Zasada działania generatora prądu stałego polega na przekształcaniu przemiennej siły elektromotorycznej indukowanej w cewce twornika w siłę elektromotoryczną prądu stałego, gdy jest ona wyciągana z końca szczotki przez komutator i komutator działania szczotki.
Kierunek indukowanej siły elektromotorycznej określa się zgodnie z regułą prawej ręki (magnetyczna linia indukcji wskazuje na dłoń, kciuk wskazuje kierunek ruchu przewodnika, a pozostałe cztery palce wskazują na kierunek indukowanej siły elektromotorycznej w przewodniku).
zasada działania
Kierunek siły przewodnika określa reguła lewej ręki. Ta para sił elektromagnetycznych tworzy moment, który działa na twornik. Ten moment nazywany jest momentem elektromagnetycznym w wirującej maszynie elektrycznej. Kierunek momentu obrotowego jest przeciwny do ruchu wskazówek zegara, aby zmusić zworę do obracania się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Jeśli moment elektromagnetyczny może pokonać moment oporu na tworniku (taki jak moment oporu spowodowany tarciem i innymi momentami obciążenia), twornik może obracać się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Silnik prądu stałego to silnik, który działa na napięcie robocze prądu stałego i jest szeroko stosowany w magnetofonach, magnetowidach, odtwarzaczach DVD, golarkach elektrycznych, suszarkach do włosów, zegarkach elektronicznych, zabawkach itp.
Silnik elektromagnetyczny prądu stałego składa się z biegunów stojana, wirnika (armatura), komutatora (powszechnie znanego jako komutator), szczotek, obudowy, łożysk itp. Biegun stojana (biegun główny) elektromagnetycznego silnika prądu stałego składa się z żelaznego rdzenia i uzwojenia pola. Zgodnie z różnymi metodami wzbudzania (zwanymi wzbudzeniem w starym standardzie), można je podzielić na silniki prądu stałego o wzbudzaniu szeregowym, silniki prądu stałego wzbudzane bocznikiem, silniki prądu stałego o wzbudzeniu obcowzbudnym i silniki prądu stałego o wzbudzeniu złożonym. Ze względu na różne metody wzbudzania, odmienne jest również prawo strumienia magnetycznego bieguna stojana (generowanego przez cewkę wzbudzenia bieguna stojana).
Uzwojenie pola i uzwojenie wirnika silnika prądu stałego o wzbudzeniu szeregowym są połączone szeregowo przez szczotkę i komutator. Prąd pola jest proporcjonalny do prądu twornika. Strumień magnetyczny stojana wzrasta wraz ze wzrostem prądu pola, a moment obrotowy jest zbliżony do prądu elektrycznego. Prąd twornika jest proporcjonalny do kwadratu prądu, a prędkość gwałtownie spada wraz ze wzrostem momentu obrotowego lub prądu. Jego początkowy moment obrotowy może osiągnąć ponad 5-krotność znamionowego momentu obrotowego, krótkotrwały moment przeciążeniowy może osiągnąć ponad 4-krotność znamionowego momentu obrotowego, szybkość zmiany prędkości jest duża, a prędkość bez obciążenia jest bardzo wysoka (na ogół nie może pracować pod obciążeniem). Regulację prędkości można uzyskać za pomocą zewnętrznych rezystorów i uzwojeń szeregowych szeregowo (lub równolegle) lub przez przełączanie uzwojeń szeregowych równolegle.
Uzwojenie wzbudzające silnika prądu stałego wzbudzanego bocznikiem jest połączone równolegle z uzwojeniem wirnika, prąd wzbudzenia jest stosunkowo stały, moment rozruchowy jest proporcjonalny do prądu twornika, a prąd rozruchowy jest około 2.5 razy większy od prądu znamionowego. Prędkość zmniejsza się nieznacznie wraz ze wzrostem prądu i momentu obrotowego, a krótkotrwały moment przeciążeniowy jest 1.5 razy większy od momentu znamionowego. Tempo zmian prędkości jest niewielkie i waha się od 5% do 15%. Prędkość można regulować, osłabiając stałą moc pola magnetycznego.
Silnik asynchroniczny prądu przemiennego
Silniki asynchroniczne prądu przemiennego to silniki zasilane napięciem przemiennym. Są szeroko stosowane w wentylatorach elektrycznych, lodówkach, pralkach, klimatyzatorach, suszarkach do włosów, odkurzaczach, okapach nadkuchennych, zmywarkach, elektrycznych maszynach do szycia, maszynach do przetwarzania żywności i innych urządzeniach gospodarstwa domowego oraz różnych urządzeniach elektrycznych. Narzędzia, drobny sprzęt elektromechaniczny.
Silniki asynchroniczne prądu przemiennego dzielą się na silniki indukcyjne i silniki komutatorowe prądu przemiennego. Silniki indukcyjne dzielą się na jednofazowe silniki asynchroniczne, silniki AC i DC oraz silniki odpychania.
Prędkość silnika (prędkość wirnika) jest mniejsza niż prędkość wirującego pola magnetycznego, dlatego nazywa się to silnikiem asynchronicznym. Zasadniczo jest taki sam jak silnik indukcyjny.
Fundamentalny:
1. Gdy trójfazowy silnik asynchroniczny jest podłączony do trójfazowego zasilacza prądu przemiennego, trójfazowe uzwojenia stojana przepływają przez trójfazową siłę magnetomotoryczną (siła magnetomotoryczna wirująca stojana) generowaną przez trójfazowy prąd symetryczny i generują wirujące pole magnetyczne.
2. Wirujące pole magnetyczne i przewodnik wirnika wykonują względny ruch tnący. Zgodnie z zasadą indukcji elektromagnetycznej, przewodnik wirnika wytwarza indukowaną siłę elektromotoryczną i indukowany prąd.
3. Zgodnie z prawem siły elektromagnetycznej, przewodzący prąd przewodnik wirnika jest poddawany działaniu siły elektromagnetycznej w polu magnetycznym, aby wytworzyć moment elektromagnetyczny napędzający wirnik do obrotu. Gdy wał silnika jest obciążony mechanicznie, wytwarza energię mechaniczną.
Silnik asynchroniczny jest rodzajem silnika prądu przemiennego, a stosunek jego prędkości przy obciążeniu do częstotliwości podłączonej sieci energetycznej nie jest zależnością stałą. Zmienia się również wraz z wielkością ładunku. Im większy moment obciążenia, tym mniejsza prędkość wirnika. Silniki asynchroniczne obejmują silniki indukcyjne, silniki asynchroniczne dwustronnie zasilane i silniki komutatorowe prądu przemiennego. Najszerzej stosowane są silniki indukcyjne. Ogólnie rzecz biorąc, silniki indukcyjne można nazwać silnikami asynchronicznymi bez powodowania nieporozumień lub nieporozumień.
Uzwojenie wzbudzające oddzielnie wzbudzanego silnika prądu stałego jest podłączone do niezależnego zasilacza wzbudzenia, a jego prąd wzbudzenia jest stosunkowo stały, a moment rozruchowy jest proporcjonalny do prądu twornika. Zmiana prędkości również wynosi 5% ~ 15%. Prędkość można zwiększyć, osłabiając pole magnetyczne i stałą moc lub zmniejszając napięcie uzwojenia wirnika, aby zmniejszyć prędkość.
Oprócz uzwojenia bocznikowego na biegunach stojana silnika prądu stałego ze wzbudzeniem wieloczłonowym istnieją również uzwojenia wzbudzane szeregowo połączone szeregowo z uzwojeniami wirnika (liczba zwojów jest mniejsza). Kierunek strumienia magnetycznego generowanego przez uzwojenie szeregowe jest taki sam, jak w uzwojeniu głównym. Moment rozruchowy jest około 4 razy większy od znamionowego, a krótkotrwały moment przeciążeniowy jest około 3.5 razy większy od znamionowego. Szybkość zmiany prędkości wynosi 25% ~ 30% (w odniesieniu do uzwojenia szeregowego). Prędkość można regulować, osłabiając siłę pola magnetycznego.
Segment komutatora komutatora jest wykonany z materiałów stopowych, takich jak srebro-miedź, kadm-miedź itp. i jest formowany z tworzywa sztucznego o wysokiej wytrzymałości. Szczotki są w ślizgowym kontakcie z komutatorem, dostarczając prąd twornika do uzwojeń wirnika. Elektromagnetyczne szczotki do silników prądu stałego zazwyczaj wykorzystują metalowe szczotki grafitowe lub elektrochemiczne szczotki grafitowe. Żelazny rdzeń wirnika jest wykonany z laminowanych blach ze stali krzemowej, zwykle 12 szczelin, z osadzonymi 12 zestawami uzwojeń twornika, a każde uzwojenie jest połączone szeregowo, a następnie odpowiednio połączone z 12 płytami komutacyjnymi.
