini ko'rib chiqaylik.Yaratilgan moment quyidagicha beriladi:

Bu yerda α (alfa) - armatura g'ayri tekisligi va araloq tekisligi yoki armatura asosiy pozitsiyasi, bu yerda magnet maydoni yo'nalishida.

Moment ifodasida cosα hadi, kuchning har bir pozitsiyada teng emasligini aniq ko'rsatadi. Alfasning o'zgarishi bilan moment ham o'zgaradi. Momentning o'zgarishini va motorning aylanish printsipini tushuntirish uchun, qadam-qadam tahlil bajaramiz.

Qadam 1:

Armatura asosiy nuqtada yoki aralash pozitsiyada, α = 0 bo'lgan holatni hisobga olamiz.

Mundan tashqari, α = 0, cos α = 1, yoki maksimal qiymat, shuning uchun ushbu pozitsiyadagi moment maksimal, τ = BILw. Bu yuqori boshlang'ich moment, armaturaning boshlang'ich inertsiyasini yengishga yordam beradi va uni aylanishga olib kelaydi.

Qadam 2:

Armatura harakatga kirganda, armatura haqiqiy pozitsiyasi va uning asosiy aralash pozitsiyasi orasidagi α burchak, aylanish yo'nalishida 90 ^o gacha o'sadi. Natijada, cosα kamayadi va momentning qiymati ham kamayadi.

Bu holatda moment τ = BILwcosα, bu 0 ^o dan katta bo'lgan α uchun BILw dan kamdir.

Qadam 3:

Armatura aylanish yo'nalishida, rotor haqiqiy pozitsiyasi asosiy pozitsiyaga nisbatan toqqa teng bo'lgan nuqta, ya'ni α = 90 ^o, cosα = 0 bo'lgan nuqtaga erishadi.

Ushbu pozitsiyada konduktor ustidagi moment quyidagicha beriladi:

Ya'ni, bu paytda armatura ustidagi har qanday aylanish momenti yo'q. Ammo, armatura to'xtamaydi, chunki DC motorning ishlash usuli shunday qilib ishlab chiqilgan, ki, bu null moment nuqtasini yengish uchun harakat inertiya yetarli.

Rotor bu nuqtani o'tib ketganda, armatura haqiqiy pozitsiyasi va asosiy tekislik orasidagi burchak qayta kamayadi va moment yana amal qilishni boshlaydi.