محركات التيار المستمر

محركات التيار المستمر ، معدات القيادة ، بدءا من الألعاب الصغيرة والأدوات الكهربائية القابلة لإعادة الشحن ، إلى السيارات الكهربائية. تتكون هذه الآلات الكهروميكانيكية من ملف موصل داخلي ، يسمى المحرك ، ومغناطيس خارجي يسمى الجزء الثابت. يوفر مصدر التيار المستمر تيارا إلى المحرك من خلال انزلاق العاكس. تحفيز القوة الكهرومغناطيسية والسماح بدوران الحلقة. يعتمد حجم القوة الكهرومغناطيسية على الزاوية بين المجال المغناطيسي والملف ، مما يخلق تقلبات في عزم الدوران مع الدوران. تقلل اللفات المتعددة ، المتباعدة حول المحرك ، من تقلبات عزم الدوران ، وتمنع شكل العاكس من تقصير مصدر الطاقة. يقوم انزلاق العاكس بتبديل اتجاه التيار عبر الملف بشكل دوري ، مما يمنع محاذاة المجالات المغناطيسية. يقدم هذا الفيديو تكوينات محرك التيار المستمر ، ويوضح قياس خصائص أداء محرك التيار المستمر ، مثل السرعة والتيار والجهد مع حمل متغير.

تعتبر أجهزة المغناطيس الدائم ، في آلات التيار المستمر هي الأكثر شيوعا ، ومع ذلك ، عندما يتم إنتاج المجال المغناطيسي للستاتير من خلال لفات الموصل ، يمكن تعديل خصائص الأداء ، مثل السرعة وإخراج عزم الدوران ، من خلال تصميم المجال الكهربائي. على سبيل المثال ، ترتبط السرعة بالجهد الذي طوره المحرك ، والذي يسمى القوة الحركية الكهربائية ، أو EMF. وبالمثل ، فإن عزم الدوران يتناسب مع التيار. تختلف هذه الخصائص اعتمادا على تصميم المحرك ، وتؤثر على تصميم المحرك المحدد لتطبيقات معينة. التكوينات الإلكترونية الأساسية الأربعة لآلات التيار المستمر متحمسة بشكل منفصل ، وتحويلة ، وسلسلة ، ومركب. تستخدم المحركات المثيرة بشكل منفصل مصادر طاقة منفصلة للمجال والمحرك ، مما يسمح بالتحكم المستقل لدعم الأحمال المختلفة. في تصميم التحويلة ، التكوين الأكثر شيوعا ، يتم توصيل اللفات الميدانية بالتوازي مع حمل المحرك ، مع إمداد تيار مستمر مشترك. يوفر هذا سرعة قابلة للتعديل مع حمل متغير ، وهو أمر مفيد في الأدوات الآلية والمضخات المركزية. في التكوين المتسلسل، يعمل مصدر التيار المستمر على تشغيل المجال والمحرك في سلسلة. يوفر هذا عزم دوران أعلى للتغلب على الأحمال البينية في المعدات ، مثل القطارات أو المصاعد أو الرافعات. تستخدم محركات التصميم المركب كلا من دوائر التحويلة والسلسلة لكل من عزم الدوران العالي وتنظيم السرعة. قد يتم تحميل حقل التحويلة قبل حقل السلسلة أو بعده. الآن بعد أن تم تحديد تكوينات محركات التيار المستمر ، سيتم توضيح تحليل علاقات التيار والجهد والحمل في محركات التيار المستمر التحويلية.

يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها في اختبارات التيار المستمر لبناء نماذج دوائر مكافئة إذا لزم الأمر. قبل قياس الخصائص الكهربائية لمحرك التيار المستمر ، اضبط مصدر التيار المستمر منخفض الطاقة على 0.8 أمبير ، وقم بتوصيل أطراف الإمداد بمحرك الماكينة. ثم قم بتسجيل جهد التيار والإمدادات. بعد ذلك ، استخدم مقياسا متعددا لقياس الجهد والتيار عبر المحرك ، ولف مجال التحويلة ومجال السلسلة. استخدم البيانات لتقدير المقاومة في كل مكون. بعد قياس الخصائص الأساسية لمولد محرك التيار المستمر ، اضبط المتغير المتغير المدمج على الإعدادات القصوى ، وقم بقياس مقاومته. أخيرا ، اضبط المتغير المتغير المتغير لمجال السلسلة الخارجية على الحد الأعلى ، وقم بقياس مقاومته.

بعد اختبارات محرك التيار المستمر ، يتم استخدام آلة متزامنة لتدوير حديد التسليح لآلة التيار المستمر. وبالتالي ، يتم تشغيل آلة التيار المستمر كمولد ، بدون إثارة ميدانية ، ثم بدون حمل. في ظل هذه الظروف ، يساوي الجهد الطرفي EMF. يتم قياس سرعة دوران المولد ، واستخدامها لحساب المغناطيسية التي يحتفظ بها المحرك في حالة عدم وجود إثارة للملف ، والتي تسمى المغناطيسية المتبقية. أولا ، تحقق من إيقاف تشغيل كل من فصل الفصل ثلاثي الأطوار والمحرك المتزامن ومحرك التيار المستمر. ثم قم بإرفاق قطعة صغيرة من الشريط بالدوار الخارجي لمحرك التيار المستمر. بعد التحقق من ضبط variac على صفر بالمائة ، قم بتوصيل variac بمخرج ثلاثي الطور. بعد ذلك ، قم بتوصيل الإعداد كما هو موضح. ثم تحقق من أن مفتاح بدء التشغيل في وضع البدء. بعد التعديلات التي تم إجراؤها على variac، تأكد من أن جميع التوصيلات خالية من أطراف الإمداد. عندها فقط ، قم بتشغيل مفتاح فصل الفصل ثلاثي الطور. بعد ذلك ، قم بتشغيل مصدر طاقة التيار المستمر عالي الجهد ، واضغط على زر العرض VI لعرض تيار نهاية التشغيل ، واضبط مقبض الجهد على 125 فولت. لا تضغط على زر البدء قبل ضبط مقبض الجهد. اضغط على زر البدء في لوحة إمداد الطاقة DC ، وقم بتشغيل الجهاز. بعد ذلك ، قم بزيادة خرج variac ببطء حتى يقرأ الجهد الطرفي 120 فولت. عندما يصل المحرك المتزامن إلى سرعة دوران ثابتة ، اقلب مفتاح بدء التشغيل للتشغيل. انتبه إلى تغييرات صوت الماكينة. يصبح صوت الماكينة رتيبا في حالة مستقرة. استخدم الضوء القوي لتجميد حركة المحرك عن طريق مزامنة معدل الستروب مع سرعة دوران المحرك. سيظهر الشريط المتصل بالدوار ثابتا عند مزامنة الضوء القوي. تأكد من أن هذا المعدل هو سرعة المحرك عن طريق زيادة معدل الستروب ببطء لمزامنة المروحة بأعلى معدل تالي. إذا كان هذا صحيحا ، فسيكون هذا ضعف معدل مزامنة القوية الأول المرصود. سيتم تكرار تسلسل بدء التشغيل هذا قبل كل تشغيل تجريبي لاحق. بعد بدء التشغيل ، سجل سرعة دوران المحرك وجهد المحرك. ثم استخدم هذه البيانات لحساب شدة المجال المغناطيسي المتبقية.

تستخدم آلات التيار المستمر في مجموعة متنوعة من التطبيقات. بمجرد توصيف معلمات التشغيل للآلات المختلفة ، يمكن اختيارها بناء على مواصفات التصميم لجهاز معين. يمكن تمييز مولد التيار المستمر في تكوينات مختلفة ، مثل تكوين التحويلة. مع فتح المفتاح S1 ، لعدم اختبار الحمل ، يتم ضبط مقاومات الحمل النهائي الميداني إلى الحد الأقصى. بعد ذلك ، يتم تسجيل سرعة العمود والجهد الطرفي كما هو موضح سابقا. يتم تقليل مقاومة التحويلة في خمس خطوات حتى يتم الوصول إلى الحد الأدنى للمقاومة. وقياس الجهد الطرفي والتيار عبر المقاوم التحويلة. يمكن قياس المحرك بأحمال محاكاة باستخدام مقاومات الحمل ، باتباع نفس البروتوكول. كل نوع من مولدات التيار المستمر له خرج تيار الجهد الخاص به. يمكن أن توفر مولدات التحويلة جهدا لمجموعة واسعة من الحمل الحالي ، بينما توفر مولدات التحويل جهدا متزايدا مع الحمل الحالي. في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، حيث يفضل مصدر طاقة لاسلكي ، مثل الأطراف الاصطناعية الآلية ، فإن محركات التيار المستمر هي المشغل المفضل. في الأطراف الاصطناعية للأطراف السفلية التي يتم التحكم فيها عصبيا ، يتم استخدام مستشعرات سطحية أو عبر الجلد لإرسال إشارات إلى المفاصل الآلية في الطرف البديل ، كما هو الحال في الساق السليمة. يتم التحكم في انحناء البوابة والقدم بشكل طبيعي وحدسي أكثر مما يمكن استخدامه باستخدام استبدال طرف صلب.

لقد شاهدت للتو مقدمة Jove لمحركات DC. يجب أن تفهم الآن كيفية عمل محرك التيار المستمر وكيفية توصيف معلماته. شكرا للمشاهدة.