Τι είναι μια μηχανή DC: Κατασκευή και λειτουργία της

Τι είναι μια μηχανή DC: Κατασκευή και λειτουργία της

Η μηχανή DC μπορεί να ταξινομηθεί σε δύο τύπους, συγκεκριμένα Κινητήρες DC καθώς και DC γεννήτριες . Οι περισσότερες από τις μηχανές DC είναι ισοδύναμες με τις μηχανές εναλλασσόμενου ρεύματος, επειδή περιλαμβάνουν ρεύματα AC καθώς και τάσεις AC σε αυτά. Η έξοδος της μηχανής DC είναι έξοδος DC επειδή μετατρέπει την τάση AC σε τάση DC. Η μετατροπή αυτού του μηχανισμού είναι γνωστή ως μετατροπέας, επομένως αυτές οι μηχανές ονομάζονται επίσης ως μηχανές μετακίνησης. Το μηχάνημα DC χρησιμοποιείται συχνότερα για κινητήρα. Τα κύρια πλεονεκτήματα αυτού του μηχανήματος περιλαμβάνουν ρύθμιση ροπής καθώς και εύκολη ταχύτητα. ο εφαρμογές της μηχανής DC περιορίζεται σε τρένα, μύλους και ορυχεία. Για παράδειγμα, τα υπόγεια αυτοκίνητα του μετρό, καθώς και τα καροτσάκια, μπορούν να χρησιμοποιούν κινητήρες DC. Στο παρελθόν, τα αυτοκίνητα είχαν σχεδιαστεί με δυναμό DC για τη φόρτιση των μπαταριών τους.



Τι είναι μια μηχανή DC;

Η μηχανή DC είναι μια συσκευή ηλεκτρομηχανικής αλλαγής ενέργειας. ο αρχή λειτουργίας ενός DC μηχανή είναι όταν το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω ενός πηνίου μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο και, στη συνέχεια, η μαγνητική δύναμη παράγει μια ροπή που περιστρέφει τον κινητήρα DC. Οι μηχανές DC ταξινομούνται σε δύο τύπους όπως η γεννήτρια DC καθώς και ο κινητήρας DC.


DC μηχανή

DC μηχανή





Η κύρια λειτουργία της γεννήτριας DC είναι η μετατροπή της μηχανικής ισχύος σε ηλεκτρική ισχύ DC, ενώ ένας κινητήρας DC μετατρέπει την ισχύ DC σε μηχανική ισχύ. ο Κινητήρας AC χρησιμοποιείται συχνά σε βιομηχανικές εφαρμογές για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Ωστόσο, ένας κινητήρας συνεχούς ρεύματος εφαρμόζεται όπου απαιτείται καλή ρύθμιση ταχύτητας και άφθονο εύρος στροφών όπως σε συστήματα ηλεκτρικών συναλλαγών.

Κατασκευή DC Machine

Η κατασκευή του μηχανήματος DC μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μερικά από τα βασικά μέρη όπως Yoke, Pole core & pole shoes, Pole coil & field coil, Armature core, Armature περιέλιξη με άλλο τρόπο αγωγό, commutator, βούρτσες & ρουλεμάν. Κάποια από τα μέρη του μηχανήματος DC συζητείται παρακάτω.



Κατασκευή DC Machine

Κατασκευή DC Machine

Ζυγός

Ένα άλλο όνομα ενός ζυγού είναι το πλαίσιο. Η κύρια λειτουργία του ζυγού στο μηχάνημα είναι να προσφέρει μηχανική υποστήριξη που προορίζεται για πόλους και προστατεύει ολόκληρο το μηχάνημα από υγρασία, σκόνη κ.λπ. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στο ζυγό είναι σχεδιασμένα με χυτοσίδηρο, χυτοχάλυβα αλλιώς έλασης χάλυβα.

Pole και Pole Core

Ο πόλος της μηχανής DC είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης και το τύλιγμα πεδίου τυλίγεται μεταξύ του πόλου. Όποτε ενεργοποιείται η περιέλιξη πεδίου τότε ο πόλος δίνει μαγνητική ροή. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι χυτός χάλυβας, χυτοσίδηρος αλλιώς πυρήνας. Μπορεί να κατασκευαστεί με ανοπτημένες χαλύβδινες ελασματοποιήσεις για τη μείωση της πτώσης ισχύος λόγω των ροδών.


Παπούτσι πόλο

Το πόλο παπούτσι στο μηχάνημα DC είναι ένα εκτεταμένο μέρος, καθώς και για να διευρύνει την περιοχή του πόλου. Λόγω αυτής της περιοχής, η ροή μπορεί να εξαπλωθεί εντός του διακένου αέρα καθώς και επιπλέον ροή μπορεί να περάσει μέσω του εναέριου χώρου προς τον οπλισμό. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή παπουτσιών από πόλο είναι χυτοσίδηρος αλλιώς χυτοσίδηρος, και επίσης χρησιμοποίησε ανόπτηση από χάλυβα ελασματοποίηση για να μειώσει την απώλεια ισχύος λόγω των δινορευμάτων.

Περιελίξεις πεδίου

Σε αυτό, οι περιελίξεις τραυματίζονται στην περιοχή του πυρήνα του πόλου και ονομάζονται ως πηνίο πεδίου. Κάθε φορά που παρέχεται ρεύμα μέσω τυλίγματος πεδίου παρά ηλεκτρομαγνητικής, οι πόλοι που παράγουν απαιτούμενη ροή. Το υλικό που χρησιμοποιείται για περιελίξεις πεδίου είναι χαλκός.

Πυρήνας οπλισμού

Ο πυρήνας οπλισμού περιλαμβάνει έναν τεράστιο αριθμό κουλοχέρηδων στην άκρη του. Ο αγωγός οπλισμού βρίσκεται σε αυτές τις εγκοπές. Παρέχει τη διαδρομή χαμηλής απροθυμίας προς τη ροή που δημιουργείται με την περιέλιξη πεδίου. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον πυρήνα είναι υλικά χαμηλής διαπερατότητας διαπερατότητας όπως ο σίδηρος αλλιώς χυτός. Η ελασματοποίηση χρησιμοποιείται για να μειώσει την απώλεια λόγω του νεφρού ρεύματος.

Τύλιγμα οπλισμού

Η περιέλιξη οπλισμού μπορεί να σχηματιστεί με διασύνδεση του αγωγού οπλισμού. Κάθε φορά που μια περιέλιξη οπλισμού περιστρέφεται με τη βοήθεια του πρώτου κινητήρα τότε η τάση, καθώς και η μαγνητική ροή, προκαλείται μέσα σε αυτήν. Αυτή η περιέλιξη συνδέεται με ένα εξωτερικό κύκλωμα. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για αυτήν την περιέλιξη είναι αγώγιμα υλικά όπως ο χαλκός.

Μετατροπέας ηλεκτρικού ρεύματος

Η κύρια λειτουργία του μετατροπέα στο μηχάνημα DC είναι η συλλογή ρεύματος από τον αγωγό οπλισμού καθώς και η τροφοδοσία ρεύματος στο φορτίο χρησιμοποιώντας βούρτσες. Επίσης παρέχει ροπή μονής κατεύθυνσης για κινητήρα DC. Ο επεξεργαστής μπορεί να κατασκευαστεί με ένα τεράστιο αριθμό τμημάτων στην ακραία μορφή σκληρού χαλκού. Τα Τμήματα στον επεξεργαστή προστατεύονται από το λεπτό στρώμα μαρμαρυγίας.

Βούρτσες

Οι βούρτσες στο μηχάνημα DC συλλέγουν το ρεύμα από τον μετατροπέα και το τροφοδοτούν στο εξωτερικό φορτίο. Οι βούρτσες φθείρονται με χρόνο για να ελέγχονται συχνά. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στις βούρτσες είναι γραφίτης αλλιώς άνθρακας που είναι σε ορθογώνια μορφή.

Τύποι μηχανών DC

Η διέγερση της μηχανής DC κατατάσσεται σε δύο τύπους, δηλαδή ξεχωριστή διέγερση, καθώς και αυτο-διέγερση. Σε έναν ξεχωριστό τύπο διέγερσης μηχανή DC, τα πηνία πεδίου ενεργοποιούνται με ξεχωριστή πηγή DC. Στον τύπο αυτο-διέγερσης της μηχανής συνεχούς ρεύματος, η ροή ρεύματος σε όλη την περιτύλιξη πεδίου παρέχεται με το μηχάνημα. Τα κύρια είδη μηχανών DC ταξινομούνται σε τέσσερις τύπους που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

  • Ξεχωριστή ενθουσιασμένη μηχανή DC
  • Μηχανή διακλάδωσης / πληγής.
  • Μηχανή σειράς τραύματος / σειράς.
  • Σύνθετη πληγή / σύνθετη μηχανή.

Ξεχωριστά ενθουσιασμένος

Στο μηχανοκίνητο μηχάνημα DC, χρησιμοποιείται ξεχωριστή πηγή DC για την ενεργοποίηση των πηνίων πεδίου.

Shunt πληγή

Στις μηχανές DC Shunt, τα πηνία πεδίου συνδέονται παράλληλα ο οπλισμός . Καθώς το πεδίο διακλάδωσης λαμβάνει την πλήρη τάση o / p μιας γεννήτριας, διαφορετικά μια τάση τροφοδοσίας κινητήρα, είναι συνήθως κατασκευασμένη από έναν τεράστιο αριθμό στροφών λεπτού σύρματος με μικρό ρεύμα πεδίου.

Τραύμα σειράς

Σε μηχανήματα DC-luka, τα πηνία πεδίου συνδέονται σε σειρά μέσω του οπλισμού. Καθώς το τύλιγμα πεδίου σειράς παίρνει το ρεύμα οπλισμού, καθώς και το ρεύμα οπλισμού είναι τεράστιο, λόγω αυτού το τύλιγμα πεδίου σειράς περιλαμβάνει λίγες ανατροπές σύρματος μεγάλης περιοχής διατομής.

Σύνθετη πληγή

Ένα σύνθετο μηχάνημα περιλαμβάνει τόσο τη σειρά όσο και τα πεδία διακλάδωσης. Οι δύο περιελίξεις πραγματοποιούνται με κάθε πόλο μηχανής. Η σειρά περιέλιξης του μηχανήματος περιλαμβάνει λίγες περιστροφές μιας τεράστιας περιοχής διατομής, καθώς και τις περιελίξεις διακλάδωσης, περιλαμβάνουν πολλές λεπτές συστροφές σύρματος.

Η σύνδεση της σύνθετης μηχανής μπορεί να γίνει με δύο τρόπους. Εάν το πεδίο διακλάδωσης συνδέεται παράλληλα μόνο με τον οπλισμό, τότε το μηχάνημα μπορεί να ονομαστεί ως «σύνθετη μηχανή μικρής διακλάδωσης» & εάν το πεδίο διακλάδωσης συνδυάζεται παράλληλα τόσο από τον οπλισμό όσο και από το πεδίο σειράς, τότε το το μηχάνημα ονομάζεται ως «σύνθετη μηχανή μακράς διακλάδωσης».

Εξίσωση EMF της μηχανής DC

ο DC μηχανή e.m.f μπορεί να οριστεί ως όταν ο οπλισμός στο μηχάνημα DC περιστρέφεται, η τάση μπορεί να δημιουργηθεί μέσα στα πηνία. Σε μια γεννήτρια, το e.m.f περιστροφής μπορεί να ονομαστεί emf που δημιουργείται και Er = Π.χ. Στον κινητήρα, το emf περιστροφής μπορεί να ονομαστεί ως αντίθετο ή πίσω emf, και Er = Eb.

Το Let Φ είναι η χρήσιμη ροή για κάθε πόλο στο webers

P είναι ο συνολικός αριθμός πόλων

z είναι ο συνολικός αριθμός αγωγών εντός του οπλισμού

n είναι η ταχύτητα περιστροφής ενός οπλισμού στην περιστροφή για κάθε δευτερόλεπτο

Α είναι το όχι. παράλληλης λωρίδας σε όλο το οπλισμό μεταξύ των αντίθετων πινέλων πολικότητας.

Z / A είναι το όχι. αγωγού οπλισμού εντός σειράς για κάθε παράλληλη λωρίδα

Καθώς η ροή για κάθε πόλο είναι «Φ», κάθε αγωγός κόβει μια ροή «PΦ» μέσα σε μία μόνο περιστροφή.

Η τάση που παράγεται για κάθε αγωγό = κάθετη ροή για κάθε περιστροφή σε WB / Χρόνος που απαιτείται για μία περιστροφή εντός δευτερολέπτων

Καθώς οι περιστροφές «n» ολοκληρώνονται εντός ενός δευτερολέπτου και 1 περιστροφή θα ολοκληρωθεί εντός 1 δευτερολέπτου. Έτσι, ο χρόνος για μια επανάσταση οπλισμού είναι 1 / n sec.

Η τυπική τιμή της παραγόμενης τάσης για κάθε αγωγό

p Φ/1/n = np Φ volts

Η παραγόμενη τάση (Ε) μπορεί να αποφασιστεί με τους αριθμούς αγωγών οπλισμού στη σειρά Ι οποιαδήποτε μεμονωμένη λωρίδα μεταξύ των βουρτσών, επομένως, ολόκληρη η παραγόμενη τάση

E = τυπική τάση για κάθε αγωγό x όχι. αγωγών εντός σειράς για κάθε λωρίδα

E = n.P.Φ x Z / A

Η παραπάνω εξίσωση είναι το e.m.f. η εξίσωση της μηχανής DC.

DC Machine V AC μηχανή

Η διαφορά μεταξύ του κινητήρα AC και του κινητήρα DC περιλαμβάνει τα ακόλουθα.

Κινητήρας AC

DC κινητήρα

Ο κινητήρας AC είναι μια ηλεκτρική συσκευή που κινείται μέσω ενός ACΟ κινητήρας DC είναι ένα είδος περιστροφικού κινητήρα που χρησιμοποιείται για να αλλάξει την ενέργεια από DC σε μηχανικό.
Αυτά ταξινομούνται σε δύο τύπους όπως συγχρονισμένους και επαγωγικούς κινητήρες.Αυτοί οι κινητήρες είναι διαθέσιμοι σε δύο τύπους όπως οι κινητήρες βουρτσών και βουρτσών.
Η τροφοδοσία εισόδου του κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος είναι εναλλασσόμενο ρεύμαΗ τροφοδοσία εισόδου του κινητήρα dc είναι συνεχές ρεύμα
Σε αυτόν τον κινητήρα, δεν υπάρχουν πινέλα και μετατροπείς.Σε αυτόν τον κινητήρα, υπάρχουν ανθρακούχες βούρτσες και μετατροπείς.
Οι φάσεις τροφοδοσίας εισόδου των κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος είναι μονοφασικές και τριφασικέςΟι φάσεις τροφοδοσίας εισόδου κινητήρων DC είναι μονοφασικές
Τα χαρακτηριστικά οπλισμού των κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ότι ο οπλισμός είναι ανενεργός ενώ το μαγνητικό πεδίο γυρίζει.Τα χαρακτηριστικά οπλισμού των κινητήρων DC είναι, ο οπλισμός περιστρέφεται ενώ το μαγνητικό πεδίο παραμένει ανενεργό.
Διαθέτει τρία τερματικά εισόδου όπως το RYB.Έχει δύο τερματικά εισόδου, όπως θετικά και αρνητικά
Ο έλεγχος ταχύτητας κινητήρα AC μπορεί να γίνει αλλάζοντας τη συχνότητα.Ο έλεγχος ταχύτητας κινητήρα DC μπορεί να γίνει αλλάζοντας το ρεύμα της περιέλιξης του οπλισμού
Η απόδοση του κινητήρα AC είναι μικρότερη λόγω της απώλειας στο ρεύμα επαγωγής και της ολίσθησης του κινητήρα.Η απόδοση του κινητήρα DC είναι υψηλή επειδή δεν υπάρχει ρεύμα επαγωγής καθώς και ολίσθηση
Δεν απαιτεί συντήρησηΑπαιτείται συντήρηση
Οι κινητήρες AC χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται υψηλή ταχύτητα, καθώς και μεταβλητή ροπή.Οι κινητήρες DC χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται μεταβλητή ταχύτητα, καθώς και υψηλή ροπή.
Στην πράξη, χρησιμοποιούνται σε μεγάλες βιομηχανίεςΣτην πράξη, χρησιμοποιούνται σε συσκευές

Απώλειες στη μηχανή DC

Ξέρουμε ότι η κύρια λειτουργία ενός μηχανήματος DC είναι η μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια . Σε όλη αυτή τη μέθοδο μετατροπής, ολόκληρη η ισχύς εισόδου δεν μπορεί να μετατραπεί σε ισχύ εξόδου λόγω της απώλειας ισχύος σε διαφορετικές μορφές. Ο τύπος απώλειας μπορεί να αλλάξει από τη μία συσκευή στην άλλη. Αυτές οι απώλειες θα μειώσουν την απόδοση της συσκευής καθώς και η θερμοκρασία θα αυξηθεί. Οι απώλειες ενέργειας της μηχανής DC μπορούν να ταξινομηθούν σε Ηλεκτρικές αλλιώς Απώλειες χαλκού, Απώλειες πυρήνα αλλιώς Απώλειες σιδήρου, Μηχανικές απώλειες, Απώλειες πινέλου και απώλειες φορτίου Αδέσποτου.

Πλεονεκτήματα μηχανών DC

Τα πλεονεκτήματα αυτού του μηχανήματος περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

  • Οι μηχανές συνεχούς ρεύματος όπως οι κινητήρες dc έχουν διάφορα πλεονεκτήματα όπως η ροπή εκκίνησης είναι υψηλή, οπισθοπορείας, γρήγορη εκκίνηση & διακοπή, μεταβαλλόμενες ταχύτητες μέσω εισόδου τάσης
  • Αυτά ελέγχονται πολύ εύκολα καθώς και φθηνότερα σε σύγκριση με το AC
  • Ο έλεγχος ταχύτητας είναι καλός
  • Η ροπή είναι υψηλή
  • Η λειτουργία είναι απρόσκοπτη
  • Χωρίς αρμονικές
  • Η εγκατάσταση και η συντήρηση είναι εύκολη

Εφαρμογές DC Machine

Προς το παρόν, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να γίνει χύμα με τη μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος (εναλλασσόμενο ρεύμα). Επομένως, η χρήση μηχανών συνεχούς ρεύματος όπως κινητήρες και γεννήτριες γεννήτριες συνεχούς ρεύματος είναι εξαιρετικά περιορισμένη επειδή χρησιμοποιούνται κυρίως για την παροχή διέγερσης μικροσκοπικών & μεσαίων σειρών εναλλακτών. Στις βιομηχανίες, τα μηχανήματα DC χρησιμοποιούνται για διαφορετικές διεργασίες όπως συγκόλληση, ηλεκτρολυτική κ.λπ.

Γενικά, το AC δημιουργείται και μετά από αυτό, αλλάζει σε DC με τη βοήθεια ανορθωτών. Συνεπώς, η γεννήτρια DC καταστέλλεται μέσω τροφοδοσίας AC που διορθώνεται για χρήση σε διάφορες εφαρμογές. Οι κινητήρες DC χρησιμοποιούνται συχνά όπως κινήσεις μεταβλητής ταχύτητας και όπου συμβαίνουν αλλαγές στη σοβαρή ροπή.

Η εφαρμογή της μηχανής DC ως κινητήρα χρησιμοποιείται διαιρώντας σε τρεις τύπους όπως Σειρά, Shunt & Compound, ενώ η εφαρμογή της μηχανής DC ως γεννήτρια ταξινομείται σε γεννήτριες ξεχωριστής διέγερσης, σειρών και πληγών.

Έτσι, όλα αφορούν μηχανές DC. Από τις παραπάνω πληροφορίες, τέλος, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι οι μηχανές DC είναι γεννήτρια DC & κινητήρας dc . Η γεννήτρια DC είναι κυρίως χρήσιμη για την παροχή πηγών DC προς τη μηχανή DC σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Ενώ ο κινητήρας DC οδηγεί ορισμένες συσκευές όπως τόρνοι, ανεμιστήρες, φυγοκεντρικές αντλίες, τυπογραφικά πιεστήρια, ηλεκτρικές ατμομηχανές, ανυψωτικά μηχανήματα, γερανοί, μεταφορείς, ελαιοτριβεία, auto-rickshaw, μηχανήματα πάγου κ.λπ. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι μετατροπή σε μηχανή dc;