Har qanday elektr motor, qoida tariqasida, aylanish harakatiga aylanadigan, unga qo'llaniladigan elektr energiyasini iste'mol qilish tufayli mexanik ishlarni bajarish uchun mo'ljallangan. Garchi texnologiyada darhol ishchi organning tarjima harakatini yaratadigan modellar mavjud. Ular chiziqli motorlar deb ataladi.

Sanoat inshootlarida elektr motorlar texnologik ishlab chiqarish jarayonida ishtirok etadigan turli mashinalar va mexanik qurilmalarni boshqaradi.

Maishiy texnika ichida elektr motorlar ishlaydi kir yuvish mashinalari, changyutgichlar, kompyuterlar, sochlarini fen mashinasi, bolalar o'yinchoqlari, soatlar va boshqa ko'plab qurilmalar.

Asosiy jismoniy jarayonlar va ishlash printsipi

Ichkarida harakatlanuvchilar ustida elektr zaryadlari, elektr toki deb ataladigan har doim magnit kuch chiziqlari yo'nalishiga perpendikulyar joylashgan tekislikda o'z yo'nalishini burishga moyil bo'lgan mexanik kuch mavjud. Qachon elektr toki metall o'tkazgich yoki undan yasalgan lasan orqali o'tadi, keyin bu kuch har bir oqim o'tkazgichni va butun o'rashni harakatga / aylantirishga intiladi.

Quyidagi rasmda oqim oqadigan metall ramka ko'rsatilgan. Unga qo'llaniladigan magnit maydon ramkaning har bir tarmog'i uchun F kuchini hosil qilib, aylanish harakatini yaratadi.

Yopiq o'tkazgich zanjirida elektromotor kuchni yaratishga asoslangan elektr va magnit energiyaning o'zaro ta'sirining bu xususiyati har qanday elektr motorining ishlashida ishtirok etadi. Uning dizayni quyidagilarni o'z ichiga oladi:

elektr toki oqib o'tadigan o'rash. U maxsus ankraj yadrosiga o'rnatiladi va ishqalanish kuchlarining qarshi ta'sirini kamaytirish uchun aylanma rulmanlarda mahkamlanadi. Ushbu struktura rotor deb ataladi;

magnit maydonni yaratuvchi stator, uning kuch chiziqlari bilan rotor o'rashining burilishlari orqali o'tadigan elektr zaryadlariga kirib boradi;

statorni joylashtirish uchun korpus. Korpus ichida maxsus o'rnatish rozetkalari ishlab chiqariladi, ular ichida rotor podshipniklarining tashqi poygalari o'rnatiladi.

Eng oddiy elektr motorining soddalashtirilgan dizayni quyidagi rasmda ifodalanishi mumkin.

Rotor aylanganda, quvvati qurilmaning umumiy dizayniga, qo'llaniladigan elektr energiyasining miqdoriga va transformatsiyalar paytida uning yo'qotishlariga bog'liq bo'lgan moment hosil bo'ladi.

Dvigatelning maksimal mumkin bo'lgan moment kuchi har doim unga qo'llaniladigan elektr energiyasidan kamroq. U samaradorlik omilining kattaligi bilan tavsiflanadi.

Elektr dvigatellarining turlari

Sariqlar orqali oqadigan oqim turiga qarab, ular doimiy yoki o'zgaruvchan tok motorlariga bo'linadi. Ushbu ikki guruhning har biri turli texnologik jarayonlardan foydalangan holda ko'p sonli modifikatsiyaga ega.

Elektr dvigatellari to'g'ridan-to'g'ri oqim

Ularning stator magnit maydoni doimiy ravishda o'rnatilgan yoki dala o'rashlari bo'lgan maxsus elektromagnitlar tomonidan yaratilgan. Armatura sargisi rulmanlarda o'rnatiladigan va o'z o'qi atrofida erkin aylanishi mumkin bo'lgan milga qattiq o'rnatiladi.

Bunday dvigatelning asosiy tuzilishi rasmda ko'rsatilgan.

Ferromagnit materiallardan yasalgan armatura yadrosida bir uchida o'tkazgich kollektor plitalari bilan, ikkinchisi esa bir-biriga bog'langan ikkita ketma-ket bog'langan qismdan iborat o'rash mavjud. Ikkita grafit cho'tkasi armaturaning diametrli qarama-qarshi uchlarida joylashgan va kommutator plitalarining kontakt yostiqlariga bosilgan.

Naqshning pastki cho'tkasi doimiy oqim manbaining ijobiy potentsiali bilan ta'minlangan va yuqori cho'tka salbiy potentsial bilan ta'minlangan. O'rash orqali o'tadigan oqim yo'nalishi nuqta qizil o'q bilan ko'rsatilgan.

Oqim armaturaning pastki chap qismida shimoliy qutbning magnit maydonini va yuqori o'ngda janubiy qutbni (gimlet qoidasi) keltirib chiqaradi. Bu rotor qutblarining turg'un qutblardan itarilishiga va statordagi farqli qutblarga tortilishiga olib keladi. Qo'llaniladigan kuch natijasida aylanish harakati sodir bo'ladi, uning yo'nalishi jigarrang o'q bilan ko'rsatiladi.

Armaturaning keyingi aylanishi bilan, inertsiya bilan, qutblar boshqa kollektor plitalariga o'tadi. Ulardagi oqimning yo'nalishi teskari tomonga o'zgaradi. Rotor yana aylanishda davom etadi.

Bunday kollektor qurilmasining oddiy dizayni elektr energiyasining katta yo'qotishlariga olib keladi. Bunday dvigatellar oddiy qurilmalarda yoki bolalar uchun o'yinchoqlarda ishlaydi.

Ishlab chiqarish jarayonida ishtirok etadigan doimiy elektr motorlari yanada murakkab dizaynga ega:

o'rash ikkiga emas, balki ko'proq qismlarga bo'linadi;

har bir o'rash qismi o'z qutbiga o'rnatiladi;

Kollektor qurilma o'rash bo'limlari soniga ko'ra ma'lum miqdordagi kontakt yostiqlaridan tayyorlanadi.

Natijada, har bir qutbning kontakt plitalari orqali cho'tkalarga va oqim manbaiga silliq ulanishi yaratiladi va elektr yo'qotishlari kamayadi.

Bunday langarning qurilmasi rasmda ko'rsatilgan.

DC elektr motorlar uchun rotorning aylanish yo'nalishi teskari bo'lishi mumkin. Buning uchun manbadagi polaritni o'zgartirish orqali o'rashdagi oqimning harakatini teskari qilish kifoya.

AC motorlar

Ular oldingi dizaynlardan farq qiladi, chunki ularning o'rashida oqadigan elektr toki vaqti-vaqti bilan uning yo'nalishini (belgisini) o'zgartirish orqali tasvirlanadi. Ularni quvvatlantirish uchun kuchlanish o'zgaruvchan belgilar generatorlaridan beriladi.

Bunday motorlarning statori magnit konturdan qilingan. U oluklari bo'lgan ferromagnit plitalardan yasalgan bo'lib, ular ichiga o'rash ramka (lasan) konfiguratsiyasi bilan aylanadi.

Sinxron elektr motorlar

Quyidagi rasmda ko'rsatilgan bir fazali AC motorining ishlash printsipi rotor va statorning elektromagnit maydonlarining sinxron aylanishi bilan.

Stator magnit pallasining yivlarida diametrli qarama-qarshi uchlarida o'zgaruvchan tok o'tadigan ramka shaklida sxematik ravishda ko'rsatilgan o'rash o'tkazgichlari mavjud.

Keling, ishni uning yarim to'lqinining ijobiy qismining o'tishiga mos keladigan vaqt momenti uchun ko'rib chiqaylik.

O'rnatilgan doimiy magnitlangan rotor aniq belgilangan shimoliy "N og'zi" va janubiy "S og'zi" qutbiga ega bo'lgan rulman poygalarida erkin aylanadi. Stator o'rashidan musbat yarim to'lqinli oqim o'tganda, unda "S st" va "N st" qutblari bo'lgan magnit maydon hosil bo'ladi.

Rotor va statorning magnit maydonlari o'rtasida o'zaro ta'sir kuchlari paydo bo'ladi (masalan, qutblar itaradi va qarama-qarshi qutblar tortadi), ular qarama-qarshi qutblar yaqin joylashganda elektr motorining armaturasini o'zboshimchalikdan oxirgi holatga aylantirishga moyildirlar. imkon qadar bir-biriga nisbatan.

Agar biz xuddi shu holatni ko'rib chiqsak, lekin hozirgi vaqtda teskari - salbiy yarim to'lqin ramka o'tkazgich orqali oqib o'tsa, armatura teskari yo'nalishda aylanadi.

Rotorga uzluksiz harakatlanishni ta'minlash uchun statorda bitta o'rash ramkasi emas, balki ularning har biri alohida oqim manbasidan quvvatlanishini hisobga olgan holda ularning ma'lum soni amalga oshiriladi.

Ish printsipi uch fazali vosita AC sinxron aylanish Rotor va statorning elektromagnit maydonlari quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

Ushbu dizaynda uchta sariq A, B va C stator magnit pallasida o'rnatilgan bo'lib, ular bir-biriga 120 graduslik burchak ostida siljiydi. A o'rash sariq rangda, B yashil rangda va C qizil rangda ta'kidlangan. Har bir o'rash oldingi holatda bo'lgani kabi bir xil ramkalar bilan amalga oshiriladi.

Rasmda, har bir holat uchun oqim "+" va "-" belgilari bilan ko'rsatilgan oldinga yoki teskari yo'nalishda faqat bitta o'rash orqali o'tadi.

Musbat yarim to'lqin A fazasidan oldinga yo'nalishda o'tganda, rotor maydon o'qi gorizontal holatni oladi, chunki statorning magnit qutblari bu tekislikda hosil bo'ladi va harakatlanuvchi armaturani tortadi. Qarama-qarshi rotor qutblari stator qutblariga yaqinlashadi.

Musbat yarim to'lqin C fazasidan keyin kelganda, armatura soat yo'nalishi bo'yicha 60 daraja aylanadi. B fazasiga oqim berilgandan so'ng, armaturaning xuddi shunday aylanishi sodir bo'ladi. Keyingi o'rashning keyingi bosqichida har bir ketma-ket oqim rotorni aylantiradi.

Agar har bir o'rashga 120 graduslik burchak ostida o'zgartirilgan uch fazali tarmoq kuchlanishi berilsa, ularda o'zgaruvchan toklar aylanadi, bu esa armaturani aylantiradi va ta'minlangan elektromagnit maydon bilan sinxron aylanishini yaratadi.

Xuddi shu mexanik dizayn muvaffaqiyatli ishlatilgan uch fazali step motor. Faqat har bir o'rashda, boshqaruv yordamida to'g'ridan-to'g'ri oqim impulslari yuqorida tavsiflangan algoritmga muvofiq beriladi va chiqariladi.

Ularning ishga tushirilishi aylanma harakatni boshlaydi va ularning to'xtashi ma'lum bir daqiqa vaqt milning dozalangan aylanishini va muayyan texnologik operatsiyalarni bajarish uchun dasturlashtirilgan burchak ostida to'xtashni ta'minlaydi.

Ta'riflangan ikkala uch fazali tizimda ham armatura aylanish yo'nalishini o'zgartirish mumkin. Buni amalga oshirish uchun siz "A" - "B" - "C" fazalar ketma-ketligini boshqa narsaga o'zgartirishingiz kerak, masalan, "A" - "C" - "B".

Rotorning aylanish tezligi T davrining davomiyligi bilan tartibga solinadi. Uning kamayishi aylanishning tezlashishiga olib keladi. Fazadagi oqim amplitudasining kattaligi bog'liq ichki qarshilik o'rash va unga qo'llaniladigan kuchlanish. U elektr motorining moment va quvvat miqdorini aniqlaydi.

Asenkron elektr motorlar

Ushbu vosita konstruktsiyalari ilgari muhokama qilingan bir fazali va uch fazali modellarda bo'lgani kabi, sarg'ishli bir xil stator magnit davriga ega. Ular armatura va statorning elektromagnit maydonlarining sinxron bo'lmagan aylanishi tufayli o'z nomlarini oldilar. Bu rotor konfiguratsiyasini yaxshilash orqali amalga oshirildi.

Uning yadrosi yivli elektr po'lat plitalardan yasalgan. Ular alyuminiy yoki mis oqim o'tkazgichlari bilan jihozlangan bo'lib, ular armatura uchlarida Supero'tkazuvchilar halqalar bilan yopiladi.

Stator o'rashlariga kuchlanish qo'llanilganda, rotor o'rashida elektromotor kuch bilan elektr toki paydo bo'ladi va armatura magnit maydoni hosil bo'ladi. Ushbu elektromagnit maydonlar o'zaro ta'sir qilganda, vosita mili aylana boshlaydi.

Ushbu dizayn bilan rotor harakati faqat statorda aylanadigan elektromagnit maydon paydo bo'lgandan keyin mumkin va u bilan asenkron ish rejimida davom etadi.

Asenkron motorlar dizayni oddiyroq. Shuning uchun ular arzonroq va sanoat inshootlari va maishiy texnikada keng qo'llaniladi.

Lineer motorlar

Sanoat mexanizmlarining ko'pgina ishchi qismlari metallga ishlov berish dastgohlari, transport vositalarining ishlashi uchun zarur bo'lgan bir tekislikda o'zaro yoki oldinga harakatni amalga oshiradi, qoziqlarni haydashda bolg'a zarbalari ...

Bunday ishchi organni vites qutilari, sharli vintlardek, kamar qo'zg'aysanlari va shunga o'xshash mexanik qurilmalar yordamida aylanadigan elektr motoridan ko'chirish dizaynni murakkablashtiradi. Zamonaviy texnik yechim Bu muammo chiziqli elektr motorining ishlashidir.

Uning statori va rotori chiziqlar shaklida cho'zilgan va aylanadigan elektr motorlari kabi halqalarga burilmagan.

Amaliyot printsipi - ma'lum uzunlikdagi ochiq magnit zanjirli statordan elektromagnit energiyaning uzatilishi tufayli yuguruvchi-rotorga o'zaro chiziqli harakatni berishdir. Uning ichida oqimni navbatma-navbat yoqish orqali ishlaydigan magnit maydon hosil bo'ladi.

U kommutator bilan armatura o'rashiga ta'sir qiladi. Bunday dvigatelda paydo bo'ladigan kuchlar rotorni faqat hidoyat elementlari bo'ylab chiziqli yo'nalishda harakatga keltiradi.

Lineer motorlar doimiy yoki ishlash uchun mo'ljallangan o'zgaruvchan tok, sinxron yoki asinxron rejimda ishlashi mumkin.

Lineer motorlarning kamchiliklari:

texnologiyaning murakkabligi;

yuqori narx;

past energiya darajalari.

Topshiriqning sharti: Laboratoriya ishi No 10. Elektr toki dvigatelini o'rganish (modelda).

Muammo dan
Fizika darsligi, 8-sinf, A.V.Perishkin, N.A.Rodina
1998 yil uchun
Onlayn fizika bo'yicha ish kitobi
8-sinf uchun
Laboratoriya ishlari
- raqam
10

DC elektr motorini o'rganish (model bo'yicha).

Ishning maqsadi: Ushbu dvigatelning modelidan foydalanib, elektr tok dvigatelining asosiy qismlari bilan tanishish.

Bu, ehtimol, 8-sinf kursi uchun eng oson ishdir. Siz shunchaki vosita modelini oqim manbaiga ulashingiz, uning qanday ishlashini ko'rishingiz va elektr motorining asosiy qismlari (armatur, induktor, cho'tkalar, yarim halqalar, o'rash, milya) nomlarini eslab qolishingiz kerak.

O'qituvchingiz tomonidan sizga taklif qilingan elektr motori rasmda ko'rsatilganiga o'xshash bo'lishi mumkin yoki u boshqa ko'rinishga ega bo'lishi mumkin, chunki maktab elektr motorlari uchun ko'plab variantlar mavjud. Bu muhim ahamiyatga ega emas, chunki o'qituvchi sizga batafsil aytib beradi va modelni qanday boshqarishni ko'rsatadi.

Keling, to'g'ri ulangan elektr motorining ishlamasligining asosiy sabablarini sanab o'tamiz. Ochiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi, cho'tkalarning yarim halqalar bilan aloqa qilmasligi, armatura o'rashining shikastlanishi. Agar dastlabki ikki holatda siz uni o'zingiz boshqarishga qodir bo'lsangiz, o'rash buzilib qolsa, o'qituvchiga murojaat qilishingiz kerak. Dvigatelni yoqishdan oldin, uning armaturasi erkin aylana olishiga va unga hech narsa xalaqit bermasligiga ishonch hosil qilishingiz kerak, aks holda yoqilganda elektr motori xarakterli g'ichirlaydi, lekin aylanmaydi.

Qanday hal qilishni bilmayapsizmi? Yechim bilan yordam bera olasizmi? Kiring va so'rang.

←Laboratoriya ishi No 9. Elektromagnitni yig'ish va uning harakatini tekshirish Laboratoriya ishi No 11. Ob'ektiv yordamida tasvirni olish.-

doimiy elektr motorining qurilmasini, ishlash printsipini, xususiyatlarini o'rganish;

doimiy elektr motorini ishga tushirish, ishlatish va to'xtatish bo'yicha amaliy ko'nikmalarga ega bo'lish;

Doimiy tok elektr motorining xarakteristikalari haqidagi nazariy ma'lumotlarni eksperimental ravishda o'rganing.

Asosiy nazariy tamoyillar

DC elektr motor - bu elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish uchun mo'ljallangan elektr mashinasi.

DC elektr motorining dizayni DC generatoridan farq qilmaydi. Bu holat shahar elektr mashinalarini teskari qiladi, ya'ni ularni generator va motor rejimlarida ishlatishga imkon beradi. Strukturaviy ravishda, shahar elektr motorida sobit va harakatlanuvchi elementlar mavjud bo'lib, ular rasmda ko'rsatilgan. 1.

Ruxsat etilgan qism - stator 1 (ramka) quyma po'latdan yasalgan, 2 ta asosiy va 4 ta maydon o'rashiga ega 3 ta qo'shimcha qutbdan iborat. va 5 va cho'tkalar bilan cho'tka shpal. Stator magnit kontur vazifasini bajaradi. Asosiy qutblar yordamida vaqt bo'yicha doimiy va fazoda harakatsiz magnit maydon hosil bo'ladi. Asosiy qutblar orasiga qo'shimcha qutblar joylashtiriladi va kommutatsiya sharoitlarini yaxshilaydi.

Doimiy tok elektr motorining harakatlanuvchi qismi rotor 6 (armatur) bo'lib, u aylanuvchi milga o'rnatiladi. Armatura magnit zanjirning rolini ham o'ynaydi. U yupqa, bir-biridan elektr izolyatsiyalangan, tarkibida kremniy miqdori yuqori bo'lgan yupqa elektr po'latdan yasalgan bo'lib, quvvat yo'qotishlarini kamaytiradi. Sariqlar 7 armaturaning yivlariga bosiladi, ularning terminallari bir xil vosita milida joylashgan kommutator 8 ning plitalari bilan bog'lanadi (1-rasmga qarang).

Keling, doimiy elektr motorining ishlash printsipini ko'rib chiqaylik. Elektr mashinasining terminallariga to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishni ulash maydon (stator) sariqlarida va armatura sariqlarida bir vaqtning o'zida oqim paydo bo'lishiga olib keladi (2-rasm). Armatura oqimining maydon sargisi tomonidan yaratilgan magnit oqim bilan o'zaro ta'siri natijasida statorda kuch paydo bo'ladi. f, Amper qonuni bilan belgilanadi . Ushbu kuchning yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadi (2-rasm), unga ko'ra u ikkala oqimga perpendikulyar yo'naltiriladi. i(armatura o'rashida) va magnit induksiya vektoriga IN(qo'zg'alish sargisi tomonidan yaratilgan). Natijada, rotorga bir juft kuch ta'sir qiladi (2-rasm). Quvvat rotorning yuqori qismida o'ngga, pastki qismida - chapga ta'sir qiladi. Bu kuchlar juftligi momentni hosil qiladi, uning ta'siri ostida armatura aylanadi. Olingan elektromagnit momentning kattaligi teng bo'lib chiqadi

M = c m I I F,

Qayerda Bilan m - armatura o'rashining dizayni va elektr motorining qutblari soniga qarab koeffitsient; F- elektr motorining bir juft asosiy qutblarining magnit oqimi; I men - vosita armatura oqimi. Shakldan quyidagicha. 2, armatura sariqlarining aylanishi kollektor plitalaridagi polaritning bir vaqtning o'zida o'zgarishi bilan birga keladi. Armatura o'rashining burilishlarida oqim yo'nalishi teskari tomonga o'zgaradi, lekin maydon o'rashlarining magnit oqimi bir xil yo'nalishni saqlab qoladi, bu esa kuchlarning doimiy yo'nalishini belgilaydi. f, va shuning uchun moment.

Magnit maydonda armatura aylanishi uning o'rashida EMF paydo bo'lishiga olib keladi, uning yo'nalishi o'ng qo'l qoidasi bilan belgilanadi. Natijada, rasmda ko'rsatilgan uchun. Armatura o'rashidagi maydonlar va kuchlarning 2 ta konfiguratsiyasi, asosiy oqimga qarama-qarshi yo'naltirilgan induktsiyali oqim paydo bo'ladi. Shuning uchun hosil bo'lgan EMF qayta EMF deb ataladi. Uning qiymati teng

E = Bilan e nF,

Qayerda n- elektr motor armaturasining aylanish tezligi; Bilan e - mashinaning strukturaviy elementlariga bog'liq koeffitsient. Ushbu EMF elektr motorining ish faoliyatini yomonlashtiradi.

Armaturadagi oqim asosiy qutblarning (stator) magnit maydoniga ta'sir qiluvchi magnit maydon hosil qiladi, bu esa armatura reaktsiyasi deb ataladi. Mashina ishlamay qolganda magnit maydon faqat asosiy qutblar tomonidan yaratiladi. Bu maydon ushbu qutblarning o'qlariga nisbatan simmetrik va ular bilan koaksiyaldir. Dvigatelga yuk ulanganda, oqim - armatura maydoni tufayli armatura o'rashida magnit maydon hosil bo'ladi. Bu maydonning o'qi asosiy qutblar o'qiga perpendikulyar bo'ladi. Armatura aylanayotganda, armatura o'tkazgichlarida oqimning taqsimlanishi o'zgarmaganligi sababli, armatura maydoni kosmosda harakatsiz qoladi. Ushbu maydonning asosiy qutblar maydoniga qo'shilishi natijasida burchak bo'ylab aylanadigan maydon hosil bo'ladi  armatura aylanish yo'nalishiga qarshi. Natijada, moment kamayadi, chunki o'tkazgichlarning bir qismi qarama-qarshi qutbli qutb zonasiga kirib, tormoz momentini yaratadi. Bunday holda, cho'tkalar uchqunlanadi va kommutator yonadi va uzunlamasına demagnetizatsiya maydoni paydo bo'ladi.

Mashinaning ishlashiga armatura reaktsiyasining ta'sirini kamaytirish uchun unga qo'shimcha ustunlar o'rnatilgan. Bunday qutblarning o'rashlari armaturaning asosiy o'rashiga ketma-ket ulanadi, lekin ulardagi o'rash yo'nalishining o'zgarishi armatura magnit maydoniga qarshi qaratilgan magnit maydonning paydo bo'lishiga olib keladi.

DC dvigatelining aylanish yo'nalishini o'zgartirish uchun armatura yoki maydon o'rashiga berilgan kuchlanishning polaritesini o'zgartirish kerak.

Qo'zg'atuvchi o'rashni yoqish usuliga ko'ra, parallel, ketma-ket va aralash qo'zg'aluvchan DC elektr motorlari farqlanadi.

Parallel qo'zg'aluvchan motorlar uchun o'rash ta'minot tarmog'ining to'liq kuchlanishiga mo'ljallangan va armatura sxemasiga parallel ravishda ulanadi (3-rasm).

Ketma-ket o'ralgan vosita armatura bilan ketma-ket bog'langan maydon o'rashiga ega, shuning uchun bu o'rash to'liq armatura oqimini o'tkazish uchun mo'ljallangan (4-rasm).

Aralash qo'zg'aluvchan motorlar ikkita o'rashga ega, biri parallel, ikkinchisi armatura bilan ketma-ket ulanadi (5-rasm).

Guruch. 3-rasm. 4

Ta'minot tarmog'iga to'g'ridan-to'g'ri ulanish orqali doimiy elektr motorlarini (qo'zg'alish usulidan qat'iy nazar) ishga tushirganda, ularning ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin bo'lgan muhim boshlang'ich oqimlari paydo bo'ladi. Bu armatura o'rashida sezilarli miqdorda issiqlik chiqishi va uning izolatsiyasining keyinchalik buzilishi natijasida yuzaga keladi. Shuning uchun, shahar motorlari maxsus ishga tushirish moslamalari yordamida ishga tushiriladi. Ko'pgina hollarda, bu maqsadlar uchun eng oddiy boshlang'ich qurilma - boshlang'ich reostat ishlatiladi. DC motorini ishga tushirish reostati bilan ishga tushirish jarayoni parallel qo'zg'alish bilan shahar dvigatelining misolida ko'rsatilgan.

Elektr zanjirining chap tomoni uchun Kirchhoffning ikkinchi qonuniga muvofiq tuzilgan tenglamaga asoslanib (3-rasmga qarang), boshlang'ich reostat butunlay tortib olinadi ( R start = 0), armatura oqimi

,

Qayerda U- elektr motoriga berilgan kuchlanish; R i - armatura o'rashining qarshiligi.

Elektr dvigatelini ishga tushirishning dastlabki momentida armatura aylanish tezligi n= 0, shuning uchun ilgari olingan ifodaga muvofiq, armatura o'rashida induktsiya qilingan qarshi elektromotor kuch ham nolga teng bo'ladi ( E= 0).

Armatura o'rash qarshiligi R Men juda kichik miqdor. Ishga tushirish paytida armatura pallasida mumkin bo'lgan yuqori oqimni cheklash uchun dvigatelni qo'zg'atish usulidan qat'i nazar, armatura bilan ketma-ket ishga tushirish reostati (ishlash qarshiligi) yoqiladi. R boshlash). Bunday holda, boshlang'ich armatura oqimi

.

Boshlang'ich reostat qarshiligi R Ishga tushirish faqat boshlanish vaqti uchun ishlaydi va elektr motori armaturasining boshlang'ich oqimi ruxsat etilgan qiymatdan oshmaydigan tarzda tanlanadi ( I i,boshlash 2 I men, nom). Elektr dvigateli tezlashganda, uning aylanish chastotasi n ortishi tufayli armatura o'rashida EMF paydo bo'ladi. ortadi ( E=Bilan e nF). Buning natijasida armatura oqimi, boshqa narsalar teng bo'lsa, kamayadi. Bunday holda, boshlang'ich reostatning qarshiligi R boshlash Dvigatel armatura tezlashganda, uni asta-sekin kamaytirish kerak. Dvigatel armaturaning nominal tezligiga tezlashgandan so'ng, EMF shunchalik ko'payadiki, armatura oqimining sezilarli o'sishi xavfisiz ishga tushirish qarshiligini nolga tushirish mumkin.

Shunday qilib, boshlang'ich qarshilik R armatura pallasida boshlash faqat ishga tushirishda kerak. Elektr dvigatelining normal ishlashi vaqtida uni o'chirish kerak, birinchidan, u ishga tushirish vaqtida qisqa muddatli ishlash uchun mo'ljallangan, ikkinchidan, agar ishga tushirish qarshiligi bo'lsa, unda issiqlik quvvati yo'qotishlari sodir bo'ladi. R boshlash I 2-chi, elektr motorining samaradorligini sezilarli darajada kamaytirish.

.

EMF ifodasini hisobga olgan holda ( E=Bilan e nF), hosil bo'lgan formulani aylanish tezligiga nisbatan yozib, biz elektr motorining chastota (tezlik) xususiyatlari uchun tenglamani olamiz. n(I men):

.

Bundan kelib chiqadiki, milga va armatura oqimiga yuk bo'lmaganda I I = Berilgan besleme zo'riqishida 0 vosita aylanish tezligi

.

Dvigatel tezligi n 0 ideal bo'sh harakat tezligi hisoblanadi. Elektr dvigatelining parametrlariga qo'shimcha ravishda, u kirish kuchlanishi va magnit oqimning qiymatiga ham bog'liq. Magnit oqimning pasayishi bilan, boshqa narsalar teng bo'lsa, ideal bo'sh ish tezligi oshadi. Shuning uchun, qo'zg'alish o'rash pallasida uzilish bo'lsa, qo'zg'alish oqimi nolga aylanganda ( I v = 0), vosita magnit oqimi qoldiq magnit oqimining qiymatiga teng qiymatga kamayadi. F ost. Bunday holda, dvigatel nominaldan ancha yuqori aylanish tezligini rivojlantirib, "haddan tashqari yuklanadi" va bu dvigatel uchun ham, ishlaydigan xodimlar uchun ham ma'lum bir xavf tug'diradi.

Parallel qo'zg'alish bilan doimiy elektr motorining chastotasi (tezligi) xarakteristikasi n(I i) doimiy magnit oqim qiymatida F=const va berilgan kuchlanishning doimiy qiymati U = const to'g'ri chiziqqa o'xshaydi (6-rasm).

Dvigatelning elektromagnit momenti orqali chastota xarakteristikalari tenglamalarida armatura oqimini ifodalash M =Bilan m I I F, biz mexanik xarakteristikaning tenglamasini, ya'ni bog'liqlikni olamiz n(M) da U = const parallel qo'zg'aluvchan motorlar uchun:

.

Yukni o'zgartirish paytida armatura reaktsiyasining ta'sirini e'tiborsiz qoldirib, biz dvigatelning elektromagnit momentini armatura oqimiga mutanosib deb taxmin qilishimiz mumkin. Shuning uchun DC motorlarining mexanik xususiyatlari mos keladigan chastotali xarakteristikalar bilan bir xil shaklga ega. Parallel qo'zg'aluvchan elektr motori qattiq mexanik xususiyatga ega (7-rasm). Ushbu xarakteristikadan ko'rinib turibdiki, uning aylanish chastotasi yuk momentining oshishi bilan bir oz pasayadi, chunki maydon o'rash parallel ravishda ulanganda qo'zg'alish oqimi va shunga mos ravishda dvigatelning magnit oqimi deyarli o'zgarmaydi va armatura pallasining qarshiligi. nisbatan kichikdir.

Parallel qo'zg'aluvchan DC motorining ishlash ko'rsatkichlari rasmda ko'rsatilgan. 8. Bu xususiyatlardan aylanish tezligi aniq n parallel qo'zg'alish bilan elektr motorlarining yuk ortishi bilan bir oz kamayadi. Dvigatel miliga foydali momentning quvvatga bog'liqligi R 2 deyarli to'g'ri chiziqdir, chunki bu dvigatelning momenti mildagi yukga mutanosibdir: M=kR 2 / n. Ushbu qaramlikning egriligi ortib borayotgan yuk bilan aylanish tezligining biroz pasayishi bilan izohlanadi.

Da R 2 = 0 elektr dvigatel tomonidan iste'mol qilinadigan oqim yuksiz oqimga teng. Quvvatning oshishi bilan armatura oqimi taxminan milga yuk momentiga bog'liqlik bilan ortadi, chunki shart ostida F=const Armatura oqimi yuk momentiga mutanosibdir. Elektr dvigatelining samaradorligi mildagi foydali quvvatning tarmoqdan iste'mol qilinadigan quvvatga nisbati sifatida aniqlanadi:

,

Qayerda R 2 - foydali mil kuchi; R 1 =UI- ta'minot tarmog'idan elektr motor tomonidan iste'mol qilinadigan quvvat; R eya = I 2 i R i - armatura pallasida elektr quvvati yo'qotishlari, R ev = UI ichida, = I 2 dyuym R V - qo'zg'alish pallasida elektr quvvati yo'qotishlari; R mo'yna - mexanik quvvat yo'qotishlari; R m - histerezis va girdob oqimlari tufayli quvvat yo'qotishlari.

Doimiy besleme zo'riqishida va doimiy magnit oqim bilan, armatura pallasida qarshilik qiymatini o'zgartirish jarayonida, masalan, parallel qo'zg'aluvchan elektr motori uchun mexanik xususiyatlar oilasini olish mumkin (9-rasm).

Ko'rib chiqilayotgan boshqaruv usulining afzalligi uning nisbatan soddaligi va aylanish tezligining keng diapazonda (noldan nominal chastota qiymatigacha) silliq o'zgarishini olish qobiliyatidadir. n nom). Ushbu usulning kamchiliklari orasida aylanish tezligining kamayishi bilan ortib borayotgan qo'shimcha qarshilikda sezilarli quvvat yo'qotishlari mavjudligi, shuningdek, qo'shimcha nazorat qilish uskunasidan foydalanish zarurati kiradi. Bundan tashqari, bu usul elektr motorining aylanish tezligini nominal qiymatidan yuqoriga qarab sozlash imkonini bermaydi.

Doimiy tok elektr motorining aylanish tezligining o'zgarishiga qo'zg'alish magnit oqimining qiymatini o'zgartirish natijasida ham erishish mumkin. Magnit oqim kuchlanishning doimiy qiymatida va armatura davri qarshiligining doimiy qiymatida parallel qo'zg'aluvchan shahar motorlari uchun chastota javob tenglamasiga muvofiq o'zgarganda, rasmda keltirilgan mexanik xususiyatlar oilasini olish mumkin. 10.

Ushbu usulning kamchiliklari, shuningdek, mexanik kuch va elektr motorini almashtirish bo'yicha cheklovlar tufayli nisbatan kichik nazorat oralig'ini ham o'z ichiga oladi. Ushbu nazorat usulining afzalligi uning soddaligidir. Parallel qo'zg'aluvchan motorlar uchun bu sozlash reostatining qarshiligini o'zgartirish orqali erishiladi R R qo'zg'alish pallasida.

Ketma-ket qo'zg'aluvchan doimiy tok dvigatellari uchun magnit oqimning o'zgarishi tegishli qiymatga ega bo'lgan qarshilik bilan dala o'rashini manyovr qilish yoki maydon o'rashining ma'lum miqdordagi burilishlarini qisqa tutashuv orqali erishiladi.

Dvigatel armatura terminallaridagi kuchlanishni o'zgartirish orqali aylanish tezligini tartibga solish usuli, ayniqsa, generator-motor tizimida qurilgan elektr haydovchilarda keng qo'llanila boshlandi. Doimiy magnit oqim va armatura davri qarshiligi bilan, armatura kuchlanishini o'zgartirish natijasida chastota xarakteristikalari oilasini olish mumkin.

Kirish kuchlanishining o'zgarishi bilan ideal bo'sh ish tezligi n 0 ilgari berilgan ifodaga muvofiq, u kuchlanishga mutanosib ravishda o'zgaradi. Armatura zanjirining qarshiligi o'zgarmaganligi sababli, mexanik xususiyatlar oilasining qattiqligi tabiiy mexanik xarakteristikaning qattiqligidan farq qilmaydi. U=U nom.

Ko'rib chiqilayotgan nazorat usulining afzalligi - quvvat yo'qotishlarini oshirmasdan aylanish tezligining keng diapazoni. Ushbu usulning kamchiliklari shundaki, u tartibga solinadigan kuchlanish manbasini talab qiladi va bu og'irlik, o'lchamlar va o'rnatish narxining oshishi.

Laboratoriya ishlari→ raqam 10

DC elektr motorini o'rganish (model bo'yicha).

Ishning maqsadi: Ushbu dvigatelning modelidan foydalanib, doimiy tok elektr motorining asosiy qismlari bilan tanishing.

Bu, ehtimol, 8-sinf kursi uchun eng oson ishdir. Siz shunchaki vosita modelini oqim manbaiga ulashingiz, uning qanday ishlashini ko'rishingiz va elektr motorining asosiy qismlari (armatur, induktor, cho'tkalar, yarim halqalar, o'rash, milya) nomlarini eslab qolishingiz kerak.

O'qituvchingiz tomonidan sizga taklif qilingan elektr motori rasmda ko'rsatilganiga o'xshash bo'lishi mumkin yoki u boshqa ko'rinishga ega bo'lishi mumkin, chunki maktab elektr motorlari uchun ko'plab variantlar mavjud. Bu muhim ahamiyatga ega emas, chunki o'qituvchi sizga batafsil aytib beradi va modelni qanday boshqarishni ko'rsatadi.

Keling, to'g'ri ulangan elektr motorining ishlamasligining asosiy sabablarini sanab o'tamiz. Ochiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi, cho'tkalarning yarim halqalar bilan aloqa qilmasligi, armatura o'rashining shikastlanishi. Agar dastlabki ikki holatda siz uni o'zingiz boshqarishga qodir bo'lsangiz, o'rash buzilib qolsa, o'qituvchiga murojaat qilishingiz kerak. Dvigatelni yoqishdan oldin, uning armaturasi erkin aylana olishiga va unga hech narsa xalaqit bermasligiga ishonch hosil qilishingiz kerak, aks holda yoqilganda elektr motori xarakterli g'ichirlaydi, lekin aylanmaydi.

Laboratoriya ishi No 9

Mavzu. Doimiy to'lqinli elektr motorini o'rganish.

Ishning maqsadi: elektr motorining tuzilishi va ishlash printsipini o'rganish.

Uskunalar: elektr motor modeli, tok manbai, reostat, kalit, ampermetr, ulash simlari, chizmalar, taqdimot.

VAZIFALAR:

1 . Taqdimot, chizmalar va model yordamida elektr motorining tuzilishi va ishlash printsipini o'rganish.

2 . Elektr dvigatelini quvvat manbaiga ulang va uning ishlashini kuzating. Dvigatel ishlamasa, sababni aniqlang va muammoni bartaraf etishga harakat qiling.

3 . Elektr dvigatelini loyihalashda ikkita asosiy elementni ko'rsating.

4 . Elektr dvigatelining harakati qanday fizik hodisaga asoslanadi?

5 . Armatura aylanish yo'nalishini o'zgartiring. Bunga erishish uchun nima qilish kerakligini yozing.

6. Yig'ish elektr zanjiri, elektr motorini, reostatni, oqim manbaini, ampermetrni va kalitni ketma-ket ulash. Oqimni o'zgartiring va elektr motorining ishlashini kuzating. Armaturaning aylanish tezligi o'zgaradimi? G‘altakga ta’sir etuvchi kuchning magnit maydondan g‘altakdagi tok kuchiga bog‘liqligi haqida xulosa yozing.

7 . Elektr dvigatellari har qanday quvvatga ega bo'lishi mumkin, chunki:

A) armatura o'rashidagi oqim kuchini o'zgartirishingiz mumkin;

B) induktorning magnit maydonini o'zgartirishingiz mumkin.

Iltimos, to'g'ri javobni ko'rsating:

1) faqat A to'g'ri; 2) faqat B to'g'ri; 3) A ham, B ham to‘g‘ri; 4) A va B ham noto'g'ri.

8 . Elektr dvigatelining termal dvigatelga nisbatan afzalliklarini sanab o'ting.