DC電気モーター。スキーム、説明

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DCモーター 励磁巻線が極のコア上に配置され、直流電流によって電力が供給される電気機械と呼ばれます。

デザイン

磁束は、N 極からアーマチュアを通って S 極に流れ、そこからヨークを通って N 極に戻ります。ポールとヨークのコアも強磁性材料で作られています。 DC 電気機械は XNUMX つの主要部分で構成されます。

固定部分（インダクタ）;
回転部（ドラム巻きアンカー）。

図上。 16.1に直流機の構造図を示します。

DCモーター
米。 16.1. 直流の構造スキーム。

インダクタは、強磁性材料で作られた円筒形のフレーム 1 と、フレームに固定された励磁巻線 2 を備えた極で構成されています。励磁巻線は主磁束を生成します。

磁束はフレームに取り付けられた永久磁石によって生成できます。アーマチュアは次の要素で構成されます: コア 3、コアの溝に配置された巻線 4、コレクタ 5。

渦点に対する DC 機械の損失を減らすために、アーマチュアコアは互いに絶縁された電磁鋼板から組み立てられます。

モデル上の DC マシンの動作を考えてみましょう (図 16.2)。1 はインダクタの極、2 は電機子、3 は導体、4 は接触ブラシです。

DCモーター
米。 16.2。 DCマシンモデル

電機子巻線の導体は電機子の表面にあります。接触ブラシは、極間の中央に描かれた幾何学的中立線上に配置されます。機械のアーマチュアは矢印の方向に回転します。電機子巻線の導体に誘導される EMF の方向は右手の法則によって決まります。

図上。 16.2、十字は私たちから向けられたEMFを示し、点は私たちに向けられたEMFを示します。導体は相互接続されているため、導体内の EMF が追加されます。このため、一方の極のゾーンに位置する導体の端は、反対の極のゾーンに位置する導体の端と直列に接続されます。

直列に接続された XNUMX つの導体が XNUMX つのターンまたは XNUMX つのコイルを形成します。 XNUMX つの極のゾーンにある導体の EMF の大きさは異なります。最大の EMF は、極の中央の下にある導体に誘導され、幾何学的中性線にある導体では EMF はゼロに等しくなります。すべての巻線導体が特定の規則に従って直列に接続されている場合、結果として生じる電機子巻線の EMF はゼロとなり、巻線には電流が流れません。接触ブラシは電機子巻線を XNUMX つの平行な分岐に分割します。上部の並列ブランチでは一方向の EMF が誘導され、下部の並列ブランチでは反対方向に EMF が誘導されます。接触ブラシによって除去される EMF は、ブラシ間にある導体の起電力の合計に等しくなります。並列分岐では、同じ起電力が互いに反対方向に作用します。

動作原理

接触ブラシによって除去される EMF は、ブラシ間にある導体の起電力の合計に等しくなります。並列分岐では、同じ起電力が互いに反対方向に作用します。

図に16.3に電機子巻線の等価回路を示します。

DCモーター
米。 16.3. 直流機の電機子巻線の等価回路

電機子抵抗巻線に接続すると、並列分岐に同じ電流が発生します。抵抗Rを通して_H 電流が流れるI_Я。電機子巻線の起電力は電機子の回転周波数 n に比例します。₂ とインダクタの磁束 Ф:

(16.1)

ここでC_e - 絶え間ない。

実際の DC 電気機械では、特別な接触装置、つまりコレクタが使用されます。コレクタはアーマチュアコアと同じシャフトに取り付けられ、相互およびアーマチュアシャフトから隔離された別個の銅プレートで構成されます。各プレートは、電機子巻線の XNUMX つまたは複数の導体に接続されています。固定接触ブラシはコレクタ上に重ねられます。接触ブラシの助けを借りて、回転電機子巻線は DC ネットワークまたは負荷に接続されます。

モーターの電機子に電圧がかかると、電機子巻線に電流 I が発生します。_я。電流がインダクタの磁界と相互作用すると、電磁トルクが発生します。

(16.2)

ここで、C_м -エンジンの設計に応じた係数。

図上。 16.4 は DC モーターを概略的に示しており、電機子巻線の導体が強調表示されています。

DCモーター
米。 16.4. 専用の電機子巻線導体を備えた DC モーターの図

導体を流れる電流は私たちから遠ざかる方向に流れます。電磁トルクの方向は左手の法則によって決まります。アンカーは反時計回りに回転します。電機子巻線の導体には EMF が誘導され、その方向は右手の法則によって決まります。この EMF は電機子電流に逆らうもので、逆起電力と呼ばれます。定常状態では、電磁トルク M_ええと反対のブレーキトルクMでバランスをとる₂ 回転機構:

米。 16.5. モーター電機子等価回路

図上。 16.5 にモータ電機子巻線の等価回路を示します。

DCモーター
米。 16.5. モーター電機子等価回路

EMF は電機子電流と逆の方向に流れます。キルヒホッフの第二法則によると

そこから

(16.3)

式(16.3)はエンジンの基本式と呼ばれます。式 (16.3) から次の式を得ることができます。

(16.4)

(16.5)

磁束 Ф は、励起電流 I に依存します。_в励磁巻線で作成されます。

式 (16.5) から、DC モーターの速度 n₂ 次の方法で調整できます:

方法 1 - 励磁巻線回路の加減抵抗器を使用して励磁電流を変更する。
方法2-電機子巻線の端子の電圧Uを変更します。
方法3-機械の磁束を変更する。

モータの回転方向を逆に変える（モータを逆転させる）には、電機子またはインダクタ巻線に流れる電流の方向を変える必要があります。

著者: Koryakin-Chernyak S.L.

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