Armature: Téarmaíocht, Fheidhm agus Cuidiú
Cén é an Armature?
Is comhbháil iad an armature den mhacán leictreach (i.e., motor nó gineadóir) a chuirtear current alternating (AC). Cuirtear AC trí an armature fiú ar mhaicíní DC (Direct Current) trí an commutator (a athraíonn treo na current go rialta) nó de bharr commutation leictreonic (mar shampla, i brushless DC motor).
Soláthraíonn an armature tigh leis agus tacaíocht don armature winding, a d'imeacht leis an réimse meagnach a chruthaítear sa spás aer idir an stator agus an rotor. Is féidir an stator a bheith mar chuid rothlóideach (rotor) nó ciontach (stator).
Cuireadh isteach an téarma armature sa 19ú haois mar théarma teicniúil a chiallaíonn "keeper of a magnet".
Conas a Oibríonn an Armature i Motor Leictreach?
Athraíonn motor leictreach fuinneamh leictreach ina fuinneamh meicniúil trí ndeisiú eile-mheagnaíoch. Téann sé seo ar aghaidh nuair a brúitear conductor a chuirtear current trí réimse meagnach, mar a léirítear le Fleming’s left-hand rule.
I motor leictreach, cruthaíonn an stator réimse meagnach rothlóda trí úsáid magnaim phósitiúla nó electromagnets. Tá an armature, atá gnách a bheith mar rotor, a chuirtear armature winding a nascann leis an commutator agus brushes. Athraíonn an commutator treo na current sa armature winding agus é ag rothlú iontaofa leis an réimse meagnach.
Cruthaíonn an imeacht idir an réimse meagnach agus an armature winding torc a spreagann an armature chun rothlú. Tugann an shaft a chuirtear leis an armature an cumhacht meicniúil do chuidí eile.
Conas a Oibríonn an Armature i Gineadóir Leictreach?
Athrann gineadóir leictreach fuinneamh meicniúil ina fuinneamh leictreach trí úsáid prionsabal deisiú eile-mheagnaíoch. Nuair a rothlaíonn conductor i réimse meagnach, cuirtear EMF (electromotive force) i bhfeidhm de réir Faraday’s law.
I gineadóir leictreach, is gnách go mbíonn an armature mar rotor a dhreapann mótar primáide, mar shampla, inin deiseal nó tuarbín. Tá an armature winding a chuirtear leis an commutator agus brushes. Cruthaíonn an stator réimse meagnach ciontach trí úsáid magnaim phósitiúla nó electromagnets.
Cruthaíonn an imeacht idir an réimse meagnach agus an armature winding EMF sa armature winding, a spreagann current leictreach trín gcircuit seachtrach. Athraíonn an commutator treo na current sa armature winding agus é ag rothlú iontaofa leis an alternating current (AC).
Cuidí an Armature & Léaráid
Tá an armature comhdhéanta as ceithre chuid shuntasach: an croí, an wind, an commutator, agus an shaft. Seo léaráid a léiríonn na cuidí sin.
Fiachais an Armature
Tá roinnt fiachais ag an armature ina maicíní leictreach, a laghdú ar a héifeacht agus a feidhm. Iad seo an fiachais:
Fiachaí copper: Tá sé seo an imchóras de bharr an resistance an armature winding. Is é an córas seo proifisiúil leis an square an armature current agus is féidir é a laghdú trí úsáid wires níos mó nó paths párlálacha. Is féidir an fiachaí copper a ráchtáil leis an fórmola:
áit a bhfuil Pc an fiachaí copper, Ia an armature current, agus Ra an armature resistance.
Fiachaí eddy current: Tá sé seo an imchóras de bharr an induced currents sa croí an armature. Creidtear na currents seo de bharr an changing magnetic flux agus déanann siad heat agus magnetic losses. Is féidir an fiachaí eddy current a laghdú trí úsáid core materials laminated nó air gap níos mó. Is féidir an fiachaí eddy current a ráchtáil leis an fórmola:
áit a bhfuil Pe an fiachaí eddy current, ke a constant depending on the core material and shape, Bm an maximum flux density, f an frequency of flux reversal, t an thickness of each lamination, agus V an volume of the core.
Fiachaí hysteresis: Tá sé seo an imchóras de bharr an repeated magnetization and demagnetization an croí an armature. Déanann an próiseas seo friction agus heat in the molecular structure an croí material. Is féidir an fiachaí hysteresis a laghdú trí úsáid soft magnetic materials with low coercivity and high permeability. Is féidir an fiachaí hysteresis a ráchtáil leis an fórmola:
áit a bhfuil Ph an fiachaí hysteresis, kh a constant depending on the core material, Bm an maximum flux density, f an frequency of flux reversal, agus V an volume of the core.
Is féidir an fiachaí armature iomlán a fháil trí an tri fiachais seo a chur le chéile:
Is féidir an éifeacht armature a ráchtáil mar an ratio an output power to the input power an armature:
áit a bhfuil ηa an éifeacht armature, Po an output power, agus Pi an input power an armature.
Dearadh an Armature
Tá an dearadh armature tábhachtach don éifeacht agus an feidhm an maicín leictreach, a thionchar ag roinnt cúinsí suntasacha:
An líon slots: Úsáidtear na slots chun an armature winding a chomhdhéanamh agus tacaíocht meicniúil a sholáthar. Bhíonn an líon slots ina dhépendent ar an type an winding, an líon poles, agus an size an maicín. Go gnách, is féidir na slots níos mó a dhéanamh distribution níos fearr an flux agus an current, reactance níos ísle agus losses, agus torque níos sothuile. Ach, is féidir na slots níos mó a dhéanamh an weight agus an cost armature, laghdú ar an space insulation agus cooling, agus increase the leakage flux agus an armature reaction.
An shape na slots: Is féidir na slots a bheith opened nó closed, ag brath ar an modh a bhfuil siad exposed to the air gap nó nach bhfuil. Is féidir na slots opened a wind agus a cool níos éasca, ach is féidir iad a dhéanamh reluctance agus leakage flux níos mó in the air gap. Is féidir na slots closed a wind agus a cool níos deacair, ach is féidir iad a dhéanamh reluctance agus leakage flux níos ísle in the air gap.
An type an winding: Is féidir an winding a bheith a lap wound nó wave wound, ag brath ar an modh a bhfuil an coils connected to the commutator segments. Is féidir an lap winding a úsáid do machines high-current agus low-voltage, mar is féidir iad a dhéanamh multiple parallel paths for current flow. Is féidir an wave winding a úsáid do machines low current agus high voltage, mar is féidir iad a dhéanamh a series connection of coils agus add up the voltages.
An size an conductor: Úsáidtear an conductor chun an current a chur in the armature winding. Bhíonn an size an conductor ina dhépendent ar an current density, which is the ratio of current to cross-sectional area. Higher current density results in higher copper loss and temperature rise, but lower conductor cost and weight. Lower current density results in lower copper loss and temperature rise, but higher conductor cost and weight.
An length an air gap: Is é an air gap an distance between the stator and rotor poles. Bhíonn an length an air gap ina dhépendent ar an flux density, reluctance, leakage flux, agus an armature reaction in the machine. Smaller air gap results in higher flux density, lower reluctance, lower leakage flux, and higher armature reaction. Larger air gap results in lower flux density, higher reluctance, higher leakage flux, and lower armature reaction.
Dearadh an Armature (leanúint)
Iad seo roinnt de na modhanna a úsáidtear chun an armature a dhearadh:
EMF equation
