Dəyişən cərəyan mühərriki necə işləyir?

Dəyişən cərəyan mühərriki necə işləyir?

A DC موتور elektrik mühəndisliyi tarixinin ən vacib ixtiralarından biridir və dəyişilməz cərəyan elektrik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirir. Sənaye maşınları və nəqliyyat sistemlərindən məişət əşyalarına və robot texnikasına qədər bir çox cihazlarda mühüm komponentdir. Necə işlədiyini bilmək mühəndislər, texniklar və elektromexaniki sistemlərlə maraqlanan şəxslər üçün vacibdir. DC موتور işləmə prinsipi mütəxəssislər, texniklar və elektromexaniki sistemlərə maraqlı olan hər kəs üçün əsasdır.

Bu məqalə DC Motorun iş prinsiplərini, komponentlərini, növlərini və tətbiq sahələrini, eləcə də onun işə düşməsi arxasında duran elmi əsasları izah edir. Həmçinin momentin necə yarandığını, kommutasiyanın rolunu, sürətin və istiqamətin necə nəzarət edildiyini də əhatə edəcəyik.

Əsas İş Prinsipi

DC Motorun əsas iş prinsipi aşağıdakı üsurlara əsaslanır elektromagnetizm . Keçidli naqildən cərəyan keçərkən onun maqnit sahəsi daxilində yerləşdirilməsi nəticəsində mexaniki qüvvə yaranır. Bu hadisə Fleyminin Sol Əl Qaydası ilə təsvir olunur. Bu qayda belə ifadə olunur:

• Təqdim iqtisadiyyat və vaxt qüvvənin (hərəkətin) istiqamətini göstərir.

• Təqdim bərabərdir maqnit sahəsinin istiqamətini göstərir (şimaldan cənuba).

• Təqdim orta barmaq cərəyan istiqamətini göstərir (müsbətdən mənfiyə).

Motorun daxilində naqili müəyyən konfiqurasiyada yerləşdirməklə bu qüvvədən kəsilməz fırlanma yaratmaq üçün istifadə etmək olar.

DC Motorun əsas komponentləri

Armatur (rotor)

Cərəyanı naqillər vasitəsilə daşıyan motorun fırlanan hissəsi. Armatura vala montajlanır və maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı əlaqədə olaraq moment yaradır.

Commutator

Yarmatur sargılarına qoşulan, seqmentləşdirilmiş mis nizə. Fırlanma zamanı hər bir yarmatur bobininin cərəyan istiqamətini dəyişdirərək eyni istiqamətdə momentin yaranmasını təmin edir.

Fırça

Adətən karbon və ya qrafitdən hazırlanır, qeyri-hərəkətli elektrik təchizatı ilə fırlanan kommutator arasında elektrik kontaktını saxlayır.

Sahə sargısı və ya daimi maqnitlər

Yarmaturun fırlandığı sabit maqnit sahəsini yaradır. Bəzi konstruksiyalarda elektromaqnitlərdən, digərlərində isə sahəni təmin etmək üçün daimi maqnitlərdən istifadə olunur.

Rulmanlar

Fırlanan valı dəstəkləyir, sürtülməni azaldır və hamar hərəkəti təmin edir.

Qablaşdırma (Çərçivə)

Komponentləri birləşdirən, onları zədələnmədən qoruyan və istinin sönərilməsinə kömək edə bilən xarici qab.

Addım-addım iş prinsipi

1. Elektrik təchizatı ilə qoşulma
   Mühərrik terminallarına birbaşa cərəyan verilir, müsbət və mənfi naqillər fırçalara qoşulur.

2. Qol hərəkətindən keçən cərəyan
   Qələmlər elektrik cərəyanını kommutatora ötürür, bu da onu qol qəfəsinə yönləndirir.

3. Maqnit sahəsinin qarşılıqlı təsiri
   Qol qəfəsindən keçən cərəyan öz maqnit sahəsini yaradır. Bu, sahə qəfəsindən və ya daimi maqnitlərdən gələn sabit maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı təsirə daxil olur.

4. Qüvvənin yaranması
   İki maqnit sahəsinin qarşılıqlı təsiri qol konduktorlarında qüvvə yaradır və rotorun dönərək hərəkət etməsinə səbəb olur.

5. Kommutasiya
   Rotor döndükcə kommutator hər yarım dövr üçün qol qəfəsindən keçən cərəyanın istiqamətini dəyişdirir. Bu, yaradılan momentin eyni fırlanma istiqamətində qalmasını təmin edir.

6. Süni Dönmə
   Təchizat gerilməsi tətbiq olunduğu müddətcə bu proses davamlı şəkildə təkrarlanır və dayanıqlı mexaniki fırlanma yaranır.

Dəyişən cərəyan mühərrikində kommutasiyanın rolu

Kommutasiya dönməni hamar saxlamaq üçün vacibdir. Düzgün vaxtda armatura sarğısında cərəyanı tərsinə çevirmədən moment istiqamət dəyişə bilər və motor dayanacaq və ya sıçrayacaq. Qələmli motorlarda mexaniki kommutasiyanı qələmlər və kommutator seqmentləri həyata keçirir. Qələmsiz konstruksiyalarda isə kommutasiyanı elektron sxemlər həyata keçirir.

DC Motorların Növləri və Onların İş Prinsipləri

Seriya Sarımlı DC Motor

• Sahə sarımı armatura sarımı ilə ardıcıl qoşulur.

• Kranlar və elektrikli qatarlar kimi tətbiq sahələri üçün uyğun olan yüksək başlanğıc momenti yaradır.

• Yük dəyişiklikləri ilə sürət çox dəyişir.

Paralel Sarımlı DC Motor

• Sahə sarımı armatura sarımı ilə paralel qoşulur.

• Dəyişən yüklər altında yaxşı sürət tənzimlənməsi təmin edir.

• Sabit iş tələb edən sənaye maşınlarında yaygındır.

Birləşmiş Dəyişən Cərəyan Mühərriki

• Həm ardıcıl, həm də paralel sahə sargılarını birləşdirir.

• Yüksək işə başlama momenti və yaxşı sürət tənzimlənməsi arasında tarazlıq təmin edir.

Daimi Maqnitli Dəyişən Cərəyan Mühərriki

• Sargılar əvəzinə sahə üçün daimi maqnitlərdən istifadə edir.

• Sadə dizayn, yüksək səmərəlilik və kompakt ölçülər.

• Kiçik mətbəx qurğularında, oyuncaqlarda və avtomobil tətbiqlərində istifadə olunur.

Brushless DC Motor (BLDC)

• Çərçivələr əvəzinə elektron kommutasiya edilməsindən istifadə edir.

• Daha səmərəlidir, uzun ömürlüdür və az təmir tələb edir.

• Elektrikli avtomobillərdə, dronlarda və dəqiq cihazlarda geniş istifadə olunur.

Dövr mühərriki necə tork verir

Döngəçi, motor tərəfindən istehsal olunan fırlanma qüvvəsidir. Bir DC motorda, dərəcənin aşağıdakılardan asılı olması:

• Maqnit sahəsinin gücü.

• Armatura sarğılarında olan cərəyanın miqdarı.

• Maqnit sahəsində aktiv keçicilərin sayı.

DC Motor üçün əsas moment tənliyi aşağıdakı kimidir:

T = k × Φ × Ia

Burada:

• T = Moment

• k = Motor sabiti

• φ = Qütb başına maqnit seli

• Ia = Qozunən cərəyan

Qozunən cərəyanın və ya maqnit selinin artırılması momenti artıracaq.

Dəyişən cərəyan mühərrikində sürət nəzarəti

Tənzimləməklə sürət nəzarət oluna bilər:

• Qozunən gərginlik : Daha yüksək gərginlik sürəti artırır.

• Sahə cərəyanı : Sahə cərəyanının artırılması maqnit sahəsini gücləndirir və sürəti azaldır; onun azalması sürəti artırır.

• PWM Nəzarət pulse width modulation dəqiq və səmərəli sürət tənzimləməsinə imkan verir.

İstiqamətin idarə edilməsi

DC Motorun fırlanma istiqamətini armatura qidalandırıcısının və ya sahə qidalandırıcısının polyarlığını dəyişməklə (ancaq hər ikisini eyni anda deyil) tərsinə çevirmək olar. Bu, elektrik vinçlər və sənaye konveyerləri kimi tərsinə dönməyə qabiliyyətli mühərriklərdə geniş şəkildə istifadə olunur.

Səmərəlilik faktorları

DC Motorun səmərəliliyi itkilərin minimuma endirilməsindən asılıdır, bunlara aşağıdakılar daxildir:

• Dolama (müqavimət itkiləri) daxilində elektrik itkiləri.

• Yataqlarda və sürtünmədə mexaniki itkilər.

• Maqnit histerezisi və vorteks cərəyanları səbəbindən nüvə itkiləri.

Çəpçəp olmayan konstruksiyalar ümumiyyətlə daha yüksək səmərəlilik təmin edir, çünki onlar çəpçəp sürtünməsini aradan qaldırır və elektrik boşalmasını azaldır.

Praktik istifadədə DC mühərriklərin üstünlükləri

• Dəqiq və hamar sürət nəzarəti.

• Yükün çox olması halında yüksək işə başlama momenti.

• İdarəetmə siqnallarına tez cavab.

• Batareya elektrik mənbələri ilə uyğunluq.

Nəzərə Almaq Şərti İla Məhdudlaşmalar

• Qələmli konstruksiyalar üçün texniki xidmət tələbləri.

• Yükün yüksək olduğu şərtlərdə pis xidmət halında qısa ömrü.

• Qələmlər və kommutatorlardan elektrik gürültüsü.

DC Motorların tətbiqi

• Nəqliyyat : Elektrik maşınları, qatarlar və tramvaylar.

• Sənaye maşınları : Qurğuşun yuvarlaq maşınları, lentli transportyorlar və liftlər.

• Avtomatlaşdırma : Robototexnika, CNC maşınları və aktüatorlar.

• مصرفچی الکترونیک : Güc alətləri, ventilyatorlar və məişət əşyaları.

DC Mühərrik Texnologiyasının Gələcəyi

Yenilənə bilən enerji sistemlərinin, elektrikli hərəkət mexanizmlərinin və inkişaf etmiş avtomatlaşdırmanın artması ilə DC mühərriklər əhəmiyyətini saxlamışdır. Materiallarda, elektron idarəetmə qurğularında və istehsal üsullarında edilən yaxşılaşdırmalar mühərriklərin iş performansını artırır, təmirini azaldır və tətbiq sahələrini genişləndirir. Xüsusilə, effektivliyi və etibarlılığı ilə fərqlənən DC mühərriksiz modellər gələcək dizaynlarında əsas yerə sahib olacaq.

Nəticə

DC Motor elektrik enerjisini birbaşa cərəyan mənbəyindən maqnit sahələrinin və cərəyan keçirən naqillərin qarşılıqlı təsiri ilə mexaniki fırlanmaya çevirərək işləyir. Hissələrinin — armatura, kommutator, щətkilər və sahə sisteminin — əlaqəli işləməsi davamlı moment yaratmasını təmin edir. DC Motorun yastıq altı və ya yastıqsız konfiqurasiyada olsun, dəqiq sürət nəzarəti, yüksək moment və uyğunlaşma qabiliyyəti onu bir çox sənayelər üçün vacib edir.

SSS

DC Motorun əsas funksiyası nədir?

Əsas funksiyası birbaşa cərəyan elektrik enerjisini mexaniki fırlanma enerjisinə çevirməkdir.

DC Motorun sürəti necə nəzarət olunur?

Armatura gərginliyinin, sahə cərəyanının tənzimlənməsi və ya elektronik PWM nəzarətindən istifadə edərək.

DC Motor nə üçün kommutatora ehtiyac duyur?

Kommutator armatura sargılarında cərəyan istiqamətini düzgün vaxtda tərsinə çevirərək eyni istiqamətdə davamlı fırlanmanı saxlayır.

DC Motor щətkilər olmadan işləyə bilərmi?

Bəli, qeyri-kömürcü DC mühərriklərdə kommutasiya üçün elektron dövrələr kömürçülərin yerini alır.

DC Mühərrikin burulma momentini nə müəyyən edir?

Burulma momenti maqnit seli, armatura cərəyanı və mühərrik konstruksiyası ilə müəyyən edilir.