Co to jest maszyna prądu stałego: budowa i jej działanie

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Maszyna prądu stałego można podzielić na dwa typy, a mianowicie Silniki prądu stałego jak również DC generatory . Większość maszyn prądu stałego jest równoważna maszynom prądu przemiennego, ponieważ zawierają one zarówno prądy przemienne, jak i napięcia prądu przemiennego. Wyjście maszyny DC jest wyjściem DC, ponieważ konwertuje napięcie AC na napięcie DC. Konwersja tego mechanizmu jest znana jako komutator, dlatego te maszyny są również nazywane maszynami komutującymi. Maszyna prądu stałego jest najczęściej używana do silnika. Główne zalety tej maszyny to regulacja momentu obrotowego oraz łatwa prędkość. Plik zastosowania maszyny DC ogranicza się do pociągów, młynów i kopalni. Na przykład podziemne wagony metra, a także wózki mogą wykorzystywać silniki prądu stałego. W przeszłości samochody były projektowane z dynama na prąd stały do ​​ładowania akumulatorów.

Co to jest maszyna DC?

Maszyna prądu stałego to elektromechaniczne urządzenie do zmiany energii. Plik zasada działania DC maszyna występuje wtedy, gdy prąd elektryczny przepływa przez cewkę w polu magnetycznym, a następnie siła magnetyczna generuje moment obrotowy, który obraca silnik prądu stałego. Maszyny prądu stałego są podzielone na dwa typy, takie jak generator prądu stałego oraz silnik prądu stałego.




Maszyna DC

Maszyna DC

Główną funkcją generatora prądu stałego jest zamiana mocy mechanicznej na energię elektryczną prądu stałego, podczas gdy silnik prądu stałego przekształca moc prądu stałego na moc mechaniczną. Plik Silnik prądu przemiennego jest często używany w zastosowaniach przemysłowych do zamiany energii elektrycznej na energię mechaniczną. Jednak silnik prądu stałego ma zastosowanie tam, gdzie wymagana jest dobra regulacja prędkości i szeroki zakres prędkości, jak w systemach z elektryczną transakcją.



Budowa maszyny DC

Konstrukcja maszyny prądu stałego może być wykonana przy użyciu niektórych podstawowych części, takich jak jarzmo, rdzeń bieguna i stopki biegunowe, cewka biegunowa i cewka polowa, rdzeń twornika, uzwojenie twornika, w przeciwnym razie przewodnik, komutator, szczotki i łożyska. Niektóre części maszyny DC omówiono poniżej.

Budowa maszyny DC

Budowa maszyny DC

Jarzmo

Inną nazwą jarzma jest rama. Główną funkcją jarzma w maszynie jest zapewnienie podparcia mechanicznego przeznaczonego dla słupów i zabezpieczenie całej maszyny przed wilgocią, pyłem itp. Materiały użyte w jarzmie są zaprojektowane z żeliwa, staliwa walcowanego inaczej.

Polak i Polak Core

Biegun maszyny prądu stałego jest elektromagnesem, a uzwojenie pola jest nawinięte między biegunami. Ilekroć uzwojenie pola jest zasilane, wówczas biegun daje strumień magnetyczny. Materiały użyte do tego to staliwo, żeliwo, inaczej rdzeń słupa. Może być zbudowany z laminatów ze stali wyżarzonej w celu zmniejszenia spadku mocy z powodu prądów wirowych.


But na rurze

But biegunowy w maszynie DC to część obszerna jak również do powiększenia rejonu bieguna. Z powodu tego obszaru strumień może zostać rozproszony w szczelinie powietrznej, jak również dodatkowy strumień może zostać przepuszczony przez przestrzeń powietrzną w kierunku twornika. Materiały użyte do budowy buta na biegun to żeliwo, w przeciwnym razie odlany rumak, a także zastosowano laminowanie stali wyżarzanej, aby zmniejszyć utratę mocy z powodu prądów wirowych.

Uzwojenia pola

W tym przypadku uzwojenia są uzwojone w obszarze rdzenia bieguna i nazwane cewką polową. Ilekroć prąd jest dostarczany przez uzwojenie pola, powoduje to elektromagnetyzację biegunów, które generują wymagany strumień. Materiałem używanym do uzwojenia pola jest miedź.

Rdzeń armatury

Rdzeń armatury zawiera ogromną liczbę gniazd na swojej krawędzi. W tych gniazdach znajduje się przewód twornika. Zapewnia ścieżkę o niskiej reluktancji w kierunku strumienia generowanego przez uzwojenie pola. Materiały użyte w tym rdzeniu to przepuszczalne materiały o niskiej reluktancji, takie jak odlewane w przeciwnym razie żelazo. Laminowanie służy do zmniejszenia strat spowodowanych prądami wirowymi.

Uzwojenie twornika

Uzwojenie twornika można utworzyć przez połączenie przewodu twornika. Za każdym razem, gdy uzwojenie twornika jest obracane za pomocą głównego napędu, indukowane jest w nim napięcie, a także strumień magnetyczny. To uzwojenie jest powiązane z obwodem zewnętrznym. Materiały użyte do tego uzwojenia są materiałami przewodzącymi, takimi jak miedź.

Komutator

Główną funkcją komutatora w maszynie prądu stałego jest pobieranie prądu z przewodu twornika oraz dostarczanie prądu do obciążenia za pomocą szczotek. Zapewnia również jednokierunkowy moment obrotowy dla silnika prądu stałego. Komutator może być zbudowany z ogromnej liczby segmentów w postaci krawędzi z twardej miedzi ciągnionej. Segmenty w komutatorze są chronione przed cienką warstwą miki.

Pędzle

Szczotki w maszynie prądu stałego zbierają prąd z komutatora i dostarczają go do zewnętrznego obciążenia. Szczotki zużywają się z czasem, aby często sprawdzać. Materiały użyte w szczotkach to grafit, w przeciwnym razie węgiel, który ma kształt prostokąta.

Rodzaje maszyn DC

Wzbudzenie maszyny prądu stałego dzieli się na dwa typy, a mianowicie wzbudzenie oddzielne i samowzbudzenie. W maszynie prądu stałego z oddzielnym wzbudzeniem cewki wzbudzające są aktywowane za pomocą oddzielnego źródła prądu stałego. W samowzbudnych maszynach prądu stałego przepływ prądu przez uzwojenie wzbudzające jest dostarczany wraz z maszyną. Główne rodzaje maszyn prądu stałego są podzielone na cztery typy, które obejmują następujące.

  • Obojętnie wzbudzona maszyna prądu stałego
  • Maszyna bocznikowa / bocznikowa.
  • Seria maszyn nawijanych / seryjnych.
  • Maszyna zwijana / złożona.

Osobno podekscytowany

W maszynie prądu stałego z niezależnym wzbudzeniem do aktywacji cewek wzbudzenia wykorzystywane jest oddzielne źródło prądu stałego.

Rana boczna

W maszynach prądu stałego z uzwojeniem bocznikowym cewki pola są połączone równolegle armatura . Ponieważ pole bocznikowe otrzymuje pełne napięcie o / p generatora, w przeciwnym razie napięcie zasilania silnika, jest zwykle wykonane z ogromnej liczby skrętów cienkiego drutu z niewielkim prądem wzbudzenia.

Seria rany

W maszynach prądu stałego z uzwojeniem szeregowym cewki polowe są połączone szeregowo poprzez twornik. Ponieważ szeregowe uzwojenie pola pobiera prąd twornika, a także prąd twornika jest ogromny, z tego powodu szeregowe uzwojenie pola zawiera kilka skrętów drutu o dużym obszarze przekroju.

Złożona rana

Maszyna złożona obejmuje zarówno pola szeregowe, jak i pola bocznikowe. Dwa uzwojenia są wykonywane na każdym biegunie maszyny. Szeregowe uzwojenie maszyny obejmuje kilka skrętów o dużym przekroju, a także uzwojenia bocznikowe zawierają kilka skrętów cienkich drutów.

Podłączenie maszyny złożonej można wykonać na dwa sposoby. Jeśli pole bocznikowe jest sprzymierzone równolegle tylko przez armaturę, wówczas maszynę można nazwać `` maszyną o krótkim zespole bocznikowym '' i jeśli pole bocznikowe jest sprzymierzone równolegle zarówno przez armaturę, jak i pole szeregowe, wówczas maszyna jest określana jako „maszyna złożona z długim bocznikiem”.

Równanie EMF maszyny prądu stałego

Plik Maszyna prądu stałego e.m.f można zdefiniować tak, że gdy zwora w maszynie prądu stałego obraca się, napięcie może być generowane w cewkach. W generatorze e.m.f obrotu można nazwać generowanym emf, a Er = Eg. W silniku emf obrotu można nazwać jako przeciwny lub tylny emf, a Er = Eb.

Niech Φ jest użytecznym strumieniem dla każdego bieguna w sieci

P to całkowita liczba biegunów

z to całkowita liczba przewodów w tworniku

n to prędkość obrotowa twornika w ciągu jednej sekundy

A to nie. równoległego toru w całej armaturze wśród szczotek o przeciwnej polaryzacji.

Z / A to nie. przewodów twornika w szeregu dla każdego równoległego toru

Ponieważ strumień dla każdego bieguna wynosi „Φ”, każdy przewodnik przecina strumień „PΦ” w ciągu jednego obrotu.

Napięcie wytwarzane dla każdego przewodnika = spadek strumienia dla każdego obrotu w WB / czas potrzebny na jeden obrót w ciągu kilku sekund

Ponieważ „n” obrotów kończy się w ciągu jednej sekundy, a 1 obrót zostanie zakończony w ciągu 1 / n sekundy. Zatem czas na pojedynczy obrót twornika wynosi 1 / n sek.

Standardowa wartość wytwarzanego napięcia dla każdego przewodu

p Φ / 1 / n = np Φ woltów

Wytworzone napięcie (E) można określić za pomocą liczby przewodów twornika w serii I w dowolnym pojedynczym torze wśród szczotek, a zatem całe wytwarzane napięcie

E = standardowe napięcie dla każdego przewodu x liczba przewodników w serii dla każdego toru

E = n.P.Φ x Z / A

Powyższe równanie to e.m.f. równanie maszyny prądu stałego.

Maszyna DC Vs Maszyna AC

Różnica między silnikiem prądu przemiennego a silnikiem prądu stałego obejmuje następujące elementy.

Silnik AC

Silnik prądu stałego

Silnik prądu przemiennego to urządzenie elektryczne napędzane prądem przemiennymSilnik prądu stałego jest rodzajem silnika obrotowego używanego do zmiany energii z prądu stałego na mechaniczny.
Są one podzielone na dwa typy, takie jak silniki synchroniczne i indukcyjne.Silniki te są dostępne w dwóch typach, takich jak silniki szczotek i szczotek.
Zasilanie wejściowe silnika prądu przemiennego jest prądem przemiennymZasilanie wejściowe silnika prądu stałego jest prądem stałym
W tym silniku nie ma szczotek i komutatorów.W tym silniku obecne są szczotki węglowe i komutatory.
Fazy ​​zasilania wejściowego silników prądu przemiennego są jednofazowe i trójfazoweFazy ​​zasilania wejściowego silników prądu stałego są jednofazowe
Charakterystyka twornika silników prądu przemiennego polega na tym, że twornik jest nieaktywny, podczas gdy pole magnetyczne się obraca.Charakterystyka twornika silników prądu stałego jest taka, że ​​twornik obraca się, podczas gdy pole magnetyczne pozostaje nieaktywne.
Posiada trzy terminale wejściowe, takie jak RYB.Posiada dwa zaciski wejściowe, takie jak dodatni i ujemny
Sterowanie prędkością silnika prądu przemiennego można przeprowadzić poprzez zmianę częstotliwości.Sterowanie prędkością silnika prądu stałego można wykonać, zmieniając prąd uzwojenia twornika
Sprawność silnika AC jest mniejsza z powodu utraty prądu indukcyjnego i poślizgu silnika.Sprawność silnika prądu stałego jest wysoka, ponieważ nie ma prądu indukcyjnego ani poślizgu
Nie wymaga żadnej konserwacjiWymaga konserwacji
Silniki prądu przemiennego są stosowane wszędzie tam, gdzie wymagana jest duża prędkość, a także zmienny moment obrotowy.Silniki prądu stałego są stosowane wszędzie tam, gdzie wymagana jest zmienna prędkość, a także wysoki moment obrotowy.
W praktyce są one wykorzystywane w dużych gałęziach przemysłuW praktyce są one używane w urządzeniach

Straty w maszynie DC

Wiemy to główną funkcją maszyny prądu stałego polega na zamianie energii mechanicznej na energia elektryczna . W tej metodzie konwersji cała moc wejściowa nie może zostać zamieniona na moc wyjściową z powodu strat mocy w różnych formach. Rodzaj strat może się zmieniać w zależności od aparatu. Straty te zmniejszą sprawność urządzenia, a także wzrośnie temperatura. Straty energii w maszynach prądu stałego można sklasyfikować jako straty elektryczne, w przeciwnym razie straty miedzi, straty rdzenia, w przeciwnym razie straty żelaza, straty mechaniczne, straty szczotek i straty obciążenia błądzącego.

Zalety maszyn DC

Zalety tego urządzenia obejmują następujące elementy.

  • Maszyny prądu stałego, takie jak silniki prądu stałego, mają różne zalety, takie jak wysoki moment rozruchowy, cofanie, szybkie uruchamianie i zatrzymywanie, zmienne prędkości poprzez wejście napięciowe
  • Są one bardzo łatwe do kontrolowania, a także tańsze w porównaniu z AC
  • Kontrola prędkości jest dobra
  • Moment obrotowy jest wysoki
  • Operacja jest płynna
  • Wolne od harmonicznych
  • Instalacja i konserwacja są łatwe

Zastosowania maszyny DC

Obecnie energię elektryczną można wytwarzać masowo w postaci prądu przemiennego (prądu przemiennego). Dlatego wykorzystanie maszyn prądu stałego, takich jak silniki i generatory, generatory prądu stałego jest bardzo ograniczone, ponieważ są one wykorzystywane głównie do wzbudzania małych i średnich alternatorów. W przemyśle maszyny prądu stałego są wykorzystywane do różnych procesów, takich jak spawanie, elektrolityczne itp.

Generalnie prąd przemienny jest generowany, a następnie zamieniany na prąd stały za pomocą prostowników. Dlatego generator prądu stałego jest tłumiony przez zasilacz prądu przemiennego, który jest prostowany do wykorzystania w kilku zastosowaniach. Silniki prądu stałego są często używane jako napędy o zmiennej prędkości i tam, gdzie występują zmiany dużego momentu obrotowego.

Zastosowanie maszyny prądu stałego jako silnika jest wykorzystywane przez podzielenie na trzy typy, takie jak szeregowe, bocznikowe i złożone, podczas gdy zastosowanie maszyny prądu stałego jako generatora jest podzielone na generatory oddzielnie wzbudzane, szeregowe i bocznikowe.

Tak więc chodzi o maszyny prądu stałego. Na podstawie powyższych informacji możemy wreszcie wywnioskować, że maszyny prądu stałego są generatorami prądu stałego i silnik prądu stałego . Generator prądu stałego jest głównie przydatny do zasilania źródeł prądu stałego w kierunku maszyny prądu stałego w elektrowniach. Natomiast silnik prądu stałego napędza niektóre urządzenia, takie jak tokarki, wentylatory, pompy odśrodkowe, prasy drukarskie, lokomotywy elektryczne, wciągniki, dźwigi, przenośniki, walcarki, auto-riksze, maszyny do lodu itp. Oto pytanie do Ciebie, co to jest? komutacja w maszynie prądu stałego?