Proiectarea și principiul de funcționare a DPT

Studiul unui motor de curent continuu cu excitație independentă

Motoarele electrice cu curent continuu (DCM) se disting de alte motoare prin prezența unui comutator mecanic special - un comutator. În ciuda faptului că, din această cauză, DFC-urile sunt mai puțin fiabile și mai scumpe decât motoarele de curent alternativ și au dimensiuni mai mari, acestea sunt utilizate atunci când proprietățile lor speciale sunt critice. Adesea, DMT-urile au avantaje față de motoarele de curent alternativ în ceea ce privește gama și netezimea controlului vitezei, capacitatea și eficiența de suprasarcină, posibilitatea de a obține caracteristici speciale etc.

În prezent, DPT-urile sunt utilizate în acționările electrice ale laminoarelor, diverse mecanisme de ridicare, mașini de prelucrare a metalelor, roboți, transport etc. Motoarele de curent continuu de putere redusă sunt utilizate în diferite dispozitive automate.

Proiectarea și principiul de funcționare a DPT

Aspectul motorului de curent continuu este prezentat în Fig. 1, iar secțiunea sa transversală simplificată este prezentată în Fig. 2. Ca orice mașină electrică, constă din două părți principale - statorul și rotorul. Statorul este staționar, rotorul se rotește. Statorul constă dintr-un corp masiv de oțel 1, la care sunt atașați polii principali 2 și polii suplimentari 4. Polii principali 2 au piese polare care servesc la distribuirea uniformă a inducției magnetice în jurul circumferinței armăturii. Înfășurările de excitație 3 sunt plasate pe polii principali, iar înfășurările polilor suplimentari 5 sunt plasate pe polii suplimentari.

Orez. 1. Aspectul motorului DC

Orez. 2. Secțiune transversală a unui DPT (imagine simbolică): 1 – corp; 2 – poli principali; 3 – înfăşurare de excitaţie; 4 – stâlpi suplimentari; 5 – înfăşurarea stâlpilor suplimentari; 6 – ancora; 7 – înfăşurarea armăturii; 8 – perii; 9 – colector; 10 – arbore.

În canelurile situate pe suprafața armăturii 6 este plasată înfășurarea armăturii 7, conductoarele din care sunt conectate la comutatorul 9 situat pe arborele 10. Perii de grafit, carbon-grafit sau cupru-grafit 8 sunt presate pe comutator folosind arcuri.

Înfășurarea de câmp a mașinii este alimentată de curent continuu și servește la crearea câmpului magnetic principal prezentat în Fig. 2 utilizând în mod condiționat două linii de forță prezentate în linii punctate. 4 poli suplimentari reduc scânteile dintre perii și comutator. Înfășurarea polilor suplimentari 5 este conectată în serie cu înfășurarea armăturii 7 și adesea nu este prezentată pe schemele electrice. În fig. Figura 2 prezintă o mașină de curent continuu cu doi poli principali. În funcție de putere și tensiune, mașinile pot avea un număr mai mare de poli. În același timp, numărul de seturi de perii și stâlpi suplimentari crește în consecință.

În DBT cu excitație independentă, așa cum se arată în Fig. 3, circuitele electrice ale armăturii 1 și înfășurărilor de excitație 2 nu sunt conectate electric și sunt conectate la diferite surse de energie cu tensiuni și . De obicei, . În general, rezistențe suplimentare pot fi conectate în serie cu înfășurarea armăturii și înfășurarea de câmp r d și r p (vezi fig. 3). Scopul lor va fi explicat mai jos.

Motoarele de putere relativ mică sunt fabricate de obicei pentru aceleași tensiuni și. În acest caz, circuitele armăturii și înfășurărilor de excitație sunt conectate între ele în paralel și conectate la o sursă de alimentare comună cu tensiune. Astfel de DPT-uri se numesc motoare excitație paralelă. Dacă puterea sursei de alimentare depășește semnificativ puterea motorului, atunci procesele în înfășurarea armăturii și în înfășurarea câmpului decurg independent. Prin urmare, astfel de motoare sunt un caz special de excitație independentă DFC și proprietățile lor sunt aceleași.

Orez. 3. Schema electrică pentru conectarea unui motor DC cu excitație independentă: 1 – circuit de înfășurare a armăturii; 2 – circuit de înfăşurare de excitaţie.

Când motorul este conectat la o sursă de alimentare, curentul circulă în înfășurarea armăturii eu I, care interacționează cu câmpul magnetic creat de înfășurarea câmpului. Ca urmare, apare un moment electromagnetic care acționează asupra armăturii

Unde k– coeficient în funcție de parametrii de proiectare ai mașinii; Ф – flux magnetic al unui pol.

Când cuplul este depășit M cuplul de sarcină M c armătura începe să se rotească cu viteza unghiulară w și în ea este indusă o fem

Pentru motoare, polaritatea EMF este E polaritatea opusă a tensiunii sursei U, prin urmare, cu creșterea vitezei w, curentul eu eu sunt în scădere

(3)

Unde r i este rezistența lanțului armăturii motorului la r d = 0.

Din relația (1) rezultă că aceasta duce la o scădere a cuplului electromagnetic. Când momentele sunt egale, viteza de rotație a armăturii încetează să se mai schimbe. Pentru a schimba sensul de rotație al motorului, polaritatea tensiunii trebuie schimbată. Acest lucru va duce la o schimbare a direcției curentului și a direcției cuplului. Motorul va începe să încetinească și apoi să accelereze în direcția opusă.

Pornirea motorului

În prima clipă la pornire, turația motorului w = 0 și în conformitate cu formula (2) emf armăturii E= 0. Prin urmare, atunci când armătura motorului este conectată la tensiune, curentul de pornire a armăturii, după cum urmează din formula (3), este limitat doar de rezistența circuitului de armătură. r sunt la r d =0)

Valoarea rezistenței este relativ mică (de obicei cu 1 ohm), așa că dacă tensiunea este apropiată ca valoare de tensiunea nominală, valoarea curentului de pornire poate fi de (10 până la 30) ori mai mare decât curentul nominal al motorului. Acest lucru este inacceptabil, deoarece duce la scântei severe și la distrugerea comutatorului și, cu porniri frecvente, este posibilă supraîncălzirea înfășurării armăturii.

După cum rezultă din formula (4), una dintre opțiunile pentru limitarea curentului de pornire este creșterea rezistenței totale a circuitului armăturii motorului de curent continuu la o valoare constantă a tensiunii. U. Pentru a face acest lucru, un reostat de pornire suplimentar este conectat în serie cu armătura (nu este prezentat în Fig. 3), care se realizează de obicei sub forma mai multor etape. Treptele reostatului de pornire sunt oprite treptat pe măsură ce turația motorului crește. În acest caz, pot apărea pierderi semnificative de putere în armătura motorului în timpul pornirii.

O modalitate mai economică de a reduce curentul de pornire este pornirea unui DFC cu o creștere lină a tensiunii armăturii U pe măsură ce motorul accelerează și EMF crește E. După cum rezultă din expresia (3), este posibil să se selecteze o astfel de rată de creștere a tensiunii U, la care curentul pe tot parcursul timpului de pornire nu va depăși valoarea admisă. Configurația de laborator utilizată în această lucrare utilizează această metodă mai economică de limitare a curentului de pornire.

Majoritatea mașinilor funcționează preluând energie electrică și transformând-o în putere mecanică. Dispozitivul care realizează această transformare se numește motor electric. Motoarele de curent continuu sunt foarte populare, care pentru concizie sunt abreviate ca DPT. Importanța lor în viața noastră nu poate fi supraestimată: structura și principiul de funcționare a unui motor electric sunt studiate chiar și în școli în timpul orelor de fizică.

Baza unui accident este influența unui câmp magnetic asupra unui conductor de curent introdus în acesta. Dacă un curent electric este lăsat să circule printr-un conductor, se va forma un câmp magnetic, ale cărui linii vor lua forma unor cercuri concentrice cu centrul în acest fir. Pentru a afla direcția acestor linii trebuie să aplicați regula gimlet. Potrivit acesteia, dacă curentul electric dintr-un conductor este îndreptat departe de noi către planul figurii, atunci liniile magnetice sunt îndreptate în sensul acelor de ceasornic. Dacă curge din avion spre noi, atunci direcția liniilor este în sens invers acelor de ceasornic.

Acum imaginați-vă un magnet în formă de arc. Este ilustrat în figura de mai jos. Formează un câmp magnetic, iar între polii nord și sud liniile sale se aliniază în linii drepte paralele. Mai mult, ei pleacă din cel nordic și intră în cel sudic.

Acum imaginați-vă ce se va întâmpla dacă un conductor prin care trece un curent electric este introdus în câmpul magnetic al unui magnet permanent în formă de arc. Imaginea va fi după cum urmează: pe o parte, direcția liniilor circulare ale câmpului magnetic al acestui conductor merge opus liniilor de câmp ale magnetului. Conform regulii adunării vectoriale, câmpul rezultat va fi slab. Și pe partea opusă, direcția liniilor circulare va coincide cu direcția liniilor de câmp ale magnetului permanent. Prin urmare, în acest loc câmpul rezultat va fi puternic. Datorită diferitelor caracteristici ale câmpului magnetic, conductorul se deplasează dintr-o regiune mai puternică într-una mai slabă.

Puteți aranja un conductor între polii unui magnet permanent în mai multe moduri. Puteți face polul nord cel de sus, sau puteți face polul sud cel de sus. Curentul dintr-un conductor poate veni de la noi într-un experiment, iar spre noi în altele. Aceste mici detalii determină în ce direcție câmpul magnetic va împinge conductorul. Și pentru a o determina cu exactitate, regula stângii este folosită pentru motoarele electrice. Semnificația sa este că, dacă plasați mâna stângă astfel încât liniile câmpului magnetic al unui magnet permanent să taie în palmă și patru degete să privească de-a lungul căii curentului electric în conductor, atunci degetul mare întins la 90 de grade va indica unde acest conductor se va abate.

Pentru trimitere! Forța care forțează un conductor să se miște într-un câmp se numește forță Amperi. Din punct de vedere numeric, este echivalent cu produsul puterii curentului din fir și lungimea acestuia, precum și cu vectorul inducției magnetice a câmpului în care este plasat acest fir. Formulă: F=IBL.

Model DPT

Din bazele teoretice este clar că pentru un motor electric prezența unui câmp magnetic constant este obligatorie. În acest scop, magneții permanenți sunt utilizați la motoarele de curent continuu de putere redusă. Pentru unitățile de putere medie și mare, ar fi necesari magneți foarte voluminosi, astfel încât aceștia sunt înlocuiți cu o înfășurare de excitație, uneori cu un inductor. Prin ele trece curent și formează un câmp magnetic.

Modelul elementar al unui accident este un câmp magnetic uniform, în interiorul căruia este plasat un cadru. Prin ea trece un curent. Mai întâi, se întoarce, iar când ajunge în poziția „orizontală”, se oprește. Această poziție se numește centru mort. Cadrul se oprește deoarece pe de o parte curentul curge într-o direcție, iar pe de altă parte - în sens opus. Aceasta înseamnă că formează câmpuri reciproc inverse. Se compensează unul pentru acțiunile celuilalt, iar mișcarea se oprește. Pentru ca acesta să fie nesfârșit, este nevoie de un alt cadru, legat de primul. Apoi, unul dintre cele două cadre va crea întotdeauna eterogenitate în câmp, ceea ce va forța întregul sistem de cadre să se miște.

Proiectarea și principiul de funcționare a DPT

Designul motorului de curent continuu include:

• Ancoră– partea mobilă a motorului, rotorul acestuia. Din punct de vedere vizual, acestea sunt plăci sau un arbore cu caneluri în care este așezat conductorul;
• Stator– o parte statică care joacă rolul unui magnet de potcoavă. Statorul poate avea mai mult de doi poli, dar vom ilustra funcționarea unui motor electric cu doi poli (figura de mai jos);
• Colector– un comutator care conectează înfăşurarea armăturii la circuitul electric al motorului. Necesar pentru schimbarea direcției curentului într-un fir.

Acum despre cum funcționează un motor de curent continuu:

1. Un curent electric este trimis de-a lungul conductorului superior al armăturii, îndreptat către planul modelului;
2. De-a lungul conductorului inferior al armăturii, curentul electric este îndreptat spre noi din desen;
3. Firele superioare, după regula stângii, sub influența forței Ampere, se deplasează spre dreapta;
4. Firele inferioare după aceeași regulă sunt direcționate spre stânga. Dar, deoarece firele sunt așezate în canelurile arborelui, care combină toate înfășurările într-un singur sistem, întreaga armătură este pusă în mișcare;
5. Când înfășurarea, în care curentul electric se deplasează spre planul circuitului, ajunge în poziția inferioară, conform regulii stângii, va împinge armătura spre stânga. Prin urmare, mișcarea arborelui va fi încetinită;
6. Motoarele sunt proiectate pentru funcționare continuă, astfel încât frânarea armăturii nu trebuie permisă. Pentru a face acest lucru, direcția fluxului de curent electric trebuie schimbată în momentul traversării punctului mort. În acest scop este folosit un colector.

Atenţie! Colectorul schimbă direcția curentului numai în cadru, al cărui rol este jucat prin înfășurarea armăturii. În circuitul extern debitul rămâne același.

Tipuri de DBT

Motoarele PT sunt împărțite în patru grupe:

1. Colector .
   Ele sunt clasificate pe subtipuri:
   1. Cu un colector și un număr par de înfășurări;
   2. Cu o pereche de colectoare și două înfășurări;
   3. Cu trei colectoare și același număr de înfășurări;
   4. Cu patru colectoare și două înfășurări;
   5. Cu patru colectoare și același număr de înfășurări de armătură;
   6. Cu opt colectoare și armătură fără cadru.

Acesta este tipul de motor electric descris mai sus. Avantajele sale sunt pornirea excelentă, nu există dificultăți în inversarea și reglarea turației motorului. Avantajele includ, de asemenea, un dispozitiv simplu și un control ușor. Există un singur dezavantaj - colectorul se uzează foarte repede. Și acesta nu este cel mai ieftin element de motor.

1. Invertor .

Un invertor DPT are aceleași avantaje ca unul de colector. Singura diferență este că comutarea se face electronic prin transmiterea informațiilor de la senzorul de poziție a rotorului. Prin urmare, motorul dobândește un avantaj suplimentar - absența elementelor de uzură, ceea ce face motorul mai economic.

1. DBT unipolar .

Principiul de funcționare al unui astfel de motor se bazează pe aceeași influență a unui câmp magnetic asupra unui conductor care poartă curent. Dar ceea ce este plasat în câmp nu este o înfășurare de sârmă, ci un disc pe o axă. Curentul este furnizat după cum urmează: un contact este conectat la axa discului, iar celălalt la marginea acestuia.

1. Colector universal DPT .

Proiectarea și principiul de funcționare sunt similare cu un motor cu comutator de curent continuu. Diferența este că înfășurarea armăturii poate fi alimentată de la o sursă atât de curent continuu, cât și de curent alternativ. În rețele, curentul electric are o frecvență de 50 Hz. Aceasta înseamnă că curentul curge de 50 de ori pe secundă într-o direcție și de 50 de ori în cealaltă. S-ar părea că ancora în acest caz ar trebui să se rotească cu aceeași frecvență într-o direcție sau alta. Dar acest lucru nu se întâmplă deoarece circuitul comun al motorului este conectat în serie. Și dacă curentul din armătură se schimbă, atunci se schimbă și statorul. Prin urmare, direcția de rotație a arborelui este menținută.

motor DC,

Un motor de curent continuu (DCM) este un mecanism care transformă energia electrică furnizată acestuia în rotație mecanică. Funcționarea unității se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică - asupra unui conductor plasat într-un câmp magnetic acționează o forță Ampere: F = B*I*L, unde L este lungimea conductorului, I este curentul care trece prin conductorul, B este inducerea câmpului magnetic. Această forță dă naștere unui cuplu, care poate fi utilizat în anumite scopuri practice.

Motoarele de curent continuu au următoarele avantaje:

• Simplitatea și fiabilitatea designului.
• Ajustare aproape liniară și caracteristici mecanice, ceea ce asigură ușurința în utilizare.
• Cuplu mare de pornire.
• Dimensiuni compacte (mai ales pronunțate pentru motoarele cu magnet permanenți).
• Posibilitatea de a utiliza același mecanism atât în ​​modul motor, cât și în modul generator.
• Eficiența la sarcină completă este de obicei cu 1-2% mai mare decât cea a mașinilor asincrone și sincrone, iar la sarcină parțială avantajul poate crește până la 15%.

Principalul dezavantaj al acestor dispozitive este costul ridicat al producției lor. De asemenea, merită remarcată necesitatea întreținerii regulate a ansamblului comutator-perie și o anumită limitare a duratei de viață cauzată de uzura acestuia, cu toate acestea, la modelele moderne, aceste deficiențe sunt aproape complet compensate.

Este de remarcat faptul că caracteristicile mecanice și, prin urmare, toți indicatorii de performanță, depind în mare măsură de schema de conectare a înfășurării de excitație. Sunt patru în total:

Figura 1. Motoare electrice asincrone din seria AIRE cu un condensator de lucru Metode de excitare: a - independent, b - paralel, c - secvenţial, d - mixt.

Domenii de aplicare a DPT

În ciuda faptului că marea majoritate a rețelelor electrice oferă tensiune alternativă, motoarele electrice cu curent continuu sunt folosite foarte, foarte pe scară largă. De fapt, toate acționările industriale care necesită un control precis al vitezei sunt implementate pe baza DPT. În plus, mașinile electrice cu magnet permanenți, datorită eficienței și densității mari de putere, sunt utilizate pe scară largă în industria de apărare.

Cu toate acestea, nu trebuie să vă gândiți că nu ați întâlnit personal aceste mecanisme. Absența unor restricții stricte de dimensiune duce la faptul că adesea nu le observăm. De exemplu, în industria auto se folosesc doar motoare electrice cu curent continuu și, în ciuda diferenței de putere, în toate vehiculele de marfă și echipamentele speciale acestea sunt alimentate cu 24 de volți, în timp ce în autoturismele tensiunea lor de funcționare este de 12 volți. Primind energie de la o baterie sau generator, aceștia sunt responsabili de poziționarea scaunelor, controlul oglinzilor, ridicarea și coborârea geamurilor și menținerea temperaturii dorite în cabină.

Cu toate acestea, motoarele electrice de curent continuu pot conduce vehiculele singure, iar aceasta nu este doar plimbări cu jucării cu o baterie de 12 volți. Pentru a simți cât de puternice pot fi aceste dispozitive, este suficient să fii în apropierea unui tren de navetiști care trece, iar moliciunea și acuratețea controlului vitezei sunt demonstrate clar de accelerarea lină a troleibuzelor.

Aceste motoare electrice sunt utilizate pe scară largă atât în ​​transportul electric (metrou, troleibuze, tramvaie, căi ferate electrice suburbane, locomotive electrice), cât și în dispozitive de ridicare (macarale electrice).

După cum știți, un motor electric de curent continuu este un dispozitiv care, cu ajutorul celor două părți structurale principale ale sale, poate transforma energia electrică în energie mecanică. Aceste detalii principale includ:

1. stator - partea staționară/statică a motorului, care conține înfășurările de câmp la care este alimentată;
2. rotorul este partea rotativă a motorului care este responsabilă de rotația mecanică.

Pe lângă părțile principale ale designului motorului de curent continuu menționate mai sus, există și părți auxiliare, cum ar fi:

1. clemă;
2. stâlpi;
3. înfăşurare de excitaţie;
4. înfăşurarea armăturii;
5. colector;
6. perii

Împreună, toate aceste părți alcătuiesc designul integral al unui motor electric de curent continuu. Acum să aruncăm o privire mai atentă la părțile principale ale motorului electric.

Jugul unui motor de curent continuu, care este realizat în principal din fontă sau oțel, este o parte integrantă a statorului sau a părții statice a motorului. Funcția sa principală este de a forma un strat de protecție special pentru părțile interne mai fine ale motorului, precum și de a oferi suport pentru înfășurarea armăturii. În plus, jugul servește ca un capac de protecție pentru polii magnetici și înfășurarea de câmp a motorului de curent continuu, oferind astfel suport pentru întregul sistem de câmp.

Polonii

Polii magnetici ai unui motor de curent continuu sunt piese de carcasă care sunt fixate pe peretele interior al statorului. Proiectarea polilor magnetici conține practic doar două părți, și anume miezul polului și piesa polară, care sunt unite între ele sub influența presiunii hidraulice și atașate la stator.

Video: Proiectarea și asamblarea unui motor DC

Indiferent, cele două părți servesc unor scopuri diferite. Miezul polului, de exemplu, are o secțiune transversală mică și este folosit pentru a ține piesa polară de jug, în timp ce piesa polară, având o suprafață a secțiunii transversale relativ mare, este folosită pentru a răspândi fluxul magnetic creat peste spațiu de aer între stator și rotor pentru a reduce rezistența la pierderi magnetice. În plus, piesa polară are multe caneluri pentru înfășurările de câmp, care creează fluxul magnetic de câmp.

Înfășurările de câmp ale unui motor electric de curent continuu sunt realizate cu bobine de câmp (sârmă de cupru) înfășurate pe canelurile pieselor polare în așa fel încât atunci când curentul de câmp trece prin înfășurare, la polii adiacenți să apară polaritate opusă. În esență, înfășurările de câmp acționează ca un fel de electromagnet care poate crea un flux de excitație în interiorul căruia rotorul motorului electric s-ar roti și apoi îl va opri ușor și eficient.

Înfăşurarea armăturii

Înfășurarea armăturii unui motor de curent continuu este atașată la rotor sau la partea rotativă a mecanismului și, ca urmare, este supusă unui câmp magnetic în schimbare de-a lungul traseului de rotație, ceea ce duce direct la pierderi de magnetizare.

Din acest motiv, rotorul este realizat din mai multe plăci de oțel electric cu histerezis scăzut pentru a reduce pierderile magnetice, cum ar fi pierderea prin histerezis și, respectiv, pierderea curenților turbionari. Plăcile de oțel laminat sunt unite împreună pentru a crea o structură cilindrică pentru corpul armăturii.

Corpul armăturii este format din caneluri (caneluri) din același material ca miezul, la care sunt atașate înfășurările armăturii și câteva spire de sârmă de cupru distribuite uniform de-a lungul periferiei armăturii. Canelurile cu caneluri au îmbinări poroase în formă de pană pentru a preveni îndoirea conductorului din cauza forței centrifuge mari emise în timpul rotației rotorului, precum și în prezența curentului de alimentare și a excitației magnetice.

Există două tipuri de modele de înfășurare a armăturii motorului de curent continuu:

• înfășurarea buclei (în acest caz, numărul de căi de curent paralele între adaptoare (A) este egal cu numărul de poli (P), adică A = P.
• înfășurarea undelor (în acest caz, numărul de căi de curent paralele între adaptoare (A) este întotdeauna egal cu 2, indiferent de numărul de poli, adică mașina este proiectată în consecință).

Colector

Comutatorul unui motor electric de curent continuu este o structură cilindrică din segmente de cupru unite între ele, dar izolată cu mica. Dacă vorbim de DPT, atunci colectorul este folosit aici în principal ca mijloc de comutare sau transmitere a curentului de putere din rețea prin periile motorului electric către înfășurările armăturii montate în structura rotativă.

Perii

Periile motoarelor de curent continuu sunt realizate din structuri de carbon sau grafit, creând un contact de alunecare sau un glisor peste un comutator rotativ. Periile sunt folosite pentru a transfera curentul electric de la circuitul extern la forma rotativă a comutatorului, unde apoi merge la înfășurările armăturii. Comutatorul și periile unui motor electric sunt folosite, în general, pentru a transfera energie electrică dintr-un circuit electric static într-o zonă rotativă mecanic, sau pur și simplu un rotor.

Este alcătuit din elemente de descărcare rotative așezate pe un cadru fixat static. Astfel de dispozitive sunt solicitate pe scară largă în domeniile tehnice în care este necesar să se mărească intervalul de reglare a vitezei și să se mențină o rotație stabilă a unității.

Proiecta

Din punct de vedere structural, un motor electric de curent continuu este format dintr-un rotor (armatură), un inductor, un comutator și perii. Să ne uităm la ce reprezintă fiecare element al sistemului:

1. Rotorul este format din multe bobine care sunt acoperite cu o înfășurare conductivă. Unele motoare de 12 volți de curent continuu conțin până la 10 sau mai multe bobine.
2. Inductorul este o parte staționară a unității. Constă din poli magnetici și un cadru.
3. Colectorul este un element funcțional al motorului sub forma unui cilindru plasat pe un arbore. Conține izolație sub formă de plăci de cupru, precum și proeminențe care sunt în contact de alunecare cu periile motorului.
4. Periile sunt contacte fixe. Proiectat pentru a furniza curent electric rotorului. Cel mai adesea, un motor electric de curent continuu este echipat cu perii de grafit și cupru-grafit. Rotirea arborelui face ca contactele dintre perii și rotor să se închidă și să se deschidă, ceea ce provoacă scântei.

Funcționarea motorului de curent continuu

Mecanismele din această categorie conțin o înfășurare specială de excitație pe partea inductorului, care primește curent continuu, care este ulterior transformat într-un câmp magnetic.

Înfășurarea rotorului este expusă fluxului de electricitate. Din partea câmpului magnetic, acest element structural este influențat de forța Amperi. Ca rezultat, se generează un cuplu, care rotește partea rotorului cu 90 o. Rotirea arborilor de acționare a motorului continuă datorită formării unui efect de comutație asupra ansamblului perie-comutator.

Când curentul electric curge către rotor, care se află sub influența câmpului magnetic al inductorului, motoarele electrice de curent continuu (12 volți) creează un cuplu, care duce la generarea de energie în timpul rotației arborilor. Energia mecanică este transmisă de la rotor la alte elemente ale sistemului printr-o transmisie cu curea.

Tipuri

În prezent, există mai multe categorii de motoare DC:

• Cu excitație independentă - înfășurarea este alimentată de la o sursă de energie independentă.
• Cu excitație în serie - înfășurarea armăturii este conectată în serie cu înfășurarea de excitație.
• Cu excitație paralelă - înfășurarea rotorului este conectată la circuitul electric în paralel cu sursa de alimentare.
• Cu excitație mixtă - motorul conține mai multe înfășurări: seriale și paralele.

Control motor DC

Motorul este pornit datorită funcționării unor reostate speciale, care creează rezistență activă inclusă în circuitul rotorului. Pentru a asigura pornirea lină a mecanismului, reostatul are o structură în trepte.

Pentru a porni reostatul, se folosește toată rezistența acestuia. Pe măsură ce viteza de rotație crește, are loc o contraacțiune, care impune o limită a creșterii puterii curenților de pornire. Treptat, pas cu pas, tensiunea furnizată rotorului crește.

Motorul electric de curent continuu vă permite să reglați viteza de rotație a arborilor de lucru, care se face după cum urmează:

1. Indicatorul de viteză sub cel nominal se corectează prin schimbarea tensiunii pe rotorul unității. În același timp, cuplul rămâne stabil.
2. Rata de funcționare peste cea nominală este reglată de curentul care apare pe înfășurarea câmpului. Valoarea cuplului scade menținând puterea constantă.
3. Elementul rotorului este controlat folosind convertoare tiristoare specializate, care sunt acționări DC.

Avantaje și dezavantaje

Comparând motoarele electrice de curent continuu cu unități care funcționează pe curent alternativ, merită remarcat performanța sporită și eficiența crescută a acestora.

Echipamentele din această categorie fac față bine efectelor negative ale factorilor de mediu. Acest lucru este facilitat de prezența unei carcase complet închise. Designul motoarelor electrice de curent continuu include etanșări care împiedică pătrunderea umidității în sistem.

Protecția sub formă de materiale izolante fiabile face posibilă utilizarea resurselor maxime a unităților. Este permisă utilizarea unui astfel de echipament în condiții de temperatură cuprinse între -50 și +50 o C și umiditate relativă a aerului de aproximativ 98%. Pornirea mecanismului este posibilă după o perioadă lungă de inactivitate.

Printre dezavantajele motoarelor electrice cu curent continuu, pe primul loc se află uzura destul de rapidă a unităților de perii, care necesită costuri de întreținere corespunzătoare. Aceasta include și durata de viață extrem de limitată a colectorului.