Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока, приводное оборудование, начиная от небольших игрушек и аккумуляторных электроинструментов, и заканчивая электромобилями. Эти электромеханические машины состоят из внутренней проводящей катушки, называемой якорем, и внешнего магнита, называемого статором. Источник постоянного тока подает ток на якорь через проскальпывание коллектора. Индуцирование электромагнитной силы и обеспечение вращения петли. Величина электромагнитной силы зависит от угла между магнитным полем и катушкой, создавая колебания крутящего момента при вращении. Несколько обмоток, расположенных вокруг якоря, минимизируют колебания крутящего момента и предотвращают короткое замыкание источника питания в форме коллектора. Коллекторная проскальзывающая система периодически переключает направление тока через катушку, что еще больше препятствует выравниванию магнитных полей. В этом видео представлены конфигурации двигателей постоянного тока и продемонстрировано измерение рабочих характеристик двигателя постоянного тока, таких как скорость, ток и напряжение при переменной нагрузке.

Статеры с постоянными магнитами в машинах постоянного тока являются наиболее распространенными, однако, когда магнитное поле статера создается через обмотки проводника, эксплуатационные характеристики, такие как скорость и выходной крутящий момент, могут быть изменены с помощью конструкции электрического поля. Например, скорость связана с напряжением, вырабатываемым двигателем, называемым электромоторной силой, или ЭДС. Точно так же крутящий момент пропорционален току. Эти характеристики варьируются в зависимости от конструкции двигателя и влияют на конструкцию двигателя, выбранную для определенных областей применения. Четыре основные электронные конфигурации машин постоянного тока: отдельно возбуждающиеся, шунтирующие, последовательные и составные. Двигатели с раздельным возбуждением используют отдельные источники питания для поля и якоря, что обеспечивает независимое управление для поддержки переменных нагрузок. В шунтирующей конструкции, наиболее распространенной конфигурации, обмотки возбуждения соединяются параллельно нагрузке якоря, с общим питанием постоянного тока. Это обеспечивает регулируемую скорость с переменной нагрузкой, что полезно в станках и центробежных насосах. В последовательной конфигурации источник постоянного тока питает поле, а якорь — последовательно. Это обеспечивает более высокий пусковой крутящий момент для преодоления внутренних нагрузок в оборудовании, таком как поезда, лифты или подъемники. В двигателях составной конструкции используются как шунтирующие, так и последовательные контуры как для высокого пускового крутящего момента, так и для регулирования скорости. Поле шунтирования может быть загружено до или после поля последовательности. Теперь, когда очерчены конфигурации двигателей постоянного тока, будет продемонстрирован анализ соотношения тока, напряжения и нагрузки в шунтирующих двигателях постоянного тока.

Данные, собранные в ходе испытаний постоянного тока, при необходимости могут быть использованы для построения моделей эквивалентных схем. Перед измерением электрических характеристик двигателя постоянного тока установите маломощный источник постоянного тока на 0,8 ампера и подключите клеммы питания к якорю машины. Затем запишите напряжение и ток питания. Затем с помощью мультиметра измерьте напряжение и ток на якоре, обмотав шунтирующее поле и последовательное поле. Используйте эти данные для оценки сопротивления в каждом компоненте. После измерения основных характеристик электрогенератора постоянного тока установите встроенный полевой реостат на максимальные настройки, и измерьте его сопротивление. Наконец, установите внешний последовательный реостат поля на его верхний предел и измерьте его сопротивление.

После испытаний двигателя постоянного тока синхронная машина используется для вращения якоря машины постоянного тока. Таким образом, машина постоянного тока работает как генератор, без возбуждения поля, а затем без нагрузки. В этих условиях напряжение на клемме равно ЭДС. Измеряется скорость вращения генератора, которая используется для расчета магнетизма, сохраняемого якорем при отсутствии возбуждения катушки, называемого остаточным магнетизмом. Во-первых, убедитесь, что трехфазный разъединитель, синхронный двигатель и двигатель постоянного тока выключены. Затем прикрепите небольшой кусочек ленты к внешнему ротору двигателя постоянного тока. Убедившись, что вариак установлен на ноль процентов, подключите вариак к трехфазной розетке. Далее подключите установку, как показано на рисунке. Затем убедитесь, что переключатель запуска запуска находится в исходном положении. После регулировки вариака убедитесь, что все соединения свободны от клемм подачи. Только после этого включите трехфазный разъединитель. Затем включите высоковольтный источник питания постоянного тока, нажмите кнопку дисплея VI для отображения рабочего конечного тока и отрегулируйте ручку напряжения на 125 вольт. Не нажимайте кнопку запуска перед регулировкой ручки напряжения. Нажмите кнопку запуска панели электропитания постоянного тока, и включите оборудование. Затем медленно увеличивайте выходную мощность переменного тока, пока напряжение на клемме не достигнет 120 вольт. Когда синхронный двигатель достигнет устойчивой скорости вращения, переключите переключатель запуска в положение «Работа». Обратите внимание на изменения звука машины. Звук машины становится монотонным в установившемся состоянии. Используйте стробоскоп, чтобы заморозить движение двигателя, синхронизировав скорость стробоскопа со скоростью вращения двигателя. Лента, прикрепленная к ротору, будет казаться неподвижной при синхронизации стробоскопа. Убедитесь, что эта скорость является скоростью двигателя, медленно увеличивая скорость стробоскопа, чтобы синхронизировать вентилятор со следующей по величине скоростью. Если это верно, то это будет в два раза больше скорости первой наблюдаемой синхронизации стробоскопа. Эта последовательность запуска будет повторяться перед каждым последующим тестовым запуском. После запуска запишите частоту вращения двигателя и напряжение якоря. Затем используйте эти данные для расчета остаточной напряженности магнитного поля.

Машины постоянного тока используются в самых разных областях. После того, как определены рабочие параметры различных машин, они могут быть выбраны на основе проектных характеристик конкретного устройства. Генератор постоянного тока можно охарактеризовать в различных конфигурациях, таких как шунтирующая конфигурация. При разомкнутом выключателе S1, для отсутствия нагрузочных испытаний, резисторы полевой нагрузки регулируются на максимум. Затем записывается частота вращения вала и напряжение на клеммах, как описано выше. Сопротивление шунта уменьшается в пять этапов до тех пор, пока не будет достигнуто минимальное сопротивление. А напряжение на выводе и ток на шунтирующем резисторе измерены. Двигатель может быть измерен с помощью моделируемых нагрузок с помощью нагрузочных резисторов, следуя тому же протоколу. Каждый тип генератора постоянного тока имеет свой собственный выход напряжения. Шунтирующие генераторы могут обеспечивать напряжение в широком диапазоне токовой нагрузки, в то время как последовательные генераторы обеспечивают повышение напряжения в зависимости от текущей нагрузки. В различных приложениях, где предпочтение отдается беспроводному источнику питания, например, в моторизованных протезах, двигатели постоянного тока являются предпочтительным приводом. При нейроуправляемом протезировании нижних конечностей поверхностные или трансдермальные датчики используются для отправки сигналов в моторизованные суставы в замещающей конечности, как и в неповрежденной ноге. Изгиб ворот и стопы контролируется более естественно и интуитивно, чем это было бы возможно при замене жесткой конечности.

Вы только что посмотрели введение Юпитера в двигатели постоянного тока. Теперь вы должны понять, как работает двигатель постоянного тока и как охарактеризовать его параметры. Спасибо за просмотр.