Vojnilo: Definicija funkcija in deli
Kaj je armatura?
Armatura je komponenta električnega stroja (na primer, motor ali generator), ki nosi napetost alternirajočega toka (AC). Armatura vodi AC tudi na DC (enosmeren tok) strojih preko komutatorja (ki redno obrne smer toka) ali zaradi elektronskega komutiranja (na primer, v motorju brez štetovalnikov).
Armatura zagotavlja loge in podporo za obvitev armature, ki se sreča z magnetnim poljem, ki se oblikuje v zračnem praznem prostoru med statorjem in rotorjem. Stator lahko predstavlja buječi del (rotor) ali stacionaren del (stator).
Izraz armatura je bil uveden v 19. stoletju kot tehnični izraz, ki pomeni "hranilac magnetu".
Kako deluje armatura v električnem motorju?
Električni motor pretvarja električno energijo v mehansko energijo preko elektromagnetske indukcije. To se zgodi, ko se nosilec toka vodilo znotraj magnetnega polja prisili, da se premakne, kot ga razloži Flemingovo levo pravilo.
V električnem motorju stator ustvari vrtečo se magnetno polje z uporabo stalnih magnetov ali elektromagnetov. Armatura, ki je običajno rotor, nosi obvitico armature, ki je povezana z komutatorjem in štetovalniki. Komutator spremeni smer toka v obvitici armature, ko se vrte, tako da se vedno poravnava z magnetnim poljem.
Interakcija med magnetnim poljem in obvitico armature generira navor, ki povzroči vrtenje armature. Vrat, prikovan k armaturi, prenaša mehansko moč na druge naprave.
Kako deluje armatura v električnem generatorju?
Električni generator pretvarja mehansko energijo v električno energijo z uporabo principa elektromagnetske indukcije. Ko se nosilec toka premakne v magnetnem polju, izvzame elektronsko motnjo (EMF) glede na Faradayev zakon.
V električnem generatorju je armatura običajno rotor, ki ga pogaja glavni pogojalec, na primer dizelski motor ali turbine. Armatura nosi obvitico armature, ki je povezana z komutatorjem in štetovalniki. Stator ustvari stacionarno magnetno polje z uporabo stalnih magnetov ali elektromagnetov.
Relativna gibanje med magnetnim poljem in obvitico armature izvzame EMF v obvitici armature, ki pogoni električni tok skozi zunanji krug. Komutator spremeni smer toka v obvitici armature, ko se vrte, tako da proizvaja napetost alternirajočega toka (AC).
Delovi armature in diagram
Armatura se sestoji iz štirih bistvenih komponent: jedra, obvitice, komutatorja in vrat. Spodaj je diagram, ki prikazuje te dele.
Izgube armature
Armatura v električnih strojih utrpi več izgub, ki zmanjšujejo njeno učinkovitost in zmogljivost. Te izgube vključujejo:
Medjedrska izguba: To je izguba moči zaradi upora obvitice armature. Izguba je sorazmerna s kvadratom toka armature in jo lahko zmanjšamo z uporabo debeljših vodil ali vzporednih poti. Medjedrska izguba se lahko izračuna z uporabo formule:
kjer je Pc medjedrska izguba, Ia tok armature in Ra upor armature.
Eddijeva tokovna izguba: To je izguba moči zaradi induciranih tokov v jedru armature. Ti tokovi so povzročeni spremenljivim magnetnim tokom in ustvarjajo toploto in magnetne izgube. Eddijeva tokovna izguba se lahko zmanjša z uporabo laminiranih materijalov za jedro ali z povečanjem zračnega praznega prostora. Eddijeva tokovna izguba se lahko izračuna z uporabo formule:
kjer je Pe eddijeva tokovna izguba, ke konstanta, odvisna od materijala in oblike jedra, Bm največja gostota toka, f frekvenca obrata toka, t debelina vsake lamine in V prostornina jedra.
Histeresna izguba: To je izguba moči zaradi ponovljenega magnetiziranja in demagnetiziranja jedra armature. Ta proces povzroči trenje in toploto v molekularni strukturi materiala jedra. Histeresna izguba se lahko zmanjša z uporabo mehkih magnetnih materialov z nizko koercitivnostjo in visoko prepustnostjo. Histeresna izguba se lahko izračuna z uporabo formule:
kjer je Ph histeresna izguba, kh konstanta, odvisna od materijala jedra, Bm največja gostota toka, f frekvenca obrata toka in V prostornina jedra.
Skupna izguba armature se dobi z seštevanjem teh treh izgub:
Učinkovitost armature se definira kot razmerje izhodne moči do vhodne moči armature:
kjer je ηa učinkovitost armature, Po izhodna moč in Pi vhodna moč armature.
Načrtovanje armature
Načrtovanje armature je ključno za zmogljivost in učinkovitost električnega stroja, vpliva na nekaj ključnih dejavnikov:
Število slotov: Sloti se uporabljajo za smetenje obvitice armature in zagotavljanje mehanske podpore. Število slotov je odvisno od vrste obvitice, števila polov in velikosti stroja. Splošno velja, da več slotov pripomore k boljšemu razporedu toka in magneta, nižji reaktanci in izgubam ter gladkemu navoru. Več slotov pa tudi poveča težo in ceno armature, zmanjša prostor za izolacijo in hladilno tekočino ter poveča iztekanje toka in reakcijo armature.
Oblika slotov: Sloti lahko imajo odprto ali zaprto obliko, odvisno od tega, ali so izpostavljeni zračnemu praznemu prostoru ali ne. Odprti sloti so lažje obviti in ohlajati, vendar povečajo upor in iztekanje toka v zračnem praznem prostoru. Zaprti sloti so težje obviti in ohlajati, vendar zmanjšajo upor in iztekanje toka v zračnem praznem prostoru.
Vrsta obvitice: Obvitica lahko zavita lap ali val, odvisno od tega, kako so čevi povezane z segmenti komutatorja. Lap obvitev je primerna za stroje z visokim tokom in nizkim napetostjo, saj zagotavlja več vzporednih poti za pretok toka. Val obvitev je primerna za stroje z nizkim tokom in visoko napetostjo, saj zagotavlja serijo čevi, ki sešteva napetosti.
