motor de corriente continua: el principio de acción. motor de corriente continua: el dispositivo

En primer lugar inventado en el siglo 19. La máquina eléctrica rotativa es un motor de corriente continua. El principio de funcionamiento se ha conocido desde mediados del siglo pasado hasta la actualidad motores de corriente continua (DPT) continúan sirviendo fielmente a la persona, poniendo en marcha una variedad de máquinas y mecanismos útiles.

La primera DPT

A partir de los años 30 del siglo 19 en su desarrollo que han pasado por varias etapas. El hecho es que hasta el final de los motores de siglo pasado alternadores única fuente de poder era una celda galvánica. Por lo tanto, todos los primeros motores eléctricos sólo puede funcionar con corriente continua.

¿Cuál fue el primer motor de corriente continua? El principio de funcionamiento del dispositivo y los motores se están construyendo en la primera mitad del siglo 19, es el siguiente. El campo principal era un conjunto fijo de imanes o electroimanes varilla permanente, no tienen un circuito magnético cerrado general. De polos salientes del inducido formado varios imanes de barra separados sobre un eje común, que se acciona por las fuerzas repulsivas y atractivas a los polos del inductor. Los representantes típicos de ellos eran motores W. Ricci (1833) y B. Jacoby (1834) equipado con interruptores mecánicos la corriente en los electroimanes con las armaduras contactos móviles en el circuito del devanado del inducido.

A medida que el motor está en marcha Jacobi

¿Cuál fue este principio de funcionamiento de la máquina? Motor Jacobi de corriente constante y sus análogos poseen par electromagnético pulsante. Durante el tiempo de convergencia de los polos opuestos de la armadura y el inductor de par motor fuerza de atracción magnética rápidamente alcanzó un máximo. Entonces, cuando la ubicación del poste de la armadura frente a los polos del inductor, un interruptor mecánico y romper la corriente en los electroimanes de la armadura. Par motor se reduce a cero. Debido a la inercia de la armadura y las impulsadas polos mecanismo de anclaje fuera de debajo de los polos del inductor, en este punto en ellos de la corriente del interruptor se suministra en la dirección opuesta, su polaridad también se invierte, y la fuerza de la gravedad para el polo más próximo de la bobina se sustituye por una fuerza de repulsión. Por lo tanto, el motor gira de Jacobi choques sucesivos.

Parece anclaje anular

En el núcleo del motor solenoides de inducido actual Jacobi periódicamente desconectado, crean un campo magnético desapareció, y su energía se transforma en pérdidas de calor en los bobinados. Por lo tanto, la armadura conversión electromecánica fuente de alimentación de corriente (celda electroquímica) en mecánica se produjo en el mismo de forma intermitente. Lo que se necesitaba se cerró con un motor de bobinado continua corriente que fluiría constante durante todo el tiempo de su funcionamiento.

Y tal fuhtufn se estableció en 1860. Un Pachinotti. Lo que es diferente de sus predecesores motor de corriente continua? El principio de funcionamiento del motor y el dispositivo de Pachinotti siguiente. Como anclajes que utiliza un anillo de acero con radios fijos sobre un eje vertical. En este caso, el ancla no tenía polos salientes. Se convirtió en neyavnopolyusnym.

bobina de devanado de inducido se enrolla entre los radios del anillo, los extremos de los cuales están conectados en serie en el anclaje, y desde los puntos de conexión de cada uno de dos bobinas se hicieron grifo conectado a placas colectoras dispuestas a lo largo de la circunferencia de la parte inferior del eje del motor, el número de los cuales es igual al número de bobinas. Toda la armadura estaba cerrado sobre sí mismo y los puntos de conexión en serie de sus bobinas están conectadas a placas colectoras adyacentes, que se deslizan sobre un par de rodillos de alimentación de corriente.

El anclaje anular se ha colocado entre los polos de dos electroimanes fijos inductor-estator, de modo que las líneas de fuerza creada por ellos excitación del campo magnético incluido en la superficie cilíndrica exterior de la armadura del motor en la excitación polo norte pasado a través de la armadura anular, sin moverse en el interior de su agujero, y viene a cabo bajo polo sur.

A medida que el motor está en marcha Pachinotti

Lo que tenía un principio de acción? motor de corriente continua Pachinotti trabajó de la misma manera como DPT moderna.

El campo magnético de polos del inductor con polaridades esto siempre ha sido un cierto número de conductores de la corriente de inducido con dirección constante de bobinado, en el que el inductor bajo los diferentes polos de la dirección de la corriente del inducido se ha invertido. Esto se logró mediante la colocación de los rodillos de alimentación de corriente, que actúan como cepillos, en el espacio entre los polos del inductor. Por lo tanto la corriente de inducido instantánea fluyó a la bobina a través del rodillo, la placa de colector y unida a la misma grifos, que está también en el espacio entre los polos, entonces fluido en direcciones opuestas a lo largo de dos poluobmotkam-ramas, y finalmente fluido a través de la línea de rama, una placa de colector y el rodillo en otro interpolar intervalo. De este modo, el ancla helicoidal bajo los polos del inductor cambia, pero la dirección del flujo de corriente se mantuvo sin cambios en ellos.

Por la ley de Ampere, para cada conductor de la bobina de la armadura con la corriente en el campo magnético del polo inductor, una fuerza que está determinada por la dirección de la conocida regla "mano izquierda". Con respecto al eje del motor, este poder de crear torque, y la suma de los momentos de todas estas fuerzas da el tiempo total de la DPT, que ya está en varias placas colectoras es casi constante.

DPT y con un devanado de inducido anular grammovskoy

Como ocurría a menudo en la historia de la ciencia y la tecnología, no se utilizara la invención A. Pachinotti. Se quedó en el olvido durante 10 años hasta que en 1870 se repite de forma independiente el franco-alemán inventor H. Gramm en un diseño similar del generador de corriente continua. En estas máquinas, el eje de rotación es horizontal y se ha utilizado escobillas de carbón de deslizamiento a lo largo de las placas colectoras diseños casi contemporáneos. Por los 70º años del siglo 19 el principio de reversibilidad de las máquinas eléctricas se ha convertido en un conocido, y la máquina Gramm utilizado como generador y motor de corriente continua. Su principio de funcionamiento ya se ha descrito anteriormente.

A pesar de que la invención de la armadura anillo fue un paso importante en el desarrollo de DPT, su bobinado (llamado grammovskoy) tenía un inconveniente significativo. El campo magnético de los polos del inductor son sólo los de sus conductores (denominado activo), que se encontraba bajo estas polos en la superficie cilíndrica exterior de la armadura. Para ellos fue acompañada por la magnética fuerza de Ampere, un par de giro con respecto al eje motor. Esos conductores inactivos que pasan a través del anclaje anillo de apertura no participaron en la creación del momento. Ellos sólo son inútiles disipan energía en forma de pérdida de calor.

Desde el anillo de anclaje al tambor

Frente a esta deficiencia anclas anillo tuvieron éxito en 1873 por el famoso alemán eléctrica F. Gefner-Alteneku. ¿Cómo funcionó motor de corriente continua? El principio de funcionamiento del dispositivo, su estator inductor es el mismo que el motor con el anillo de bobinado. Pero el diseño de la armadura y su devanado cambiado.

Gefner-Altenek señaló que la dirección de la corriente del inducido que fluye desde el cepillo fijo, en los conductores grammovskoy devanado de excitación en los polos adyacentes están siempre opuesta, es decir se pueden incorporar en los devanados situados en la superficie cilíndrica exterior de la bobina con una anchura (pitch) igual a la distancia entre polos (la circunferencia de la armadura, a uno de los polos de la excitación).

En este caso, se hace innecesario en el orificio circular de la armadura, y que se convierte en un cilindro sólido (tambor). Este bobinado y anclaje en sí recibió el nombre del tambor. El consumo de cobre en él con el mismo número de conductores activos es mucho menor que en el devanado grammovskoy.

engranajes se convierte en el ancla

Las máquinas y la superficie de anclaje Alteneka Gramm-Gefner era lisa, y sus conductores de devanado dispuestos en la brecha entre el mismo y los polos del inductor. La distancia entre la superficie cilíndrica cóncava de los polos de excitación y la superficie convexa del inducido alcanza varios milímetros. Por lo tanto, para crear una fuerza de campo magnético deseado requerido para aplicar las bobinas de excitación con una gran fuerza magnetomotriz (con un gran número de vueltas). Esto aumentó en gran medida el tamaño y el peso de los motores. Además, la superficie lisa de las bobinas de la armadura era difícil de solucionar. Pero, ¿cómo puede ser? De hecho, para la acción en el conductor con una fuerza de Ampere actual debe estar en los puntos en el espacio con altos campos magnéticos (con una densidad de flujo magnético).

Resultó que esto no es necesario. inventor H. Maxim pistola Americana mostró que si el ancla realizar engranaje del tambor, y las ranuras formadas entre los dientes para colocar el devanado de la bobina de tambor, la brecha entre los polos y la excitación puede ser reducido a fracciones de milímetro. Es posible reducir significativamente el tamaño de las bobinas de excitación, pero el DPT par no se redujo.

Como las funciones de un motor de este tipo DC? El principio de funcionamiento se basa en el hecho de que la fuerza magnética de anclaje de dientes no se aplica a los conductores en sus ranuras (campo magnético en ellos es prácticamente ausente), y para los propios dientes. La presencia de corriente en el conductor en la ranura es crítica para la aparición de esta fuerza.

¿Cómo deshacerse de las corrientes de Foucault

Otra mejora importante hizo famoso inventor TA Edison. Lo que añade al motor de corriente continua? El principio de funcionamiento se ha mantenido sin cambios, pero el material del que hizo su anclaje cambió. En lugar de la antigua masiva que era un fino laminado eléctricamente aisladas unas de otras por láminas de acero. Esto redujo la magnitud de las corrientes parásitas (corrientes de Foucault) en la armadura, lo que aumentó la eficiencia del motor.

El principio de funcionamiento del motor de corriente continua

Brevemente se puede formular como sigue: cuando se conecta el devanado de inducido del motor excitado a una fuente de alimentación en el mismo surge corriente grande llamado la irrupción y superior a varias veces el valor nominal. Además, en virtud de los polos de excitación de dirección de la polaridad opuesta de las corrientes en los conductores del devanado de la misma opuesto de la armadura como se muestra en la figura siguiente. De acuerdo con la regla, "mano izquierda", estas guías son el Ampere fuerza una dirección hacia la izquierda y lleva la armadura para girar. En el arrollamiento de armadura conductores inducidos fuerza electromotriz (back-EMF), dirigidos en sentidos opuestos a la fuente de tensión de alimentación. A medida que aumenta la aceleración de la armadura y de la fuerza contraelectromotriz en su bobinado. En consecuencia, la corriente del inducido se reduce de la partida para el valor correspondiente a las características del punto de funcionamiento del motor.

Para aumentar la velocidad de rotación de la armadura, es necesario o bien para aumentar la corriente en su bobina o reducir back-EMF en ella. Este último se puede conseguir mediante la disminución de la magnitud del campo magnético de excitación mediante la reducción de la corriente en el devanado de campo. Este método de controlar la velocidad de DPT está muy extendida.

El principio de funcionamiento del motor de corriente continua con excitación independiente

Con la inclusión de los terminales de devanado de campo (OB) a una fuente de alimentación independiente (OM independiente) potente DPT realiza generalmente para que sea más conveniente para controlar la magnitud de la corriente de excitación (a fin de cambiar la velocidad de rotación). En las propiedades de la DPT con OB independiente DPT sustancialmente similar con OB, conectado en paralelo con el devanado de inducido.

shunt DPT

El principio de funcionamiento de la corriente de campo del motor paralelo DC se determina por la característica mecánica, es decir, la dependencia de la velocidad de rotación del par de carga en su eje. Para una variación de velocidad tales como el motor en la transición de marcha en vacío con el par de carga nominal es de 2 a 10%. Estas propiedades mecánicas son llamados rígido.

Por lo tanto, el principio de acción de un motor de corriente continua con derivación hace que su aplicación en actuadores con velocidad constante cuando un gran rango de variación de la carga. Sin embargo, es ampliamente utilizado en un accionamiento eléctrico regulado con velocidad variable. Por otra parte, por su regulación de la velocidad se puede utilizar como el cambio de corriente de la armadura y la corriente de campo.

excitación secuencial de la DPT

El principio de funcionamiento del motor de corriente continua de excitación en serie como en paralelo, se determina por la característica mecánica, que en este caso es suave, porque la velocidad del motor varía en gran medida con los cambios de carga. ¿Dónde está más ventajoso utilizar un motor de corriente continua? El principio de funcionamiento de la velocidad del motor de tracción ferroviaria que debería disminuir a la superación de las subidas de la composición y volver al movimiento nominal cuando la llanura corresponde plenamente con DPT con secuencialmente OB conectado al devanado del inducido. Por lo tanto, una parte significativa de las locomotoras eléctricas en el mundo equipado con tales dispositivos.

El principio de funcionamiento de un motor de corriente continua con excitación en serie implementar motores de tracción actuales como pulsantes que son esencialmente lo mismo con DPT constante de humedad relativa, pero especialmente diseñado para su funcionamiento con el ya rectificada a bordo de la corriente eléctrica que tiene una ondulación sustancial.