Armatuila: Definizioa Funtzioa eta Atalak (Elektrizitatearen Motor & Generagailua)
Zer da armatura bat?
Armatura bat elektriko mailegu baten osagai bat da (hainbat, motor edo generatzailea), eta hodei aldatuak (AC) ditu. Armatura hodei aldatuak erabiltzen ditu DC (Hodei zuzena) mailegutan komutatzailearen bidez (hodeiaren norabidea aldizka aldatzen duen) edo elektronikoki komutatuta (adibidez, escobilla gabeko DC motorean).
Armatura ordezkaritza eta sostengoa ematen dio armaturako ekipamenduari, eta hau estator eta rotor arteko aire espazioan sortutako magnetismoaren eremuarekin elkarrekintzen du. Estator mugitu daitekeen osagaia (rotor) edo estatua (estator).
Armatura terminoa 19. mendean teknika termino gisa sartu zen, "magnetoko gordelea" esan nahi du.
Nola funtzionatzen du armatura elektriko motorean?
Elektriko motorea energia elektrikoa mekanikora bihurtzen du elektromagnetismo induzioaren printzipioa erabiliz. Hodei barne duen konduktorea magnetismoaren eremuan kokatzen bada, Fleming-en eskubiko erregelaren arabera indar bat jasotzen du.
Elektriko motorean, estator magnetismoaren eremu biribil bat sortzen du imanetako permanentea edo elektrikoak erabiliz. Armatura, normalean rotor izaten da, eta armaturako ekipamenduak ditu, komutatzaile eta escobillak loturik. Komutatzaileak hodeien norabidea armaturako ekipamenduan aldatzen du birulanean, beti magnetismoaren eremuarekin lerrokatuta egon dadin.
Magnetismoaren eremuaren eta armaturako ekipamenduaren arteko elkarrekinta momentu bat sortzen du, horrek armaturarako birulana eragiten dio. Armaturara loturiko ardatzak potentzia mekanikoa beste gailuetara igortzen dio.
Nola funtzionatzen du armatura elektriko generatzailean?
Elektriko generatzailea energia mekanikoa elektrikora bihurtzen du elektromagnetismo induzioaren printzipioa erabiliz. Konduktore bat magnetismoaren eremuan mugitzen bada, Faradayren legearen arabera electromotive force (EMF) bat induzitzen du.
Elektriko generatzailean, armatura normalean rotor izaten da, eta primer mugile batek (adibidez, diesel motore bat edo turbin bat) mugitzen du. Armatura armaturako ekipamendu bat daramat, komutatzaile eta escobillak loturik. Estator magnetismoaren eremu estatua sortzen du imanetako permanentea edo elektrikoak erabiliz.
Magnetismoaren eremuaren eta armaturako ekipamenduaren arteko mugimendu erlatibak EMF bat induzitzen du armaturako ekipamenduan, hau kanpoeko zirkuitu batez korriko duen hodei bat eragiten du. Komutatzaileak hodeien norabidea armaturako ekipamenduan aldatzen du birulanean, horrela hodei aldatu bat (AC) sortzen du.
Armaturaren atalak & diagrama
Armatura lau atal nagusi ditu: oinarria, ekipamendua, komutatzailea eta ardatza. Armaturaren diagrama azpian ikus daiteke.
Armaturaren galduak
Elektriko maileguko armatura galderi desberdinetara egiten zaie, eta horrek beren efizientzia eta prestazioak murrizten ditu. Armaturaren galderi nagusiak hauek dira:
Kobreko galdera: Hau armaturako ekipamenduko rezistentziari esker gertatzen den indar galdera da. Armaturako hodeiaren karratuarekiko proportzionala da, eta laburragoak edo paraleloko bide gehiago erabiliz gutxitu daiteke. Kobreko galdera formula honen bidez kalkula daiteke:
non Pc kobreko galdera den, Ia armaturako hodeia, eta Ra armaturako rezistentzia.
Eddy current galdera: Hau armaturaren oinarrian sortutako indarren eraginez gertatzen da. Indar horiek magnetismoaren flujoaren aldaketarengatik sortzen dira, eta hitz eta magnetismoaren galdera sortzen dituzte. Eddy current galdera laminatutako materialak erabiliz edo aire espazioa handituz gutxitu daiteke. Eddy current galdera formula honen bidez kalkula daiteke:
non Pe eddy current galdera den, ke oinarriaren materialaren eta formaren arabera konstantea, Bm flujo maximoa, f fluxuaren alderantzikapenaren maiztasuna, t laminazio bakoitzaren lodiera, eta V oinarriaren bolumena.
Histeresi galdera: Hau armaturaren oinarriaren magnetizazioa eta demagnetizazioa behin eta berriz egitearen ondorioz gertatzen da. Prozesu hau oinarriaren materialaren molekulako egituraan ukitzailea eta hitza sortzen ditu. Histeresi galdera magnetismoa txikia eta permeabilitate handia duten materialak erabiliz gutxitu daiteke. Histeresi galdera formula honen bidez kalkula daiteke:
non Ph histeresi galdera den, kh oinarriaren materialaren arabera konstantea, Bm flujo maximoa, f fluxuaren alderantzikapenaren maiztasuna, eta V oinarriaren bolumena.
Armaturaren galdera guztia hiru galderen batuketa eginez lortzen da:
Armaturaren efizientzia armaturako irteera potentziaren eta sarrera potentziaren arteko arrazoia bezala defini daiteke:
non ηa armaturaren efizientzia den, Po irteera potentzia, eta Pi armaturaren sarrera potentzia.
Armaturaren diseinua
Armaturaren diseinuak elektriko maileguko prestazio eta efizientzia eragiten dizkie. Armaturaren diseinura eragina duten faktore batzuk hauek dira:
Slot kopurua: Slotak armaturako ekipamenduak ospatzeko eta sustentazio mekanikoa emateko erabili dira. Slot kopurua ekipamendu mota, polo kopurua eta maileguaren tamaina menpe dago. Oro har, slot gehiago fluxu eta hodei hobeto banatzen ditu, reactancea eta galderi gutxitzen ditu, eta momentu lisoa sortzen du. Hala ere, slot gehiago armaturaren pisua eta kostua handitzen ditu, isolamendu eta soineko espazioa murrizten ditu, eta fluxu eta armaturaren erreakzioa handitzen ditu.
Sloten forma: Slotak irekiak edo itxiak izan daitezke, aire espazioarekin kontaktu diren ala ez menpe dago. Slot irekiak errazago ekipamendu eta soineko dira, baina aire espazioan fluxuaren eta fluxuaren erresistentzia handitzen dute. Slot itxiak zailago ekipamendu eta soineko dira, baina aire espazioan fluxuaren eta fluxuaren erresistentzia gutxitzen dute.
Ekipamendu mota: Ekipamendua lap ekipamendua edo wave ekipamendua izan daiteke, coilak komutatzaile segmentuen moduan konektatzen diren menpe dago. Lap ekipamendua hodei handi eta tensio txikiko maileguri egokia da, hodei fluxu paraleloak ematen ditu. Wave ekipamendua hodei txiki eta tensio handiko maileguri egokia da, coilak seriean konektatzen ditu eta tensioak batzen ditu.
Konduktorearen tamaina: Konduktorea armaturako ekipamenduan hodeiak eramateko erabili da. Konduktorearen tamaina indar densitatea, hodeiaren eta sekuentsia sekzioaren arteko arrazoia menpe dago. Indar densitate handia kobreko galdera eta tenperatura handitzen ditu, baina konduktorearen kostua eta pisua gutxitzen ditu. Indar densitate txikia kobreko galdera eta tenperatura gutxitzen ditu, baina konduktorearen kostua eta pisua handitzen ditu.
Aire espazioaren luzera: Aire espazioa estator eta rotor poleen arteko distantzia da. Aire espazioaren luzera fluxuaren dentsitatea, erresistentzia, fluxuaren eta armaturaren erreakzioa eragiten ditu. Aire espazio txiki fluxuaren dentsitatea handitzen du, erresistentzia gutxitzen du, fluxuaren eta armaturaren erreakzioa handitzen du. Aire espazio handi fluxuaren dentsitatea gutxitzen du, erresistentzia handitzen du, fluxuaren eta armaturaren erreakzioa gutxitzen du.
Armaturaren diseinua (jarraitzen)
Armaturaren diseinuak erabili daitezkeen metodo batzuk hauek dira:
