Armatür: Tərif, Funksiya və Hissələr (Elektrikli Mотор və Qeneratör)
Armatur nədir?
Armatur elektrik cihazının (məsələn, motor və ya generatorun) məhdud dövrün (alternativ cürrentin) hərəkət etdirdiyi komponentdir. Armatur, məhdud dövr (Direct Current - DC) maşınlarında da commutator (cürrentin istiqamətini periodiki olaraq dəyişən) yolu ilə və ya elektron commutation (məsələn, brushless DC motorunda) vasitəsiylə alternativ cürrenti hərəkət ettirir.
Armatur, stator və rotor arasındakı havada qalan boşluqda formlaşan manyetik sahə ilə təsir edən armatur birləməsinin yerləşdiyi və dəstəkləndiyi bir hissədir. Stator, fırlanan (rotor) və ya sabit (stator) hissə olabilir.
Armatur termini 19-cu əsrdə "manyetin saxlayıcısı" mənasına gələn texniki termin kimi təsvir edilmişdir.
Armatur elektrik motorunda necə işləyir?
Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekaniki enerjiyə Flemingin sol el qaydasına əsasən manyetik induksiyaya əsasən çevirir. Cürrent çəkən hər hansı bir şəkər manyetik sahəyə yerləşdirildikdə, ona qüvvə təsir edir.
Elektrik motorunda, stator, doyma manyetləri və ya elektromanyetləri istifadə edərək dövran manyetik sahə yaratır. Armatur, adətən rotor olan hissədir, bu hissə commutator və fırçalara bağlanmış armatur birləməsini daşıyır. Commutator, armaturun dövrənən olduğu zaman, armatur birləməsindəki cürrentin istiqamətini dəyişir ki, bu, onun daima manyetik sahə ilə uyğunlaşdırsa da olsun.
Manyetik sahə və armatur birləməsi arasındakı təsir, armaturu dövərə səbəb olan moment yaradır. Armatura bağlı olan varpaq, mekaniki gücün başqa cihazlara köçürülməsini təmin edir.
Armatur elektrik generatorunda necə işləyir?
Elektrik generatoru, Faraday qanunu əsasında manyetik induksiya ilə mekaniki enerjiyi elektrik enerjiyə çevirir. Şəkər, manyetik sahədə hərəkət etdikdə, onda elektromotiv quvva (EMF) induksiyaya məruz qalır.
Elektrik generatorunda, armatur, adətən dizel motoru və ya turbin kimi asılı qidalanıcı tərəfindən sürətli olan rotorudur. Armatur, commutator və fırçalara bağlanmış armatur birləməsini daşıyır. Stator, doyma manyetləri və ya elektromanyetləri istifadə edərək sabit manyetik sahə yaratır.
Manyetik sahə və armatur birləməsi arasındakı nisbi hərəkət, armatur birləməsində EMF indükasiya edir, bu isə xarici şəbəkədən elektrik cürrenti sürətini artırır. Commutator, armaturun dövrənən olduğu zaman, armatur birləməsindəki cürrentin istiqamətini dəyişir ki, bu, onun daima müntəzəm dövr (AC) yaradırsa da olsun.
Armaturun Hissələri və Sənədləri
Armatur, növbəti dörd əsas hissədən ibarətdir: nüvə, birləmə, commutator və varpaq. Aşağıda armaturun diaqramı göstərilmişdir.
Armatur Zədələri
Elektrik cihazının armaturu, effektivliyini və performansını azaldan müxtəlif növ zədələrə məruz qalır. Armatur zədələrinin əsas növləri:
Misil zədə: Bu, armatur birləməsinin direksiyası nəticəsində ortaya çıxan güclər zədəsidir. Bu, armatur cürrentinin kvadratına mütəsədid olaraq artıra bilər və daha qalın tel və ya paralel yollar istifadə edərək azaltda bilər. Misil zədəsi, aşağıdakı düsturu istifadə edərək hesablanır:
burada Pc misil zədəsidir, Ia armatur cürrentidir, və Ra armatur direksiyasıdır.
Eddy cürrent zədəsi: Bu, armaturun nüvəsində induksiyaya məruz qalma nəticəsində ortaya çıxan cürrentlər zədəsidir. Bu cürrentlər, dəyişən manyetik fluxdan qaynaqlanır və istilik və manyetik zədələr yaradır. Eddy cürrent zədəsi, laminated nüvə materialları istifadə edərək və ya hava boşluğunun artırılması yolu ilə azaltda bilər. Eddy cürrent zədəsi, aşağıdakı düsturu istifadə edərək hesablanır:
burada Pe eddy cürrent zədəsidir, ke nüvə materialı və formasına görə sabit, Bm maksimum flux yoğunluğu, f flux dövrünüz, t hər bir laminationın qalınlığı, və V nüvənin həcmidir.
Histeresis zədəsi: Bu, armaturun nüvəsinin təkrarlanan manyetizasiyası və demanyetizasiyasından nəticələnən güclər zədəsidir. Bu proses, nüvə materialının molekulyar strukturusunda sürtünmə və istilik yaradır. Histeresis zədəsi, aşağı coercivity və yüksək permeability olan yumşaq manyetik materiallar istifadə edərək azaltda bilər. Histeresis zədəsi, aşağıdakı düsturu istifadə edərək hesablanır:
burada Ph histeresis zədəsidir, kh nüvə materialına görə sabit, Bm maksimum flux yoğunluğu, f flux dövrünüz, və V nüvənin həcmidir.
Ümumi armatur zədəsi, bu üç zədənin toplanması ilə əldə edilə bilər:
Armatur effektivliyi, armaturun giriş gücü və çıxış gücü nisbətinə təyin edilə bilər:
burada ηa armatur effektivliyi, Po çıxış gücü, və Pi armaturun giriş gücüdür.
Armatur Dizaynı
Armaturun dizaynı, elektrik cihazının performansını və effektivliyini təsir edir. Armatur dizaynını təsirləyən bəzi faktorlar:
Slotların sayı: Slotlar, armatur birləməsini yerləşdirmək və mexaniki dəstək təmin etmək üçün istifadə olunur. Slotların sayı, birləmə növündən, pol sayısından və maşının ölçüsündən asılıdır. Ümumiyyətlə, daha çox slot, daha yaxşı flux və cürrent paylanması, daha aşağı reaktivlik və zədələr, və daha sadə momentə səbəb olur. Lakin, daha çox slot, armaturun ağırlığını və qiymətini artırır, izolyasiya və soğutma üçün məkanı azaltda, və davamlı flux və armatur təsirini artırır.
Slotların forması: Slotlar, hava boşluğuna açıq və ya bağlanmış olmağa görə, açıq və ya bağlanmış ola bilər. Açıq slotlar, daha asan birləmə və soğutma imkanı təmin edir, lakin hava boşluğundaki direksiyayı və davamlı fluxu artırır. Bağlanmış slotlar, birləmə və soğutmayı çətinləşdirir, lakin hava boşluğundaki direksiyayı və davamlı fluxu azaltda.
Birləmə növü: Birləmə, commutator segmentlərinə necə bağlı olduğuna görə lap və ya dalga birləməsi ola bilər. Lap birləməsi, yüksək cürrent və aşağı voltajlı maşınlar üçün uyğundur, çünki bu, cürrentin axını üçün bir neçə paralel yol təmin edir. Dalga birləməsi, aşağı cürrent və yüksək voltajlı maşınlar üçün uyğundur, çünki bu, bobinlərin ardıcıl bağlantısını təmin edir və voltajları toplar.
Konduktorun ölçüsü: Konduktor, armatur birləməsində cürrenti daşıyan hissədir. Konduktorun ölçüsü, cürrent sıxlığına, yəni cürrentin kəsitsəli alana nisbətinə asılıdır. Yüksək cürrent sıxlığı, yüksək misil zədəsi və temperatur artımına, lakin aşağı konduktor maliyyət və ağırlığına səbəb olur. Aşağı cürrent sıxlığı, aşağı misil zədəsi və temperatur artımına, lakin yüksək konduktor maliyyət və ağırlığına səbəb olur.
Hava boşluğunun uzunluğu: Hava boşluğu, stator və rotor polesi arasındakı məsafedir. Hava boşluğunun uzunluğu, maşında flux yoğunluğu, direksiyası, davamlı flux və armatur təsirini təsir edir. Kiçik hava boşluğu, yüksək flux yoğunluğu, aşağı direksiyası, aşağı davamlı flux və yüksək armatur təsirinə səbəb olur. Büyük hava boşluğu, aşağı flux yoğunluğu, yüksək direksiyası, yüksək davamlı flux və aşağı armatur təsirinə səbəb olur.
