motor DC

Motor listrik arus searah digunakan dalam penggerak listrik ini di mana rentang kendali kecepatan yang luas, akurasi tinggi dalam mempertahankan kecepatan putaran penggerak dan kendali kecepatan di atas kecepatan pengenal diperlukan.

Bagaimana cara kerja motor DC?

Pengoperasian motor listrik DC didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik… Diketahui dari dasar-dasar teknik kelistrikan bahwa konduktor pembawa arus ditempatkan Medan gaya, gaya yang ditentukan oleh aturan kiri bekerja:

F = BIL,

di mana I adalah arus yang mengalir melalui kawat, V adalah induksi medan magnet; L adalah panjang kawat.

Ketika kawat melintasi garis medan magnet mesin ke dalam, itu diinduksi gaya gerak listrik, yang, dalam kaitannya dengan arus dalam konduktor, diarahkan melawannya, oleh karena itu disebut berlawanan atau berlawanan (contra-d.d.s). Tenaga listrik di motor diubah menjadi tenaga mekanik dan sebagian dihabiskan untuk memanaskan kawat.

Secara struktural, semua motor listrik DC terdiri dari induktor dan angker yang dipisahkan oleh celah udara.

Motor listrik induktor arus searah berfungsi untuk membuat medan magnet stasioner mesin dan terdiri dari rangka, tiang utama dan tambahan. Bingkai digunakan untuk memperbaiki kutub utama dan tambahan dan merupakan elemen dari sirkuit magnetik mesin. Kumparan yang menarik terletak di kutub utama yang dirancang untuk menciptakan medan magnet mesin, pada kutub tambahan - kumparan khusus untuk meningkatkan kondisi pergantian.

Arus searah motor listrik jangkar terdiri dari sistem magnet yang dirangkai dari lembaran individual, kumparan kerja ditempatkan di alur, dan pengumpul berfungsi untuk pendekatan ke kumparan kerja arus konstan.

Seorang kolektor adalah sebuah silinder yang ditusuk pada poros mesin dan dipilih dari teman yang terisolasi oleh teman di atas pelat tembaga. Kolektor memiliki tonjolan memiringkan, yang ujung-ujungnya disolder oleh armatur koil. Mengumpulkan arus dari kolektor dilakukan dengan menggunakan sikat yang memberikan kontak geser dengan kolektor. Sikat dipasang pada tempat sikat yang menahannya pada posisi tertentu dan memberikan tekanan sikat yang diperlukan pada permukaan kolektor. Sikat dan pemegang sikat dipasang pada lintasan, terhubung ke motor listrik bodi.

Pergantian pada motor listrik DC

Saat motor listrik berjalan, sikat DC yang meluncur di permukaan kolektor yang berputar secara berurutan berpindah dari satu pelat kolektor ke pelat kolektor lainnya. Dalam hal ini, bagian paralel dari belitan angker diaktifkan dan arus di dalamnya berubah. Perubahan arus terjadi pada saat lilitan kumparan dihubung singkat oleh sikat. Proses peralihan ini dan fenomena terkait disebut pergantian.

Pada saat peralihan, e diinduksi di bagian hubung singkat koil di bawah pengaruh medan magnetnya sendiri. dll. v. induksi diri. Hasilnya e. dll. c.menyebabkan arus tambahan pada hubung singkat, yang menciptakan distribusi kerapatan arus yang tidak merata pada permukaan kontak sikat. Keadaan ini dianggap sebagai alasan utama kolektor melengkung di bawah sikat. Kualitas pergantian ditentukan oleh tingkat percikan api di bawah ujung sikat dan ditentukan oleh skala derajat percikan api.

Metode eksitasi motor listrik arus searah

Bersemangat oleh mesin listrik, saya memahami penciptaan medan magnet di dalamnya, yang diperlukan untuk pengoperasian motor listrik... Sirkuit untuk eksitasi motor listrik arus searah ditunjukkan pada gambar.

Sirkuit untuk eksitasi motor DC: a — independen, b — paralel, c — seri, d — campuran

Menurut metode eksitasi, motor listrik DC dibagi menjadi empat kelompok:

1. Terpesona secara independen di mana koil eksitasi NOV ditenagai oleh sumber DC eksternal.

2. Dengan eksitasi paralel (shunt), dimana belitan eksitasi SHOV dihubungkan secara paralel dengan sumber suplai belitan angker.

3. Dengan eksitasi seri (seri), dimana lilitan eksitasi IDS dihubungkan secara seri dengan lilitan armature.

4. Motor eksitasi campuran (gabungan) yang memiliki IDS seri dan SHOV paralel dari belitan eksitasi.

Jenis motor DC

Motor DC berbeda terutama dalam sifat eksitasi. Motor dapat berupa eksitasi independen, seri, dan campuran.Secara paralel, kegembiraan bisa diabaikan. Bahkan jika belitan medan dihubungkan ke jaringan yang sama dari mana sirkuit angker diumpankan, maka dalam hal ini arus eksitasi juga tidak bergantung pada arus angker, karena jaringan suplai dapat dianggap sebagai jaringan daya tak terbatas, dan tegangan itu permanen.

Belitan medan selalu terhubung langsung ke jaringan dan oleh karena itu pengenalan resistansi tambahan pada rangkaian jangkar tidak berpengaruh pada mode eksitasi. Spesifik bahwa itu ada dengan eksitasi paralel di generator, tidak bisa di sini.

Motor DC berdaya rendah sering menggunakan eksitasi magnet permanen. Pada saat yang sama, rangkaian untuk menyalakan motor disederhanakan secara signifikan, konsumsi tembaga berkurang. Namun, perlu dicatat bahwa meskipun belitan medan dimatikan, dimensi dan berat sistem magnet tidak lebih rendah dibandingkan dengan eksitasi elektromagnetik mesin.

Sifat-sifat mesin sangat ditentukan oleh sistemnya. kegembiraan.

Semakin besar ukuran mesin, semakin besar torsi alami dan, karenanya, tenaganya. Oleh karena itu, dengan kecepatan putaran yang lebih tinggi dan dimensi yang sama, Anda bisa mendapatkan tenaga mesin yang lebih besar. Dalam hal ini, sebagai aturan, motor DC dirancang, terutama dengan daya rendah pada kecepatan tinggi — 1000-6000 rpm.

Namun, Anda harus ingat bahwa kecepatan putaran badan kerja mesin produksi jauh lebih rendah. Oleh karena itu, gearbox harus dipasang antara mesin dan mesin yang bekerja.Semakin tinggi putaran mesin, semakin kompleks dan mahal gearbox menjadi. Dalam instalasi daya tinggi, di mana kotak persneling merupakan unit yang mahal, mesin dirancang pada kecepatan yang jauh lebih rendah.

Juga harus diingat bahwa gearbox mekanis selalu menimbulkan kesalahan yang signifikan. Oleh karena itu, dalam pemasangan presisi, disarankan untuk menggunakan motor berkecepatan rendah, yang dapat dihubungkan ke badan kerja secara langsung atau melalui transmisi yang paling sederhana. Dalam hubungan ini, muncul apa yang disebut motor dengan torsi tinggi pada kecepatan putaran rendah. Motor ini banyak digunakan dalam mesin pemotong logam, di mana mereka diartikulasikan dengan badan perpindahan tanpa sambungan perantara menggunakan sekrup bola.

Motor listrik juga berbeda dalam desain dengan tanda-tanda yang terkait dengan kondisi operasinya. Untuk kondisi normal, yang disebut mesin terbuka dan terlindung digunakan, ruangan berpendingin udara tempat mesin dipasang.

Udara dihembuskan melalui saluran mesin melalui kipas yang dipasang pada poros motor. Motor tertutup yang didinginkan oleh permukaan bersirip eksternal atau aliran udara eksternal digunakan di lingkungan yang agresif. Terakhir, tersedia mesin atmosfer eksplosif khusus.

Persyaratan khusus untuk desain mesin disajikan ketika diperlukan untuk memastikan kinerja tinggi - aliran proses akselerasi dan deselerasi yang cepat. Dalam hal ini, mesin harus memiliki geometri khusus - angker berdiameter kecil dengan panjangnya yang panjang.

Untuk mengurangi induktansi belitan, belitan tidak diletakkan di saluran, tetapi di permukaan angker yang halus.Kumparan diperbaiki dengan perekat seperti resin epoksi. Dengan induktansi koil rendah, penting untuk memperbaiki kondisi pergantian kolektor, tidak perlu tiang tambahan, kolektor dengan dimensi yang lebih kecil dapat digunakan. Yang terakhir ini semakin mengurangi momen inersia angker motor.

Kemungkinan yang lebih besar untuk mengurangi inersia mekanis menyediakan penggunaan angker berongga, yang merupakan silinder dari bahan isolasi. Di permukaan silinder ini terdapat belitan yang dibuat dengan cara dicetak, dicap atau dengan menggambar pada templat pada mesin khusus. Kumparan diperbaiki dengan bahan perekat.

Di dalam silinder berputar untuk membuat jalur, inti baja diperlukan untuk lewatnya fluks magnet. Pada motor dengan angker halus dan berongga, karena peningkatan celah pada sirkuit magnet karena masuknya belitan dan bahan isolasi ke dalamnya, gaya magnetisasi yang diperlukan untuk menghantarkan fluks magnet yang diperlukan meningkat secara signifikan. Dengan demikian, sistem magnet ternyata lebih berkembang.

Motor inersia rendah juga termasuk motor angker disk. Disk tempat belitan diaplikasikan atau direkatkan, terbuat dari bahan isolasi tipis yang tidak merusak, misalnya kaca. Sistem magnetik dalam versi bipolar terdiri dari dua klem, salah satunya menampung kumparan eksitasi. Karena induktansi yang rendah dari belitan angker, mesin biasanya tidak memiliki kolektor, dan arus dihilangkan dengan sikat langsung dari belitan.

Juga harus disebutkan tentang motor linier, yang tidak memberikan gerak putar dan translasi.Ini mewakili motor, sistem magnet tempat ia berada dan kutub dipasang pada garis gerak angker dan badan pekerja mesin yang sesuai. Jangkar biasanya dirancang sebagai jangkar inersia rendah. Ukuran dan biaya motor besar, karena sejumlah besar tiang diperlukan untuk memberikan pergerakan di sepanjang bagian jalan tertentu.

Memulai motor DC

Pada saat awal menghidupkan motor, angker diam dan berlawanan. dll. c.tegangan pada jangkar sama dengan nol, maka Ip = U/Rya.

Resistansi rangkaian jangkar kecil, sehingga arus lonjakan melebihi 10-20 kali atau lebih nominal. Hal ini dapat menyebabkan signifikan upaya elektrodinamik di belitan angker dan terlalu panas, yang menyebabkan motor mulai digunakan mulai rheostat — resistansi aktif termasuk dalam rangkaian jangkar.

Motor hingga 1 kW dapat dihidupkan secara langsung.

Nilai resistansi rheostat awal dipilih sesuai dengan arus awal motor yang diizinkan. Rheostat dibuat secara bertahap untuk meningkatkan kelancaran starting motor listrik.

Di awal start, seluruh resistansi rheostat dimasukkan. Saat kecepatan jangkar meningkat, ada counter-e. D. s, yang membatasi arus lonjakan.Secara bertahap menghilangkan resistansi rheostat dari sirkuit angker, tegangan yang disuplai ke angker meningkat.

Kontrol kecepatan motor listrik arus searah

kecepatan motor DC:

di mana U adalah tegangan suplai; Iya—arus jangkar; Ri adalah resistansi angker dari rangkaian; kc — koefisien yang mencirikan sistem magnetik; F adalah fluks magnet motor listrik.

Dari rumus tersebut terlihat bahwa kecepatan putaran motor listrik arus searah dapat diatur dengan tiga cara yaitu dengan mengubah fluks eksitasi motor listrik, mengubah tegangan yang dialirkan ke motor listrik, dan mengubah resistansi pada rangkaian jangkar. .

Dua metode kontrol pertama paling banyak digunakan, metode ketiga jarang digunakan: tidak ekonomis dan kecepatan motor sangat bergantung pada fluktuasi beban. Sifat mekanik yang dihasilkan ditunjukkan pada Gambar.

Karakteristik mekanik motor DC dengan metode pengaturan kecepatan yang berbeda

Garis tebal adalah ketergantungan alami kecepatan pada torsi poros, atau, yang sama, pada arus angker. Garis lurus dengan karakteristik mekanis alami agak menyimpang dari garis putus-putus horizontal. Penyimpangan ini disebut ketidakstabilan, ketidakkakuan, terkadang statisme. Sekelompok garis lurus non-paralel I sesuai dengan pengaturan kecepatan dengan eksitasi, garis lurus paralel II diperoleh sebagai hasil dari perubahan tegangan jangkar, terakhir kipas III adalah hasil dari memasukkan resistansi aktif ke dalam rangkaian jangkar.

Besarnya arus eksitasi motor DC dapat dikontrol menggunakan rheostat atau perangkat apa pun yang resistansinya dapat diubah besarnya, seperti transistor. Saat resistansi di sirkuit meningkat, arus medan berkurang, kecepatan motor meningkat.Pada Saat fluks magnet melemah, karakteristik mekanis berada di atas yang alami (yaitu, di atas karakteristik tanpa adanya rheostat). Peningkatan kecepatan engine menyebabkan peningkatan percikan api di bawah sikat. Selain itu, ketika motor listrik beroperasi dengan fluks yang melemah, stabilitas operasinya menurun, terutama dengan beban poros variabel. Oleh karena itu, batas kendali kecepatan dengan cara ini tidak melebihi 1,25 — 1,3 kali nominalnya.

Pengaturan tegangan membutuhkan sumber arus konstan seperti generator atau konverter. Peraturan serupa digunakan di semua sistem penggerak listrik industri: generator - penggerak arus searah (G - DPT), penguat mesin listrik - motor DC (EMU - DPT), penguat magnet - motor DC (MU - DPT), konverter thyristor — Motor DC (T — DPT).

Hentikan motor listrik arus searah

Tiga metode pengereman digunakan dalam penggerak listrik dengan motor listrik DC: pengereman dinamis, regeneratif, dan oposisi.

Pengereman dinamis motor DC dilakukan dengan menghubung-singkatkan belitan jangkar motor atau dengan penghambat… Di mana motor DC mulai bekerja sebagai generator, mengubah energi mekanik yang tersimpan menjadi energi listrik. Energi ini dilepaskan sebagai panas dalam resistansi dimana belitan angker ditutup. Pengereman dinamis memastikan pengereman mesin yang presisi.

Pengereman regeneratif Motor DC bekerja saat terhubung ke listrik motor listrik diputar oleh mekanisme penggerak pada kecepatan yang melebihi kecepatan idle ideal. Lalu d.dan lain-lain yang diinduksikan pada belitan motor akan melebihi nilai tegangan saluran, arus pada belitan motor akan berbalik arah. Motor listrik bekerja dalam mode generator, memberikan energi ke jaringan. Pada saat yang sama, terjadi momen pengereman pada porosnya. Mode seperti itu dapat diperoleh pada penggerak mekanisme pengangkatan saat menurunkan beban, serta saat mengatur kecepatan motor dan selama proses pengereman pada penggerak listrik dengan arus searah.

Pengereman regeneratif motor DC adalah metode yang paling ekonomis, karena dalam hal ini listrik dikembalikan ke jaringan. Pada penggerak listrik mesin pemotong logam, metode ini digunakan untuk kontrol kecepatan pada sistem G-DPT dan EMU-DPT.

Menghentikan motor DC lawan dilakukan dengan mengubah polaritas tegangan dan arus pada belitan armature. Ketika arus angker berinteraksi dengan medan magnet koil eksitasi, torsi pengereman dibuat, yang berkurang dengan berkurangnya kecepatan putaran motor listrik. Ketika kecepatan motor listrik turun menjadi nol, motor listrik harus diputuskan dari jaringan, jika tidak maka akan mulai berputar ke arah yang berlawanan.