Armature: Definīcija funkcija un daļas
Kas ir Armatura?
Armatura ir sastāvdaļa elektroierīcē (piemēram, motors vai ģeneratoris), kas pārnes maiņstrāvu (AC). Armatura vada AC pat DC (Taisna Strāva) ierīcēs caur komutatoru (kas periodiski maina strāvas virzienus) vai datorizētā komutācijas dēļ (piemēram, bezspuldzes DC motorā).
Armatura nodrošina apmatojumu un atbalstu armatūras viļņošanai, kas interakcijā ar magnētiskā lauka, kas veidojas starp statoru un rotoru. Stators var būt gan rotējoša (rotors), gan nemainīga (stators) daļa.
Termins "armatura" tika ieviests 19. gadsimtā kā tehnisks termins, kas nozīmēja "magnēta uzturētājs".
Kā darbojas armatura elektromotorā?
Elektromotors pārveido elektrisko enerģiju mehāniskā enerģijā, izmantojot elektromagnētisko indukciju. Tas notiek, kad strāvas nesējs viļņojums magnētiskā laukā tiek spiesta kustēties, kā to apraksta Fleminga kreisās rokas likums.
Elektromotorā stators ražo rotējošo magnētisko lauku, izmantojot pastāvīgos magnētus vai elektromagnētus. Armatura, parasti rotors, nes armatūras viļņojumu, kas savienots ar komutatoru un šķidrumiem. Komutators maina strāvas virzienus armatūras viļņojumā, kad tas rotē, lai tā vienmēr sakristu ar magnētisko lauku.
Magnētiskā lauka un armatūras viļņojuma interakcija ļauj radīt momentu, kas pārvērš armaturu. Shaft, kas pievienots armatūrai, pārved mehānisko enerģiju citām ierīcēm.
Kā darbojas armatura elektroģeneratorā?
Elektroģenerators pārveido mehānisko enerģiju elektriskā enerģijā, izmantojot elektromagnētisko indukcijas principu. Kad viļņojums kustas magnētiskā laukā, tas izraisa elektromotivitāti (EMF) saskaņā ar Faradeja likumu.
Elektroģeneratorā armatura parasti ir rotors, kas pārvadāts ar primāro dzinēju, piemēram, diesela dzinēju vai turbinu. Armatura nes armatūras viļņojumu, kas savienots ar komutatoru un šķidrumiem. Stators ražo nemainīgo magnētisko lauku, izmantojot pastāvīgos magnētus vai elektromagnētus.
Relatīvais kustības mērs starp magnētisko lauku un armatūras viļņojumu izraisa EMF armatūras viļņojumā, kas pārved elektrisko strāvu caur ārējo tīklu. Komutators maina strāvas virzienus armatūras viļņojumā, kad tas rotē, lai tā radītu maiņstrāvi (AC).
Armaturas Daļas un Diagramma
Armatura sastāv no četrām būtiskām sastāvdaļām: jūtas, viļņošana, komutators un shaft. Zemāk ir diagramma, kas ilustrē šīs daļas.
Armaturas Zudumi
Armatura elektroierīcēs cieš vairākus zudumus, samazinot tās efektivitāti un veiktspēju. Šie zudumi ietver:
Rudzu zudumi: Tas ir jaudas zudums, kas radās armatūras viļņošanas pretestībā. Tas ir proporcionāls armatūras strāvas kvadrātam un to var samazināt, izmantojot biezas drātas vai paralēlas ceļus. Rudzu zudumu var aprēķināt, izmantojot formulu:
kur Pc ir rudzu zudums, Ia ir armatūras strāva, un Ra ir armatūras pretestība.
Eddija strāvas zudumi: Tas ir jaudas zudums, kas radās, izraisot inducētās strāvas armatūras kodolā. Šīs strāvas ir izraisītas mainīgajā magnētiskā plūsmā un tās radīt karstu un magnētiskos zudumus. Eddija strāvas zudumus var samazināt, izmantojot laminētu materiālu vai palielinot gaisa gabalu. Eddija strāvas zudumu var aprēķināt, izmantojot formulu:
kur Pe ir eddija strāvas zudums, ke ir konstante, kas atkarīga no kodola materiāla un formas, Bm ir maksimālais plūsmas blīvums, f ir plūsmas mainīšanās frekvence, t ir katras laminācijas biezums, un V ir kodola tilpums.
Histerēzes zudumi: Tas ir jaudas zudums, kas radās, izraisot kodola magnetizāciju un demagnetizāciju. Šis process rada frikcionālo un siltuma kodola molekulārajā struktūrā. Histerēzes zudumus var samazināt, izmantojot mīkstus magnētiskos materiālus ar zemu koercitību un augstu permeabilitāti. Histerēzes zudumu var aprēķināt, izmantojot formulu:
kur Ph ir histerēzes zudums, kh ir konstante, kas atkarīga no kodola materiāla, Bm ir maksimālais plūsmas blīvums, f ir plūsmas mainīšanās frekvence, un V ir kodola tilpums.
Kopējie armatūras zudumi var tikt iegūti, pieskaitot šos trīs zudumus:
Armaturas efektivitāte var tikt definēta kā attiecība starp izvades jaudu un ievades jaudu armatūrai:
kur ηa ir armatūras efektivitāte, Po ir izvades jauda, un Pi ir ievades jauda armatūrai.
Armaturas Dizains
Armaturas dizains ir būtisks elektroierīces veiktspējai un efektivitātei, un to ietekmē vairāki galvenie faktori:
Slotu skaits: Sloti tiek izmantoti, lai apmanto armatūras viļņošanu un sniegtu mehānisko atbalstu. Slotu skaits atkarīgs no viļņošanas veida, polu skaita un ierīces izmēra. Kopumā, vairāk sloti nodrošina labāku plūsmas un strāvas sadalījumu, zemāko reaktanci un zudumus, un gludu momentu. Tomēr, vairāk sloti arī palielina armatūras svaru un izmaksas, samazina izolācijas un dzesēšanas telpu, un palielina lejkājošo plūsmu un armatūras reakciju.
Slotu forma: Sloti var būt atvērti vai slēgti, atkarīgi no tā, vai tie ir izpostīti gaisa gabalam vai nē. Atvērti sloti ir vieglāk viļņot un dzesēt, bet tie palielina nevēlamību un lejkājošo plūsmu gaisa gabalā. Slēgti sloti ir grūtāk viļņot un dzesēt, bet tie samazina nevēlamību un lejkājošo plūsmu gaisa gabalā.
Viļņošanas veids: Viļņošana var būt lapā veidotā vai vāves veidotā, atkarīgi no tā, kā koiles ir savienotas ar komutatora segmentiem.
