Тұрақты электр қозғалтқышы - тұрақты электр энергиясын механикалық энергияға айналдыратын қозғалтқыш. Жылдамдықты реттеудің жақсы өнімділігі арқасында ол электр жетегінде кеңінен қолданылады. Қоздыру режиміне сәйкес тұрақты ток қозғалтқыштары үш түрге бөлінеді: тұрақты магнит, бөлек қоздыру және өздігінен қозу. Олардың ішінде өзін-өзі қоздыру үш түрге бөлінеді: қатар қозу, қатарлы қозу және құрама қозу.
Тұрақты ток көзі якорь орамасына щетка арқылы қуат бергенде, якорь бетіндегі N-полюсті төменгі өткізгіш токты бір бағытта ағызуы мүмкін. Сол жақ ережеге сәйкес, өткізгіш сағат тіліне қарсы айналдыру моментін алады; якорь бетінің S-полюсінің төменгі бөлігі Өткізгіш те сол бағытта ағып жатыр және сол жақ ережеге сәйкес өткізгіш те сағат тіліне қарсы моментке ұшырайды. Осылайша, бүкіл якорь орамасы, яғни ротор сағат тіліне қарсы айналады, ал кіріс тұрақты токтың электр энергиясы ротордың білігінен шығатын механикалық энергияға айналады. Ол статор мен ротордан тұрады. Статор: негіз, негізгі магниттік полюс, коммутация полюсі, щетка құрылғысы және т.б.; Ротор (зәкір): якорь өзегі, якорь орамасы, коммутатор, білік және желдеткіш және т.б.
Негізгі құрылым
Екі бөлікке бөлінеді: статор және ротор. Ескерту: коммутаторды коммутатормен шатастырмаңыз.
Статорға мыналар кіреді: магниттік полюс, жақтау, коммутатор полюсі, щетка құрылғысы және т.б.
Роторға мыналар кіреді: якорь өзегі, якорь орамасы, коммутатор, білік, желдеткіш және т.б.
Ротор құрамы
Тұрақты ток қозғалтқышының ротор бөлігі якорь өзегінен, якорьдан, коммутатордан және басқа құрылғылардан тұрады. Құрылымдағы компоненттер төменде егжей-тегжейлі сипатталған.
1. Арматура ядросының бөлігі: оның қызметі қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде арматура ядросындағы құйынды токтың жоғалуын және гистерезис шығынын азайту үшін, арматура арматурасының орамасын ендіру және магниттік ағынды кері қайтару болып табылады.
2. Арматура бөлігі: функциясы электромагниттік крутящий және индукциялық электр қозғаушы күшін генерациялау және энергияны түрлендіруді жүзеге асыру болып табылады. Арматура орамында көптеген катушкалар немесе шыны талшықпен қапталған жалпақ болат мыс сым немесе берік эмальданған сым бар.
3. Коммутатор коммутатор деп те аталады. Тұрақты ток қозғалтқышында оның функциясы электромагниттік моменттің тенденциясы тұрақты болуы үшін щеткадағы тұрақты ток көзінің тогын якорь орамасындағы байланыс тогына түрлендіру болып табылады. Генераторда ол якорь орамасының электр қозғаушы күшін щетка ұшында шығатын тұрақты токтың электр қозғаушы күшіне айналдырады.
Коммутатор көптеген бөліктерден тұратын цилиндрлер арасында слюдамен оқшауланған және якорь орамасының әрбір катушкасының екі ұшы екі коммутациялық бөлікке бөлек қосылған. Тұрақты ток генераторындағы коммутатордың қызметі якорь орамасындағы айнымалы электрлік жылуды щеткалар арасындағы тұрақты токтың электр қозғаушы күшіне айналдыру болып табылады. Жүктеме арқылы өтетін ток бар, ал тұрақты ток генераторы жүктемеге электр қуатын береді. Сонымен қатар, якорь катушкасы сонымен қатар ток өтуі керек. Ол электромагниттік моментті жасау үшін магнит өрісімен әрекеттеседі және оның тенденциясы генераторға қарама-қарсы. Бастапқы идея тек арматураны өзгерту үшін осы магнит өрісінің моментін басу керек. Сондықтан генератор жүктемеге электр қуатын шығарғанда, ол бастапқы идеядан механикалық қуатты шығарады, тұрақты ток генераторының механикалық энергияны электр энергиясына түрлендіру функциясын аяқтайды.
сыныптау
Қозу әдісі
Тұрақты ток қозғалтқышының қоздыру әдісі қоздыру орамасына қуат беру және негізгі магнит өрісін орнату үшін қоздырғыштың магнитті қозғаушы күшін құру мәселесіне жатады. Әртүрлі қоздыру әдістеріне сәйкес тұрақты ток қозғалтқыштарын келесі түрлерге бөлуге болады:
1. Бөлек қозғалатын тұрақты ток қозғалтқышы
Өріс орамасы мен якорь орамасы арасында ешқандай байланыс жоқ және өріс орамасына басқа тұрақты ток көздерінен қуат беретін тұрақты ток қозғалтқышы бөлек қозған тұрақты ток қозғалтқышы деп аталады. Тұрақты магнитті тұрақты ток қозғалтқыштарын бөлек қозған тұрақты ток қозғалтқыштары ретінде де қарастыруға болады.
2. Қоздырылған тұрақты ток қозғалтқышы
Шунтпен қоздырылған тұрақты ток қозғалтқышының қоздыру орамасы якорь орамасына параллель қосылады. Шунтпен қоздырылған генератор ретінде қозғалтқыштың өзінен шыққан кернеу өріс орамына қуат береді; шунтпен қоздырылған қозғалтқыш ретінде өрістің орамасы мен арматура бірдей қуат көзін пайдаланады, бұл өнімділік бойынша бөлек қоздырылған тұрақты ток қозғалтқышымен бірдей.
3. Тұрақты ток қозғалтқышының сериясы
Сериялы қоздырылған тұрақты ток қозғалтқышының өріс орамасы якорь орамымен тізбектей қосылғаннан кейін, тұрақты ток көзіне қосылады. Осы тұрақты қозғалтқыштың қоздыру тогы якорь тогы болып табылады.
4. Құрама қоздырғыш тұрақты ток қозғалтқышы
Құрамы қоздырылған тұрақты ток қозғалтқыштарының екі қоздыру орамасы бар: шунт және сериялы қоздыру. Егер сериялы орамнан туындайтын магниттік күш маневрлік орамнан пайда болатын магнитофон күшімен бірдей бағытта болса, оны өнімнің қосынды қозуы деп атайды. Егер екі магниттік күштің бағыттары қарама-қарсы болса, оны дифференциалды қосылыс қоздыру деп атайды.
Түрлі қоздыру әдістері бар тұрақты ток қозғалтқыштары әртүрлі сипаттамаларға ие. Жалпы, тұрақты ток қозғалтқыштарының негізгі қоздыру режимдері шунтты қоздыру, сериялық қоздыру және құрама қоздыру, ал тұрақты ток генераторларының негізгі қоздыру режимдері бөлек қоздыру, шунт және құрама қозу болып табылады.
Мүмкіндіктер
(1) Жылдамдықты реттеудің жақсы өнімділігі. «Жылдамдықты реттеу өнімділігі» деп аталатын қозғалтқыш белгілі бір жүктеме жағдайында, қажеттіліктерге сәйкес қозғалтқыштың жылдамдығын жасанды түрде өзгертеді. Тұрақты ток қозғалтқышы ауыр жүктеме жағдайында біркелкі және тегіс қадамсыз жылдамдықты реттеуді жүзеге асыра алады және жылдамдықты реттеу ауқымы кең.
(2) Үлкен іске қосу моменті. Жылдамдықты реттеу біркелкі және үнемді түрде жүзеге асырылуы мүмкін. Сондықтан ауыр жүк астында іске қосылатын немесе жылдамдықты біркелкі реттеуді қажет ететін барлық машиналар, мысалы, үлкен реверсивті прокат стандары, көтергіштер, электровоздар, трамвайлар және т.б. тұрақты токты пайдаланады.
Мотордың кедергісі.
Қылқаламның классификациясы жоқ
1. Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқышы: щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы қарапайым тұрақты ток қозғалтқышының статоры мен роторының алмасуы болып табылады. Оның роторы ауа аралық магнит ағынын тудыратын тұрақты магнит болып табылады: статор якорь болып табылады және көп фазалы орамдардан тұрады. Құрылымы бойынша ол тұрақты магнитті синхронды қозғалтқышқа ұқсайды.
Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқышының статорының құрылымы қарапайым синхронды қозғалтқыштың немесе асинхронды қозғалтқыштың құрылымымен бірдей. Темір өзекке көп фазалы орамдарды (үш фазалы, төрт фазалы, бес фазалы және т.б.) ендіру. Орамдарды жұлдызша немесе үшбұрыш түрінде қосуға болады және ақылға қонымды коммутация үшін түрлендіргіштің әрбір қуат түтігіне қосылуы мүмкін. Ротор көбінесе магниттік полюстерде магниттік материалдардың әртүрлі орналасуына байланысты самарий кобальт немесе неодим темір боры сияқты жоғары коэрцивтілігі және жоғары төзімділігі бар сирек жер материалдарын пайдаланады. Оны беттік типті магниттік полюстерге, кірістірілген магниттік полюстерге және сақиналы магниттік полюстерге бөлуге болады. Қозғалтқыш корпусы тұрақты магнитті қозғалтқыш болғандықтан, щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышын тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышы деп атауға болады.
2. Қылқалам тұрақты ток қозғалтқышы: щеткалы қозғалтқыштың екі щеткасы (мыс щетка немесе көмір щеткасы) қозғалтқыштың артқы қақпағына оқшаулағыш орын арқылы бекітіледі және қуат көзінің оң және теріс полюстері инверторға тікелей енгізіледі. ротордың фазасы өзгереді. Құрылғы ротордағы катушкаларды қосады және үш катушкалардың ауыспалы полярлығы айналу үшін корпусқа бекітілген екі магнитпен күш қалыптастыру үшін үнемі кезектесіп өзгереді. Инвертор мен ротор бірге бекітілгендіктен, ал щетка корпуспен (статор) бірге бекітілгендіктен, қозғалтқыш айналу кезінде щетка мен инвертор үйкелісін жалғастырып, көп қарсылық пен жылуды тудырады. Сондықтан щеткалы қозғалтқыштың тиімділігі төмен және шығын өте үлкен. Бірақ оның қарапайым өндірісі мен төмен құнының артықшылықтары бар.
Тұрақты ток қозғалтқышының айналу бағытын өзгертіңіз
Тұрақты ток қозғалтқышының айналу бағытын өзгертудің екі жолы бар:
Біреуі - якорьді кері қосу әдісі, яғни өріс орамының терминалдық кернеуінің полярлығын сақтау, ал қозғалтқыш якорь орамасының терминалдық кернеуінің полярлығын өзгерту арқылы керісінше;
Екіншісі - өріс орамының кері қосылуы, яғни якорь орамасының соңындағы кернеудің полярлығын өзгеріссіз сақтау, ал қозғалтқышты өріс орамының соңғы кернеуінің полярлығын өзгерту арқылы реттеуге болады. Екі кернеудің полярлығы бір уақытта өзгерген кезде қозғалтқыштың айналу бағыты өзгермейді.
Бөлек қозғалатын және шунтпен қозғалатын тұрақты ток қозғалтқыштары, әдетте, алға және кері айналуға қол жеткізу үшін якорьді кері қосу әдісін қолданады. Бөлек қозғалатын және шунтталатын тұрақты ток қозғалтқыштары алға және кері айналуға қол жеткізу үшін өріс орамының кері қосылу әдісін қолдануға жарамайды, өйткені өріс орамында бұрылыстар саны көп және индуктивтілігі үлкен. Өріс орамы кері бұрылса, өріс орамында үлкен индукциялық электр қозғаушы күш пайда болады. Бұл пышақ пен өріс орамының арасындағы оқшаулауды бұзады.
Тура және кері айналуды жүзеге асыру үшін сериялы қозғалатын тұрақты ток қозғалтқышының өріс орамының кері қосылу әдісін қолдануының себебі, сериялы қозғалатын тұрақты ток қозғалтқышының якорының екі жағындағы кернеу салыстырмалы түрде жоғары, ал екеуінде де кернеу өріс орамасының ұштары өте төмен, сондықтан кері байланыс оңай. Заң.
Қытайдағы тұрақты ток қозғалтқышын өндірушілер. Тұрақты ток қозғалтқыштары тұрақты магниттерді немесе электромагниттерді, щеткаларды, коммутаторларды және басқа компоненттерді пайдаланады. Қылшықтар мен коммутаторлар ротордың катушкасын үздіксіз сыртқы тұрақты ток қуатымен қамтамасыз етеді және ротордың бір бағытта айналуын жалғастыру үшін ток бағытын уақытында өзгертеді.
Қозғалтқыш пен генератордың принципі негізінен бірдей, ал энергияны түрлендіру бағыты әртүрлі. Генератор механикалық энергия мен кинетикалық энергияны жүктеме арқылы электр энергиясына түрлендіреді (мысалы, су қуаты, жел энергиясы). Егер жүктеме болмаса, генератордан ток ағып кетпейді. Электр қозғалтқыштарының, электр электроникасының және микроконтроллердің ынтымақтастығы қозғалтқышты басқару деп аталатын жаңа пәнді қалыптастырды. Қозғалтқышты пайдаланбас бұрын, қуат көзі тұрақты немесе айнымалы ток екенін білуіңіз керек. Егер ол айнымалы ток болса, оның үш фазалы немесе бір фазалы екенін де білу керек. Қате қуат көзін қосу қажетсіз шығындар мен қауіптерге әкеледі. Қозғалтқышты айналдырғаннан кейін, жүктеме қосылмаса немесе жүктеме жеңіл болса, қозғалтқыш жылдамдығы жылдам болса, индукциялық электр қозғаушы күш күштірек болады. Бұл кезде қозғалтқыштағы кернеу индукцияланған кернеуді алып тастағандағы қуат көзімен қамтамасыз етілген кернеу болып табылады, сондықтан ток әлсірейді. Қозғалтқыштың жүктемесі ауыр болса және айналу жылдамдығы баяу болса, салыстырмалы индукциялық электр қозғаушы күш аз болады. Сондықтан қуат көзі шығыс/жұмыс үшін қажетті үлкенірек қуатқа сәйкес үлкен токты (қуатты) қамтамасыз етуі керек.
Қылқаламсыз тұрақты ток қозғалтқыштарын өндіру процесінде жылдамдықты басқару өнімділігі үшін белгілі бір талаптар бар. Қорытындылай келе, щеткасыз тұрақты ток қозғалтқыш өндірушілерінің редакторы жылдамдықты басқару жүйесінің жылдамдықты басқару талаптары үшін келесі үш аспектіні ұсынады:
1. Жылдамдықты реттеу, жоғары жылдамдық пен төмен жылдамдықтың белгілі бір диапазонында жылдамдықты қосалқы берілісте (сатылы) немесе тегіс (шексіз) реттеуге болады;
2. Тұрақты жылдамдық, белгілі бір дәлдікпен қажетті жылдамдықта тұрақты жұмыс және өнімнің сапасын қамтамасыз ету үшін әртүрлі кедергілер кезінде жылдамдықтың шамадан тыс ауытқуы;
3. Жеделдету/баяулау, жиі іске қосу және тежеу мүмкіндігі бар жабдық өнімділікті арттыру үшін жылдамдату мен баяулауды мүмкіндігінше жылдам талап етеді, ал жылдамдықты күрт өзгертуге жарамсыз машиналар іске қосу мен тежеуді мүмкіндігінше тегіс талап етеді.
Сонымен қатар, алғашқы екі талап бойынша жылдамдықты реттеудің екі индикаторы «жылдамдықты басқару диапазоны» және «статикалық айырмашылық жылдамдығы» ретінде анықталады.
Механикалық талап қылшықсыз тұрақты ток қозғалтқышы жоғары жылдамдықтың төмен жылдамдыққа қатынасының айнымалы ток жылдамдығының диапазонын қамтамасыз етеді. Қозғалтқыш номиналды жүктеме кезінде жоғары және төмен жылдамдыққа ие. Өте жеңіл жүктемесі бар машиналар үшін ол жүктеме кезінде жоғары және төмен жылдамдыққа қол жеткізе алады.
Статикалық айырмашылық жылдамдығы: Жүйе белгілі бір жылдамдықпен жұмыс істегенде, щеткасыз тұрақты ток қозғалтқышының жүктемесі идеалды бос жүрістен номиналды мәнге және идеалды жүктеме жылдамдығына дейін өскен кездегі сәйкес жылдамдықтың қатынасы статикалық айырмашылық жылдамдығы деп аталады. .
Статикалық айырмашылық жылдамдығы жүктеме өзгерген кезде жылдамдықты реттеу жүйесінің жылдамдығының тұрақтылығын өлшеу үшін қолданылады. Бұл механикалық сипаттамалардың қаттылығына байланысты. Сипаттама неғұрлым қиын болса, соғұрлым статикалық айырмашылық жылдамдығы аз болады және жылдамдықтың тұрақтылығы соғұрлым жоғары болады.
