Ένας κινητήρας DC είναι ένας κινητήρας που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια DC σε μηχανική ενέργεια. Λόγω της καλής απόδοσης ρύθμισης ταχύτητας, χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρική μονάδα. Σύμφωνα με τον τρόπο διέγερσης, οι κινητήρες DC χωρίζονται σε τρεις τύπους: μόνιμος μαγνήτης, ξεχωριστή διέγερση και αυτο-διέγερση. Μεταξύ αυτών, η αυτο-διέγερση χωρίζεται σε τρεις τύπους: παράλληλη διέγερση, διέγερση σειράς και σύνθετη διέγερση.
Όταν το τροφοδοτικό συνεχούς ρεύματος τροφοδοτεί την περιέλιξη του οπλισμού μέσω της βούρτσας, ο κάτω πόλος Ν-πόλου στην επιφάνεια του οπλισμού μπορεί να ρέει ρεύμα προς την ίδια κατεύθυνση. Σύμφωνα με τον κανόνα του αριστερού χεριού, ο αγωγός θα λάβει ροπή αριστερόστροφη. το κάτω μέρος του πόλου S της επιφάνειας του οπλισμού Ο αγωγός ρέει επίσης προς την ίδια κατεύθυνση και σύμφωνα με τον κανόνα της αριστερής πλευράς, ο αγωγός θα υποβληθεί επίσης σε αριστερόστροφη ροπή. Με αυτόν τον τρόπο, ολόκληρη η περιέλιξη οπλισμού, δηλαδή ο ρότορας, θα περιστρέφεται αριστερόστροφα και η ηλεκτρική ενέργεια εισόδου DC θα μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια εξόδου στον άξονα του ρότορα. Αποτελείται από στάτορα και ρότορα. Στάτορας: βάση, κύριος μαγνητικός πόλος, πόλος μετακίνησης, συσκευή βούρτσας κ.λπ. Rotor (οπλισμός): πυρήνας οπλισμού, τύλιγμα οπλισμού, μεταγωγέας, άξονας και ανεμιστήρας κ.λπ.
Βασική δομή
Χωρίζεται σε δύο μέρη: στάτορα και ρότορα. Σημείωση: Μην συγχέετε τον μεταγωγέα με τον μεταγωγέα.
Ο στάτορας περιλαμβάνει: κύριο μαγνητικό πόλο, πλαίσιο, πόλο μετακίνησης, συσκευή πινέλου κ.λπ.
Ο ρότορας περιλαμβάνει: πυρήνα οπλισμού, τύλιγμα οπλισμού, μεταγωγέα, άξονα, ανεμιστήρα κ.λπ.
Σύνθεση ρότορα
Το τμήμα του ρότορα του κινητήρα DC αποτελείται από έναν πυρήνα οπλισμού, έναν οπλισμό, έναν μετατροπέα και άλλες συσκευές. Τα στοιχεία της δομής περιγράφονται λεπτομερώς παρακάτω.
1. Τμήμα πυρήνα οπλισμού: η λειτουργία του είναι να ενσωματώσει την περιέλιξη του οπλισμού εκκένωσης και να αντιστρέψει τη μαγνητική ροή, προκειμένου να μειώσει την απώλεια ρεύματος ροής και την απώλεια υστέρησης στον πυρήνα οπλισμού όταν λειτουργεί ο κινητήρας.
2. Τμήμα οπλισμού: η λειτουργία είναι να παράγει ηλεκτρομαγνητική ροπή και επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη και να πραγματοποιεί μετατροπή ενέργειας. Η περιέλιξη οπλισμού έχει πολλά πηνία ή καλώδιο από χαλκό με επένδυση από ίνες γυαλιού ή σύρμα από σμάλτο με σμάλτο.
3. Ο μεταγωγέας ονομάζεται επίσης μεταγωγέας. Σε έναν κινητήρα DC, η λειτουργία του είναι να μετατρέπει το ρεύμα της τροφοδοσίας DC στη βούρτσα σε ρεύμα επικοινωνίας στην περιέλιξη οπλισμού, έτσι ώστε η τάση ηλεκτρομαγνητικής ροπής να είναι σταθερή. Στη γεννήτρια, μετατρέπει την ηλεκτροκινητική δύναμη της περιέλιξης του οπλισμού σε έξοδο ηλεκτρικής κίνησης DC στο άκρο της βούρτσας.
Ο μεταγωγέας είναι μονωμένος με μαρμαρυγία μεταξύ κυλίνδρων που αποτελούνται από πολλά κομμάτια και τα δύο άκρα κάθε πηνίου της περιέλιξης οπλισμού συνδέονται ξεχωριστά με δύο μετακινούμενα κομμάτια. Η λειτουργία του μετατροπέα στη γεννήτρια DC είναι να μετατρέπει την εναλλασσόμενη ηλεκτρική θερμότητα στο τύλιγμα του οπλισμού σε δύναμη ηλεκτροκίνησης DC μεταξύ των πινέλων. Υπάρχει ρεύμα που διέρχεται από το φορτίο και η γεννήτρια DC εξάγει ηλεκτρική ισχύ στο φορτίο. Ταυτόχρονα, το πηνίο οπλισμού είναι επίσης Πρέπει να υπάρχει ρεύμα που διέρχεται. Αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο για να δημιουργήσει ηλεκτρομαγνητική ροπή και η τάση του είναι αντίθετη με αυτή της γεννήτριας. Η αρχική ιδέα χρειάζεται μόνο να καταστείλει αυτή τη ροπή μαγνητικού πεδίου για να αλλάξει ο οπλισμός. Επομένως, όταν η γεννήτρια εξάγει ηλεκτρική ισχύ στο φορτίο, εξάγει μηχανική ισχύ από την αρχική ιδέα, ολοκληρώνοντας τη λειτουργία της γεννήτριας DC για τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική.
Ταξινόμηση
Μέθοδος διέγερσης
Η μέθοδος διέγερσης του κινητήρα DC αναφέρεται στο πρόβλημα του τρόπου παροχής ισχύος στο τύλιγμα διέγερσης και δημιουργίας της μαγνητικής κίνησης της διέγερσης για τον καθορισμό του κύριου μαγνητικού πεδίου. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους διέγερσης, οι κινητήρες DC μπορούν να χωριστούν στους ακόλουθους τύπους:
1. Ξεχωριστά ενθουσιασμένος κινητήρας DC
Δεν υπάρχει σύνδεση μεταξύ της περιέλιξης πεδίου και της περιέλιξης οπλισμού, και ένας κινητήρας DC που τροφοδοτείται από άλλες πηγές ισχύος DC στην περιέλιξη πεδίου ονομάζεται ξεχωριστός κινητήρας DC. Οι μόνιμοι μαγνήτες DC κινητήρες μπορούν επίσης να θεωρηθούν ως ξεχωριστά διεγερμένοι κινητήρες DC.
2. Κινητήρας DC Excited Shunt
Η διέγερση διέγερσης του κινητήρα DC διέγερσης με παράκαμψη συνδέεται παράλληλα με την περιέλιξη οπλισμού. Ως γεννήτρια που διεγείρεται από την παράκαμψη, η τάση του ακροδέκτη από τον ίδιο τον κινητήρα παρέχει ισχύ στο τύλιγμα πεδίου Ως κινητήρας διεγερμένος με διακλάδωση, το τύλιγμα πεδίου και ο οπλισμός μοιράζονται την ίδια πηγή ισχύος, η οποία είναι ίδια με έναν κινητήρα συνεχούς διέγερσης DC όσον αφορά την απόδοση.
3. Σειρά Excited DC Motor
Αφού η τύλιξη πεδίου του κινητήρα DC διεγερμένου σειράς συνδέεται σε σειρά με την περιέλιξη οπλισμού, συνδέεται με την τροφοδοσία DC. Το ρεύμα διέγερσης αυτού του κινητήρα DC είναι το ρεύμα οπλισμού.
4. Σύνθετος κινητήρας DC διέγερσης
Οι σύνθετοι κινητήρες DC έχουν δύο περιελίξεις διέγερσης: διέγερση shunt και διέγερση σειράς. Εάν η μαγνητοκινητική δύναμη που δημιουργείται από τη σειρά περιέλιξης είναι στην ίδια κατεύθυνση με τη μαγνητοκινητική δύναμη που παράγεται από την περιελίξεις διακλάδωσης, ονομάζεται διέγερση σύνθετου προϊόντος. Εάν οι δύο μαγνητοκινητικές δυνάμεις έχουν αντίθετες κατευθύνσεις, ονομάζεται διέγερση διαφορικής ένωσης.
Οι κινητήρες DC με διαφορετικές μεθόδους διέγερσης έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά. Γενικά, οι κύριοι τρόποι διέγερσης των κινητήρων DC είναι διέγερση διακλάδωσης, διέγερση σειράς και διέγερση σύνθετων, και οι κύριοι τρόποι διέγερσης των γεννητριών DC είναι η ξεχωριστή διέγερση, η διέγερση διακλάδωσης και η σύνθετη διέγερση.
Χαρακτηριστικά
(1) Καλή απόδοση ρύθμισης ταχύτητας. Η αποκαλούμενη "απόδοση ρύθμισης ταχύτητας" αναφέρεται στον κινητήρα υπό ορισμένες συνθήκες φορτίου, ανάλογα με τις ανάγκες, αλλάζει τεχνητά την ταχύτητα του κινητήρα. Ο κινητήρας DC μπορεί να πραγματοποιήσει ομοιόμορφη και ομαλή ρύθμιση της ταχύτητας χωρίς βήματα υπό συνθήκες μεγάλου φορτίου και το εύρος ρύθμισης της ταχύτητας είναι ευρύ.
(2) Μεγάλη ροπή εκκίνησης. Η ρύθμιση της ταχύτητας μπορεί να πραγματοποιηθεί ομοιόμορφα και οικονομικά. Επομένως, όλα τα μηχανήματα που ξεκινούν κάτω από μεγάλα φορτία ή απαιτούν ομοιόμορφη ρύθμιση της ταχύτητας, όπως μεγάλοι αναστρέψιμοι κυλιόμενοι μύλοι, ανυψωτικά, ηλεκτρικές ατμομηχανές, τραμ κ.λπ., χρησιμοποιούν DC.
Μεταφορά κινητήρα.
Δεν υπάρχει ταξινόμηση βουρτσών
1. Κινητήρας DC χωρίς ψήκτρες: Ο κινητήρας DC χωρίς ψήκτρες είναι η ανταλλαγή του στάτη και του ρότορα του συνηθισμένου κινητήρα DC. Ο ρότορας του είναι ένας μόνιμος μαγνήτης για τη δημιουργία μαγνητικής ροής του διακένου αέρα: ο στάτης είναι ένας οπλισμός και αποτελείται από πολυφασικές περιελίξεις. Σε δομή, είναι παρόμοιο με τον σύγχρονο κινητήρα μόνιμου μαγνήτη.
Η δομή του στάτη ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες είναι η ίδια με αυτή ενός συνηθισμένου σύγχρονου κινητήρα ή ενός επαγωγικού κινητήρα. Ενσωματώστε πολυφασικές περιελίξεις (τριφασικές, τετραφασικές, πενταφασικές κ.λπ.) στον πυρήνα του σιδήρου. Οι περιελίξεις μπορούν να συνδεθούν σε αστέρι ή δέλτα και να συνδεθούν με κάθε σωλήνα τροφοδοσίας του μετατροπέα για λογική μετακίνηση. Ο ρότορας χρησιμοποιεί ως επί το πλείστον υλικά σπάνιας γης με υψηλή καταναγκαστικότητα και υψηλή αντοχή, όπως κοβάλτιο σαμαρίου ή βόριο σιδήρου νεοδυμίου, λόγω των διαφορετικών θέσεων των μαγνητικών υλικών στους μαγνητικούς πόλους. Μπορεί να χωριστεί σε μαγνητικούς πόλους επιφανειακού τύπου, ενσωματωμένους μαγνητικούς πόλους και μαγνητικούς πόλους δακτυλίου. Δεδομένου ότι το σώμα του κινητήρα είναι ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη, είναι συνηθισμένο να ονομάζουμε έναν κινητήρα DC χωρίς ψήκτρες επίσης έναν κινητήρα DC χωρίς ψήκτρες μόνιμου μαγνήτη.
2. Βουρτσισμένος κινητήρας DC: Οι δύο βούρτσες (βούρτσα χαλκού ή βούρτσα άνθρακα) του βουρτσισμένου κινητήρα είναι στερεωμένες στο πίσω κάλυμμα του κινητήρα μέσω μονωτικού καθίσματος και οι θετικοί και αρνητικοί πόλοι της τροφοδοσίας εισάγονται απευθείας στον μετατροπέα του ρότορα και η φάση αλλάζει. Η συσκευή συνδέει τα πηνία στο ρότορα και η εναλλασσόμενη πολικότητα των τριών πηνίων αλλάζει συνεχώς εναλλάξ για να σχηματίσει μια δύναμη με τους δύο μαγνήτες που είναι στερεωμένοι στο περίβλημα να περιστρέφονται. Δεδομένου ότι ο μετατροπέας και ο ρότορας είναι στερεωμένοι μαζί και η βούρτσα είναι στερεωμένη μαζί με το περίβλημα (στάτορας), η βούρτσα και ο μετατροπέας συνεχίζουν να τρίβονται όταν περιστρέφεται ο κινητήρας, δημιουργώντας μεγάλη αντίσταση και θερμότητα. Επομένως, η απόδοση του βουρτσισμένου κινητήρα είναι χαμηλή και η απώλεια είναι πολύ μεγάλη. Αλλά έχει επίσης τα πλεονεκτήματα της απλής κατασκευής και του χαμηλού κόστους.
Αλλάξτε την κατεύθυνση περιστροφής του κινητήρα DC
Υπάρχουν δύο τρόποι για να αλλάξετε την κατεύθυνση περιστροφής ενός κινητήρα DC:
Η μία είναι η μέθοδος αντίστροφης σύνδεσης οπλισμού, δηλαδή διατηρώντας αμετάβλητη την πολικότητα της τερματικής τάσης της περιέλιξης πεδίου και ο κινητήρας αντιστρέφεται αλλάζοντας την πολικότητα της τάσης του τερματικού τυλίγματος του οπλισμού.
Το δεύτερο είναι η αντίστροφη σύνδεση της περιέλιξης πεδίου, δηλαδή διατηρώντας αμετάβλητη την πολικότητα της τελικής τάσης περιέλιξης του οπλισμού και ο κινητήρας μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας την πολικότητα της τελικής τάσης περιελίξεως πεδίου. Όταν η πολικότητα τάσης των δύο αλλάζει ταυτόχρονα, η κατεύθυνση περιστροφής του κινητήρα δεν αλλάζει.
Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωριστά διεγερμένοι και με διέγερση υιοθετούν γενικά τη μέθοδο αντίστροφης σύνδεσης οπλισμού για να επιτύχουν περιστροφή προς τα εμπρός και προς τα πίσω. Οι ξεχωριστοί κινητήρες συνεχούς διέγερσης και διέγερσης με διακλάδωση δεν είναι κατάλληλοι για να χρησιμοποιήσουν τη μέθοδο αντίστροφης σύνδεσης περιέλιξης πεδίου για να επιτύχουν περιστροφή εμπρός και αντίστροφα, επειδή η περιέλιξη πεδίου έχει μεγάλο αριθμό στροφών και μεγάλη επαγωγή. Όταν η περιέλιξη του πεδίου αντιστραφεί, θα δημιουργηθεί μια μεγάλη επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη στην περιέλιξη πεδίου. Αυτό θα βλάψει τη μόνωση μεταξύ της λεπίδας και της περιέλιξης πεδίου.
Ο λόγος για τον οποίο ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος συνεχούς κίνησης θα πρέπει να υιοθετήσει τη μέθοδο αντίστροφης σύνδεσης περιέλιξης πεδίου για να πραγματοποιήσει την εμπρόσθια και αντίστροφη περιστροφή είναι επειδή η τάση και στα δύο άκρα του οπλισμού του κινητήρα συνεχούς διέγερσης είναι σχετικά υψηλή και η τάση και στα δύο τα άκρα της περιέλιξης του πεδίου είναι πολύ χαμηλά, οπότε η αντίστροφη σύνδεση είναι εύκολη. Νόμος.
Κατασκευαστές κινητήρων DC στην Κίνα. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούν μόνιμους μαγνήτες ή ηλεκτρομαγνήτες, βούρτσες, μεταγωγείς και άλλα εξαρτήματα. Οι βούρτσες και οι μεταγωγείς παρέχουν συνεχώς εξωτερική ισχύ DC στο πηνίο του ρότορα και αλλάζουν την κατεύθυνση του ρεύματος εγκαίρως για να επιτρέψουν στον ρότορα να συνεχίσει να περιστρέφεται προς την ίδια κατεύθυνση.
Η αρχή ενός κινητήρα και μιας γεννήτριας είναι βασικά η ίδια και η κατεύθυνση της μετατροπής ενέργειας είναι διαφορετική. Η γεννήτρια μετατρέπει τη μηχανική και την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική μέσω ενός φορτίου (όπως η ισχύς του νερού, η αιολική ενέργεια). Εάν δεν υπάρχει φορτίο, η γεννήτρια δεν θα έχει ρεύμα προς τα έξω. Η συνεργασία ηλεκτρικών κινητήρων, ηλεκτρονικών ισχύος και μικροελεγκτών έχει δημιουργήσει μια νέα πειθαρχία που ονομάζεται έλεγχος κινητήρα. Πριν χρησιμοποιήσετε τον κινητήρα, πρέπει να γνωρίζετε εάν η πηγή ισχύος είναι DC ή AC. Εάν είναι AC, πρέπει επίσης να γνωρίζετε εάν είναι τριφασικό ή μονοφασικό. Η σύνδεση λανθασμένης τροφοδοσίας θα προκαλέσει περιττές απώλειες και κινδύνους. Μετά την περιστροφή του κινητήρα, εάν το φορτίο δεν είναι συνδεδεμένο ή το φορτίο είναι ελαφρύ έτσι ώστε η ταχύτητα του κινητήρα να είναι γρήγορη, η επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη είναι ισχυρότερη. Αυτή τη στιγμή, η τάση στον κινητήρα είναι η τάση που παρέχεται από το τροφοδοτικό μείον την επαγόμενη τάση, οπότε το ρεύμα εξασθενεί. Εάν το φορτίο του κινητήρα είναι βαρύ και η ταχύτητα περιστροφής είναι αργή, η σχετική επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη είναι μικρότερη. Επομένως, το τροφοδοτικό πρέπει να παρέχει μεγαλύτερο ρεύμα (ισχύ) στην έξοδο/εργασία που αντιστοιχεί στη μεγαλύτερη απαιτούμενη ισχύ.
Η διαδικασία παραγωγής κινητήρων DC χωρίς ψήκτρες έχει ορισμένες απαιτήσεις για την απόδοση ελέγχου ταχύτητας. Συνοψίζοντας, ο συντάκτης κατασκευαστών κινητήρων DC χωρίς ψήκτρες εισάγει τις ακόλουθες τρεις πτυχές για τις απαιτήσεις ελέγχου ταχύτητας του συστήματος ελέγχου ταχύτητας:
1. Ρυθμίσεις ταχύτητας, εντός ορισμένου εύρους υψηλής ταχύτητας και χαμηλής ταχύτητας, η ταχύτητα μπορεί να ρυθμιστεί σε υπο-ταχύτητα (σταδιακή) ή ομαλά (απείρως).
2. Σταθερή ταχύτητα, σταθερή λειτουργία στην απαιτούμενη ταχύτητα με ορισμένη ακρίβεια και χωρίς υπερβολικές διακυμάνσεις ταχύτητας υπό διάφορες παρεμβολές για να εξασφαλιστεί η ποιότητα του προϊόντος.
3. Ο εξοπλισμός με επιτάχυνση/επιβράδυνση, συχνή εκκίνηση και πέδηση απαιτεί επιτάχυνση και επιβράδυνση όσο το δυνατόν γρηγορότερα για τη βελτίωση της παραγωγικότητας και τα μηχανήματα που δεν είναι κατάλληλα για δραστικές αλλαγές ταχύτητας απαιτούν εκκίνηση και φρενάρισμα όσο το δυνατόν πιο ομαλά.
Επιπλέον, για τις δύο πρώτες απαιτήσεις, δύο δείκτες ελέγχου ταχύτητας ορίζονται ως "εύρος ελέγχου ταχύτητας" και "στατικός ρυθμός διαφοράς".
Η μηχανική απαίτηση είναι ότι ο κινητήρας DC χωρίς ψήκτρες παρέχει εύρος ταχύτητας AC της αναλογίας υψηλής ταχύτητας προς χαμηλή ταχύτητα. Ο κινητήρας έχει υψηλή και χαμηλή ταχύτητα σε ονομαστικό φορτίο. Για μηχανήματα με πολύ ελαφρύ φορτίο, μπορεί να επιτύχει υψηλή και χαμηλή ταχύτητα στο φορτίο.
Στατικός ρυθμός διαφοράς: Όταν το σύστημα λειτουργεί με μια ορισμένη ταχύτητα, ο λόγος της αντίστοιχης ταχύτητας όταν το φορτίο του κινητήρα DC χωρίς ψήκτρες αυξάνεται από το ιδανικό μη φορτίο στην ονομαστική τιμή και η ιδανική ταχύτητα χωρίς φορτίο ονομάζεται στατικός ρυθμός διαφοράς Το
Ο στατικός ρυθμός διαφοράς χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της σταθερότητας ταχύτητας του συστήματος ελέγχου ταχύτητας όταν αλλάζει το φορτίο. Σχετίζεται με τη σκληρότητα των μηχανικών χαρακτηριστικών. Όσο πιο σκληρό είναι το χαρακτηριστικό, τόσο μικρότερος είναι ο στατικός ρυθμός διαφοράς και τόσο μεγαλύτερη είναι η σταθερότητα της ταχύτητας.
