Motor DC

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 29 iulie 2021; verificările necesită 4 modificări .

Motorul electric de curent continuu ( DC ) este o mașină electrică de curent continuucare transformă energia electrică de curent continuu în energie mecanică .

Istorie

1834 Jacobi, Boris Semyonovich a construit un motor electric bazat pe principiul atracției și respingerii dintre electromagneți.
1839 Jacobi, Boris Semyonovich a construit o barcă cu un motor electric de curent continuu.

Descrierea colectorului DPT

Acest motor poate fi numit și o mașină DC sincronă cu autosincronizare. Cel mai simplu motor, care este o mașină de curent continuu , constă dintr-un magnet permanent pe un inductor ( stator ), un electromagnet cu poli pronunțați pe armătură (o armătură cu două fire cu poli pronunțați și o înfășurare), un ansamblu perie-colector cu doua placi ( lamele ) si doua perii.

Cel mai simplu motor are două poziții ale rotorului (două „puncte moarte”), din care pornirea automată este imposibilă și un cuplu neuniform. În prima aproximare, câmpul magnetic al polilor statorului este uniform (omogen). În acest caz, cuplul este:

M_{s}=s\cdot 2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(w\cdot t)

unde este numărul de spire ale înfășurării rotorului, $s$

$B$ - inducerea câmpului magnetic al polilor statorului,

$eu$ - curent în înfășurarea rotorului [A],

$L$ — lungimea părții de lucru a înfășurării [m];

$r$ — distanța de la axa rotorului până la partea de lucru a spirei de înfășurare a rotorului ( raza ) [m];

$\păcat$ - sinusul unghiului dintre direcția polului nord-sud al statorului și aceeași direcție în rotor [rad],

$w$ — viteza unghiulară [rad/sec],

$t$ — timp [sec].

Datorită prezenței lățimii unghiulare a periilor și a decalajului unghiular dintre plăcile (lamelele) colectorului în motorul din acest design, există părți ale înfășurării rotorului care sunt scurtcircuitate permanent în mod dinamic de perii. Numărul de piese scurtcircuitate ale înfășurării rotorului este egal cu numărul de perii. Aceste părți scurtcircuitate ale înfășurării rotorului nu participă la crearea cuplului total.

Partea totală a rotorului din cușcă de veveriță la motoarele cu un colector este egală cu:

n\cdot \alpha /(2\cdot \pi )

unde este numărul de perii, $n$

$\alfa$ este lățimea unghiulară a unei perii [radian].

Fără a lua în considerare părțile cuplului scurtcircuitate de perii, cuplul mediu al buclelor (bobinelor) cu curent pe rotație este egal cu aria de sub curba cuplului integral împărțită la lungimea perioadei (1 rotație = ): $s$ $2\pi$

Mkrsr=\left(2\cdot \int \limits _{0}^{\pi }s\cdot 2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(w\cdot t) d(w\cdot t)\right)/(2\cdot \pi )=s\cdot 2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \left(\int \limits _{0}^{ \pi }\sin(w\cdot t)d(w\cdot t)\right)/\pi

Motorul prezentat în fig. 2 , constă din:
- un electromagnet pe stator (stator cu doi poli) cu poli pronunțați și o înfășurare,
- un rotor cu trei dinți și, în consecință, cu trei înfășurări (înfășurările rotorului cu acest design pot fi pornite printr-un stea (într-o mașină cu putere redusă, condițiile de comutare permit o astfel de conexiune) sau un triunghi),
- un ansamblu perie-colector cu trei plăci (lamele) și două perii.
Autopornirea este posibilă din orice poziție a rotorului. Are un cuplu mai puțin inegal decât un motor cu rotor cu doi dinți (Fig. 1).

Motoarele de curent continuu sunt mașini electrice reversibile , adică în anumite condiții pot funcționa ca generatoare de curent continuu .

Abrevierea DCT (motor DC) este nefericită, deoarece numele „motor AC” are aceeași abreviere - DCT. Dar, deoarece motoarele de curent alternativ sunt împărțite în asincrone (AD) și sincrone (SD), abrevierea DPT este denumită motoare de curent continuu.

Stator (inductor)

În funcție de proiectare, fie magneți permanenți (micromotoare), fie electromagneți cu înfășurări de excitație (bobine care induc un flux de excitație magnetică) sunt amplasați pe statorul motorului de curent continuu.

În cel mai simplu caz, statorul are doi poli, adică un magnet cu o pereche de poli. Dar mai des DPT-urile au două perechi de poli. Mai sunt. Pe lângă polii principali de pe stator (inductor), pot fi instalați poli suplimentari, care sunt proiectați pentru a îmbunătăți comutația pe colector.

Rotor (ancoră)

Numărul minim de dinți ai rotorului la care este posibilă pornirea automată din orice poziție a rotorului este de trei. Dintre cei trei poli aparent pronunțați, de fapt, un pol se află întotdeauna în zona de comutație, adică rotorul are cel puțin o pereche de poli (precum și statorul, deoarece altfel funcționarea motorului este imposibilă).

Rotorul oricărui DCT este format din multe bobine, dintre care unele sunt sub tensiune, în funcție de unghiul de rotație al rotorului față de stator. Utilizarea unui număr mare (câteva zeci) de bobine este necesară pentru a reduce neuniformitatea cuplului, pentru a reduce curentul comutat (comutat) și pentru a asigura o interacțiune optimă între câmpurile magnetice ale rotorului și statorului (adică pentru a creează cuplul maxim pe rotor).

La calcularea momentului de inerție al rotorului, în prima aproximare, acesta poate fi considerat un cilindru omogen continuu cu un moment de inerție egal cu:

J_{a}=(1/2)\cdot m\cdot R^{2)

unde este masa cilindrului (rotorului), $m$

a este raza cilindrului (rotorului). $R$

Colectionar

Colectorul ( ansamblul perie-colector ) îndeplinește simultan două funcții: este un senzor al poziției unghiulare a rotorului și un comutator de curent cu contacte glisante.

Modelele de colecție vin în multe soiuri.

Ieșirile tuturor bobinelor sunt combinate într-un ansamblu colector. Ansamblul colector este de obicei un inel de plăci-contact (lamele) izolate unele de altele, situate de-a lungul axei (de-a lungul axei) rotorului. Există și alte modele ale ansamblului colector.

Ansamblul periei este necesar pentru a furniza energie electrică la bobinele unui rotor rotativ și pentru a comuta curentul în înfășurările rotorului. Perie - contact fix (de obicei grafit sau cupru-grafit).

Periile deschid și închid plăcile de contact ale colectorului rotorului cu frecvență înaltă. Ca urmare, în timpul funcționării DCT, în înfășurările rotorului au loc procese tranzitorii . Aceste procese duc la scântei pe colector, ceea ce reduce semnificativ fiabilitatea motorului de curent continuu. Pentru a reduce scânteile sunt utilizate diferite metode, principala fiind instalarea de stâlpi suplimentari.

La curenți mari, în rotorul DCT apar tranzitorii puternice, în urma cărora scânteia poate acoperi în mod constant toate plăcile colectoare, indiferent de poziția periilor. Acest fenomen se numește scânteie inelului colector sau „foc rotund”. Scânteile inelelor sunt periculoase deoarece toate plăcile colectoare se ard în același timp și durata de viață a acestuia este redusă semnificativ. Vizual, scânteia inelului apare ca un inel luminos lângă colector. Efectul de scânteie al inelului colector este inacceptabil. La proiectarea acționărilor, sunt stabilite restricții corespunzătoare cuplurilor maxime (și, în consecință, curenților din rotor) dezvoltați de motor.

Cum funcționează

Principiul de funcționare a unui motor de curent continuu poate avea două descrieri:

1. cadru mobil (două tije cu capete închise) cu curent în câmpul magnetic al statorului

2. interacțiunea câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului.

Un cadru cu un curent, într-un câmp magnetic uniform al polilor statorului cu inducție , pe două tije ale cadrului cu lungimea , și cu un curent , acționează forța Ampère , o valoare constantă, egală cu: $B$ $L$ $eu$ $F$

F=B\cdot I\cdot L

și îndreptate în direcții opuse.

Aceste forțe sunt aplicate umerilor egale cu: $p$

p=r\cdot \sin(w\cdot t)

, unde este raza cadrului;

r

și creați un cuplu egal cu: $M_{k}$

M_{k}=F\cdot p=B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(w\cdot t)

Pentru două tije de cadru, cuplul total este:

M_{k}s=2\cdot M_{k}=2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(w\cdot t)

Practic (datorită faptului că lățimea unghiulară a periei (în radiani ) este puțin mai mică decât lățimea unghiulară a golului , între plăcile (lamelele) colectorului, astfel încât sursa de alimentare să nu scurtcircuiteze) patru piese mici sub curba cuplului, egale cu: $\alfa$ $\beta$

2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int \limits _{0}^{\delta /2}\sin(w\cdot t)d(w\cdot t)

, unde ,

\delta =\beta -\alpha

nu participa la crearea cuplului total.

Cu numărul de spire în înfășurare egal cu , cuplul va fi egal cu: $s$

M_{s}=s\cdot 2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(w\cdot t)

Cel mai mare cuplu va fi la unghiul de rotație al cadrului egal cu:, adică la un unghi de 90 °. $\pi/2$

La acest unghi de rotație a cadrului cu curentul, vectorii câmpurilor magnetice ale statorului și rotorului (cadrului) vor fi perpendiculari unul pe celălalt, adică la un unghi de 90 °. Când unghiul de rotație al rotorului (cadului) este de 180°, cuplul este zero (datorită brațului zero), dar forțele nu sunt zero, iar această poziție a rotorului (cadru), în absența comutării curentului , este foarte stabil și este similar cu un pas într-un motor pas cu pas .

Fără a lua în considerare părțile cuplului scurtcircuitat de perii, cuplul mediu pe rotație (perioada) este egal cu aria de sub curba cuplului integral împărțită la lungimea perioadei : $(2\cdot \pi )$

Mkrsr=\left(2\cdot \int \limits _{0}^{\pi }B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(w\cdot t)d(w\cdot t )\right)/(2\cdot \pi )=B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \left(\int \limits _{0}^{\pi }\sin(w\cdot t)d (w\cdot t)\dreapta)/\pi

Cu spire în înfășurare: $s$

Mkrsr=s\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \left(\int \limits _{0}^{\pi }\sin(w\cdot t)d(w\cdot t )\dreapta)/\pi

Două cadre cu curent într-un câmp magnetic uniform al polilor statorului

Dacă pe rotorul mașinii este instalat un al doilea cadru, deplasat față de primul printr-un unghi , atunci se va obține un rotor cu patru poli. $\pi/2$

Momentul celui de-al doilea cadru:

M_{c}=2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(\omega t+\pi /2)=2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \cos(\omega t)

Momentul total al ambelor cadre:

M_{k}=M_{s}+M_{c}=2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\sin(\omega t)+\cos(\omega t))

Astfel, se dovedește că cuplul depinde de unghiul de rotație al rotorului, dar denivelările sunt mai mici decât cu un cadru. În plus, se adaugă autopornirea din orice poziție a rotorului. În acest caz, al doilea cadru va necesita un al doilea colector (ansamblu perie-colector). Ambele noduri sunt conectate în paralel, în timp ce comutarea curentului în cadrul cadrului are loc la intervale cu cel mai mic curent din cadrul cadrului, cu o conexiune serială, comutarea curentului într-unul dintre cadre (ruperea circuitului) are loc în timpul curentului maxim în celălalt. cadru. În practică, datorită faptului că lățimea unghiulară a periei (în radiani ) este puțin mai mică decât lățimea unghiulară a spațiului (în radiani ) dintre plăcile colectoare (lamele), opt părți mici sub curba cuplului sunt egale cu : $\alfa$ $\beta$

2\cdot B\cdot I\cdot L\cdot r\int \limits _{0}^{\Delta /2}\sin(\omega t)\cdot d(\omega t)

, unde ,

\Delta =\beta -\alpha

nu participa la crearea cuplului total.

Cadru cu curent într-un câmp magnetic neuniform al polilor statorului

Dacă câmpul magnetic al polilor statorului este neuniform și se modifică în raport cu tijele cadrului conform legii:

B=B_{m}\cdot \sin(\omega \cdot t)

atunci cuplul pentru o tijă va fi egal cu:

M=B_{m}\cdot \sin(\omega \cdot t)\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \sin(\omega \cdot t)=B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\sin(\omega \cdot t))^{2}

pentru doua lansete:

M_{s}=2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\sin(\omega \cdot t))^{2)

pentru un cadru de bobine: $s$

M_{s}s=s\cdot 2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\sin(\omega \cdot t))^{2)

Cele patru părți sub curba cuplului, care sunt egale cu:

s\cdot 2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int \limits _{0}^{\delta /2}(\sin(\omega \cdot t)) ^{2}d(\omega \cdot t).

Fără a lua în considerare părțile cuplului scurtcircuitate de perii, cuplul mediu pe rotație (perioada) este egal cu aria de sub curba integrală împărțită la lungimea perioadei : $(2\cdot \pi )$

Mkrsr=2\cdot \int \limits _{0}^{\pi }B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\sin(\omega \cdot t))^{2 }d(\omega \cdot t)/(2\cdot \pi )=B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int \limits _{0}^{\pi }(\sin( \omega \cdot t))^{2}d(\omega \cdot t)/\pi

Cu spire în înfășurare: $s$

Mkrsr=(s\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int \limits _{0}^{\pi }(\sin(\omega \cdot t))^{ 2}d(\omega \cdot t))/\pi

Două cadre cu curent într-un câmp magnetic neuniform al polilor statorului

Pentru al doilea cadru (cosinus):

\sin(w\cdot t+\pi /2)=\cos(w\cdot t)

;

cuplul de la al doilea cadru (cosinus) va fi egal cu:

M_{c}=2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot (\cos(w\cdot t))^{2)

cuplul total de la ambele cadre este:

M_{k}=M_{s}+M_{c}=2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot ((\sin(w\cdot t))^{2 }+(\cos(w\cdot t))^{2})=2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r

adică este constantă și nu depinde de unghiul de rotație al rotorului.

Practic, datorită prezenței unui decalaj, opt piese mici, sub curba cuplului, sunt egale cu:

2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int \limits _{0}^{\delta /2}(\sin(w\cdot t))^{2} d(w\cdot t)

fiecare, nu participa la crearea cuplului.

Pentru a calcula momentul de inerție al rotorului, se poate considera, în prima aproximare, un cilindru solid omogen cu momentul de inerție:

J_{a}=(1/2)\cdot m\cdot R^{2)

, unde este masa cilindrului (rotorului), este raza cilindrului (rotorului).

m

R

Interacțiunea câmpurilor magnetice

Lucrarea asupra rotației rotorului (cadru cu curent) se realizează nu datorită energiei unui câmp magnetic extern (câmp statoric), ci datorită unei surse de curent care menține un curent constant în circuitul buclei. Odată cu modificările fluxului magnetic care pătrunde în circuit (cadru cu curent) în timpul rotației, în acest circuit apare o fem. inducție, direcționată opusă fem. sursa actuala. În consecință, sursa de curent , pe lângă munca cheltuită pentru eliberarea căldurii Lenz-Joule, trebuie să efectueze un lucru suplimentar împotriva fem. inducţie. Însuși procesul de rotație are loc datorită forței Ampere care acționează asupra unui conductor cu curent electric situat într-un câmp magnetic. Opinia corectă este că rotorul (cadru cu curent) este pus în mișcare datorită faptului că câmpul său magnetic este respins de câmpul magnetic al statorului.

Proprietatea autoreglementării

Toate motoarele de curent continuu creează automat un cuplu egal cu momentul de rezistență pe arbore, în timp ce viteza este menținută constantă [1] .

Să presupunem că momentul de rezistență a crescut și a devenit mai mare decât momentul de rotație . În conformitate cu ecuația mecanicii , apare o accelerație negativă și viteza armăturii începe să scadă. Pe măsură ce viteza armăturii scade, back-emf scade , iar curentul armăturii și cuplul cresc. Când cuplul devine egal cu momentul crescut de rezistență, acesta va deveni egal cu zero și se va stabili o nouă viteză constantă . $M_{r)$ $M_{d)$ $M_{d}-M_{r}=J{\frac {d\Omega {dt)}$ ${\frac {d\Omega {dt}}<0$ $n={\frac {60\Omega }{2\pi }}$ $E=C_{e}n\Phi$ $I={\frac {UE}{R}}$ $M_{d}=C_{m}\Phi I$ ${\frac {d\Omega {dt}}$ $n2<n1$

Clasificare

DCT-urile sunt clasificate în funcție de tipul de sistem magnetic al statorului:

cu magneți permanenți (PDM)
cu electromagneti:
- cu pornire independentă a înfășurărilor (excitare independentă);
- cu conexiune serială a înfășurărilor (excitație în serie);
- cu conexiune paralelă a înfășurărilor (excitație paralelă);
- cu includere mixtă de înfășurări (excitație mixtă):
  - cu predominanța înfășurării în serie;
  - cu predominanţa înfăşurării paralele.

Tipul de conectare a înfășurărilor statorului afectează în mod semnificativ tracțiunea și caracteristicile electrice ale motorului electric.

Soiuri

Colector, cu comutator de curent perie-colector

Cu un colector (ansamblu perie-colector) și înfășurări, unde este numărul de perechi de poli rotori, cu conectarea înfășurărilor rotorului într-un inel (conform acestei clasificări, motorul din Fig. 2 este unul și jumătate, are o pereche și jumătate de poli și înfășurări ale rotorului). Au o parte mare, scurtcircuitată de perii, a înfășurării rotorului, egală cu: $2\cdot n$ $n$ $2\cdot 1{,}5=3$

k\cdot \alpha /(2\cdot \pi )

, unde este numărul de perii, este lățimea unghiulară a unei perii (rad), este numărul de pi (3,14 ...).

k

\alfa

\pi

Cu doi colectori (noduri perie-colector, în cele fără perii - cu un invertor pe două punți paralele) și două înfășurări de sinus și cosinus (sinus-cosinus, bifazic) cu un câmp magnetic neuniform (în formă de sinus) de polii statorului. Au o mică parte nefuncțională sub curba cuplului, egală cu:

8\cdot 2\cdot B_{m}\cdot I\cdot L\cdot r\cdot \int \limits _{0}^{\delta /2}(\sin(w\cdot t))^ {2}d(w\cdot t)

, unde , a este lățimea unghiulară a golului dintre plăcile colectoare (lamele).

\delta =\beta -\alpha

\beta

Similar cu două faze fără perii.

Cu trei colectoare și trei înfășurări (în brushless cu un invertor pe trei punți paralele, trifazat).

Cu patru colectoare (unități perie-colector) și două înfășurări sinus și cosinus (sinus-cosinus), speciale. Designul special al colectorului cu patru colectoare (un colector pe o perie) permite reducerea părții nefuncționale a cuplului la aproape zero (partea nefuncțională a cuplului din acest motor depinde de precizia pieselor) și faceți ca partea utilizată a cuplului să fie independentă de lățimea unghiulară a periei. În acest caz, lățimea unghiulară a unei plăci colectoare este egală cu:

\gamma =\pi -\alpha

, unde este lățimea unghiulară a unei perii.

\alfa

Cu patru colectoare și patru înfășurări (în cele fără perii - cu un invertor pe patru punți paralele, cu patru faze).

Cu opt colectoare (unități de colectare perii). În acest motor, nu mai există cadre, iar curentul este furnizat prin colectoare la tijele individuale ale rotorului.

Si etc.

Fără perii, cu comutator electronic de curent

Analogul electronic al ansamblului perie-colector este un invertor cu un senzor de poziție a rotorului (RPS) ( motor comutat ).

Rotorul este un magnet permanent, iar înfășurările statorului sunt comutate de circuite electronice - invertoare .

Un motor DC fără perii cu un redresor (punte) poate înlocui un motor colector universal ( UKD ).

Alte tipuri de motoare DC

Motor electric unipolar ( generator unipolar )
Motor colector universal , - funcționează atât pe curent continuu, cât și pe curent alternativ. Se folosește la uneltele electrice de mână ( burghiuțe electrice, ferăstraie electrice, ferăstraie electrice, avioane electrice etc.), aspiratoare, râșnițe de cafea, blendere etc.

Management

Principalele formule utilizate în managementul DPT:

Viteza motorului:

\omega ={\frac {U-IR}{C\Phi }}

unde este tensiunea furnizată înfășurării armăturii, $U$

$eu$ - curent de înfășurare a armăturii,

$R$ - rezistența circuitului armăturii,

$C$ este constanta constructivă,

$\Phi$ - fluxul creat de înfăşurarea de excitaţie.

Cuplul dezvoltat de un motor cu excitație independentă (paralelă) este proporțional cu curentul din înfășurarea armăturii (rotor) (pentru motoarele cu excitație în serie, cuplul este aproximativ proporțional cu pătratul curentului, deoarece fluxul este aproape proporțional cu actual):

$M=C_{m}\Phi I$

EMF din spate în înfășurările armăturii este proporțională cu frecvența unghiulară de rotație a rotorului b la un flux de excitație constant Φ:

E=k_{e}\cdot \omega

, unde este coeficientul EMF al motorului, este viteza unghiulară a rotorului.

k_{e}

\omega

Modalități generale de gestionare a DPT:

modificarea tensiunii furnizate înfășurării armăturii;
introducerea unei rezistențe suplimentare în circuitul armăturii;
modificarea fluxului (reglarea excitației).

Caracteristici mecanice

Dependența frecvenței de cuplul de pe arborele DCT este afișată sub formă de grafic. Axa orizontală ( abscisa ) este momentul pe arborele rotorului, axa verticală (ordonată) este viteza rotorului. Caracteristica mecanică a DPT este o linie dreaptă cu pantă negativă.

Caracteristica mecanică a DCT este construită la o anumită tensiune de alimentare a înfășurărilor rotorului. În cazul construcției caracteristicilor pentru mai multe valori ale tensiunii de alimentare, se vorbește despre o familie de caracteristici mecanice DCT.

Caracteristica de reglare

Dependența vitezei rotorului de tensiunea de alimentare a înfășurărilor rotorului DCT este afișată sub formă de grafic. Axa orizontală (abscisa) este tensiunea de alimentare a înfășurărilor rotorului, axa verticală (ordonată) este viteza rotorului. Caracteristica de control DPT este o linie dreaptă cu o pantă pozitivă.

Caracteristica de control a DPT este construită la un moment dat dezvoltat de motor. În cazul construirii caracteristicilor de control pentru mai multe valori ale cuplului pe arborele rotorului, se vorbește despre o familie de caracteristici de control ale DPT.

Moduri de operare

Modul motor

În intervalul de schimbare a vitezei arborelui motorului de la zero la mașina funcționează ca un motor, a cărui turație depinde de sarcină. [2] $\Omega _{0}={\frac {V_{0}}{K_{E}}}$

Modul generator

Lăsați un motor de curent continuu să fie alimentat și nu există nicio sarcină mecanică pe arborele său. Apoi frecvența de rotație a rotorului său . Aici este emf constantă. Dacă, cu ajutorul unui moment extern, arborele motorului este forțat să se rotească cu o viteză , atunci EMF la bornele motorului va fi mai mare decât tensiunea aplicată motorului . Ca urmare, curentul electric își va schimba direcția și va curge înapoi din motorul electric, care s-a transformat într-un generator electric, într-o sursă de energie ( recuperare energie electrică ). Curentul electric de regenerare , unde este rezistența armăturii. În procesul de recuperare, motorul electric transformă lucrul mecanic al momentului forțelor exterioare aplicate arborelui său în putere electrică: . O parte din această putere este transformată în căldură în timpul încălzirii motorului: . Restul puterii este regenerată la sursa de alimentare: [2] . $V_{{0}}$ $\Omega _{0}={\frac {V_{0}}{K_{E}}}$ $K_{E}$ $\Omega _{R}>\Omega _{0}$ $V_{R}={K_{E}}\Omega _{R}$ $V_{{0}}$ ${\displaystyle I_{R}={\frac {V_{R}-V_{0}}{R_{A))))$ $R_{a}$ $P_{R}=V_{R}I_{R}=K_{E}\Omega _{R}I_{R)$ $P_{L}=R_{A}I_{R}^{2}$ $P_{S}=P_{R}-P_{L}=K_{E}\Omega _{R}I_{R}-R_{A}I_{R}^{2}=V_{0} eu_{R}$

Modul frânare

În modul de frânare al motorului electric, care creează un cuplu direcționat, de exemplu, în sensul acelor de ceasornic, asupra arborelui său un moment mai mare aplicat în sens invers acelor de ceasornic. Ca rezultat, sensul de rotație al motorului este inversat, iar polaritatea EMF din spate este inversată și devine aceeași cu polaritatea tensiunii aplicate . Curentul trece prin înfășurarea motorului : Pentru a comuta la modul de frânare al motorului care funcționează în modul motor, modificați polaritatea tensiunii aplicate acestuia. Ca urmare, motorul intră în modul de frânare până când sensul de rotație se schimbă. În modul de frânare, energia electrică furnizată motorului dintr-o sursă externă și munca momentului forțelor externe aplicate axei acestuia sunt convertite în căldură. [2] $V_{T}$ $V_{{0}}$ ${\displaystyle I_{T}={\frac {|V_{T}|+V_{0}}{R_{A))))$

Aplicație

Macarale din diverse industrii grele
Acționare, cu cerințe pentru reglarea vitezei într-o gamă largă și cuplu mare de pornire (ascensoare, laminoare și laminoare ( înflorituri , plăci ))
Mecanismul de antrenare al presiunii / tensionării și rotației excavatoarelor
Motoare electrice de tracțiune ale locomotivelor diesel , locomotivelor electrice , navelor cu motor , basculantelor pentru minerit etc.
Demaroare electrice pentru mașini , tractoare , etc. Pentru a reduce tensiunea nominală de alimentare la demaroarele auto, se folosește un motor de curent continuu cu patru perii. Datorită acestui fapt, rezistența complexă echivalentă a rotorului este redusă de aproape patru ori. Statorul unui astfel de motor are patru poli (două perechi de poli). Curentul de pornire la demaroarele auto este de aproximativ 200 de amperi. Modul de operare este pe termen scurt.
Motoarele miniaturale de curent continuu de joasă tensiune sunt utilizate pe scară largă într-o varietate de dispozitive: jucării, computere, echipamente de birou, vehicule (de exemplu, ștergătoarele de parbriz), unelte electrice fără fir și multe altele.

Avantaje și dezavantaje

Avantaje:

simplitatea dispozitivului și a gestionării;
caracteristicile mecanice și de reglare aproape liniare ale motorului;
ușor de reglat viteza;
proprietăți bune de pornire (cuplu mare de pornire), (cel mai mare cuplu de pornire pentru DCT cu excitație în serie);
mai compact decât alte motoare (dacă se folosesc magneți permanenți puternici în stator);
Deoarece DPT-urile sunt mașini reversibile, devine posibilă utilizarea lor atât în modul motor, cât și în modul generator.

Defecte:

cost ridicat de producție;
pentru a alimenta motorul electric de la rețeaua de curent alternativ, este necesar să se utilizeze dispozitive redresoare, iar pentru motoarele cu excitație independentă, adesea separate pentru înfășurările de armătură și excitație;
necesitatea întreținerii preventive a ansamblurilor colector-perie;
durata de viață limitată din cauza uzurii colectorului;
motoarele cu excitație în serie trebuie neapărat să fie acționate cu o sarcină pe arbore pentru a evita creșterea necontrolată a vitezei și distrugerea motorului (" fuga ").

Vezi și

Note

↑ Gerasimov V. G., Kuznetsov E. V., Nikolaeva O. V. Inginerie electrică și electronică. Carte. 2. Dispozitive electromagnetice și mașini electrice. - M.: Energoatomizdat, 1996. - S. 62. - ISBN 5-283-05005-X .
↑ 1 2 3 Kenyo T., Nagamori S. Motoare DC cu magneți permanenți. - M., Energoatomizdat, 1989. - p. 16-19

Link -uri

Literatură

Kenyo T., Nagamori S. Motoare de curent continuu cu magneți permanenți. — M .: Energoatomizdat, 1989. — 184 p. — ISBN 5-283-02464-4 .

Motoare

Motoare cu ardere internă (cu excepția turbinei )

reciproc

Numărul de cicluri	Motor în doi timpi motor Lenoir Motor în patru timpi Motor în cinci timpi rotativ Motor în șase timpi
Aranjamentul cilindrului	motor în linie U-motor motor boxer H-motor motor V Motor VR motor W motor stea rotind X-motor
Tipuri de piston	Piston liber Motor cu contrapiston deltoid Axial
Metoda de aprindere	Motorină Carburator de compresie Încălzire și compresie Carburator strălucitor aprinderea bateriei Magneto Arc și bujii

Rotativ

Combinate

hibrid
motor Hesselmann

Jet de aer

Principalele tipuri

Necomprimat	Flux direct Pulsând
Turboreactor	Turboventilator (cu două circuite) Turboprop Turbopropfan Turboax

Modificări
și sisteme hibride

Vezi și: Motoare cu turbină cu gaz

motoare rachete

Chimic

Lichid	Buclă închisă buclă deschisă cu tranziție de fază motor Walther
Alte	Combustibil solid Hibrid de combustibil

Nuclear

Electric

Plasma
- accelerator electromagnetic VASIMR
ionic
Electrotermic
Electrostatic

Alte

Motoare cu ardere externă

Turbine și mecanisme cu turbine în compoziție

După tipul corpului de lucru

Gaz	Uzina cu turbine cu gaz centrala electrica cu turbina cu gaz Motoare cu turbine cu gaz
Aburi	Centrală cu ciclu combinat Turbina de condensare
hidraulic	turbină cu elice

Prin caracteristicile de proiectare

Motoare electrice
Curent continuu Curent alternativ Polifazic Trei faze În două faze fază singulară universal
Asincron	motor condensator
Sincron	Fără perii (motor comutat) Colector Supapă reactivă Stepper
Alte	Liniar Histerezis Unipolar cu ultrasunete motor mendocino

Motoare biologice
proteine motorii	Actină Dinein Kinesin Miozina Tropomiozina troponina Flagelina

Vezi si mașină cu mișcare perpetuă Motorreductor motor din cauciuc