DC 모터

직류 전기 모터는 넓은 범위의 속도 제어, 드라이브의 회전 속도 유지에 대한 높은 정확도 및 정격 속도 이상의 속도 제어가 필요한 이러한 전기 드라이브에 사용됩니다.

DC 모터는 어떻게 작동합니까?

DC 전기 모터의 작동은 다음을 기반으로 합니다. 전자기 유도 현상… 전류가 흐르는 도체를 배치하는 것은 전기공학의 기초부터 알려져 있다. 자기장, 왼쪽 규칙에 의해 결정된 힘은 다음과 같이 작용합니다.

에프 = 빌,

여기서 I는 와이어를 통해 흐르는 전류이고 V는 자기장의 유도입니다. L은 와이어의 길이입니다.

와이어가 기계의 자기장 라인을 안쪽으로 교차하면 유도됩니다. 기전력, 도체의 전류와 관련하여 반대 방향으로 향하므로 반대 또는 반대라고합니다 (contra-d.d.s). 모터의 전력은 기계적 동력으로 변환되어 와이어 가열에 부분적으로 사용됩니다.

구조적으로 모든 DC 전기 모터는 에어 갭으로 분리된 인덕터와 전기자로 구성됩니다.

인덕터 전기 모터 직류는 기계의 고정 자기장을 생성하는 역할을 하며 프레임, 주 극 및 추가 극으로 구성됩니다. 프레임은 주 극과 보조 극을 고정하는 데 사용되며 기계의 자기 회로 요소입니다. 흥미 진진한 코일은 기계의 자기장을 생성하도록 설계된 메인 폴과 정류 조건을 개선하기위한 특수 코일 인 추가 폴에 있습니다.

앵커 전기 모터 직류는 개별 시트로 조립된 자기 시스템, 홈에 배치된 작동 코일 및 수집기 작동 코일 정전류에 접근하는 역할을 합니다.

컬렉터는 엔진 샤프트에 박힌 실린더이며 동판 위의 고립된 친구에서 친구에 의해 선택됩니다. 컬렉터에는 코킹 돌출부가 있으며 섹션의 끝은 납땜 코일 전기자입니다. 컬렉터에서 전류를 수집하는 것은 컬렉터와의 슬라이딩 접촉을 제공하는 브러시를 사용하여 수행됩니다. 브러시 홀더에 고정되어 브러시를 특정 위치에 고정하고 수집기 표면에 필요한 브러시 압력을 제공합니다. 브러시와 브러시 홀더는 본체에 연결된 트래버스에 고정됩니다. 전기 모터.

DC 전기 모터의 정류

전기 모터가 작동 중일 때 회전 컬렉터 표면에서 미끄러지는 DC 브러시는 한 컬렉터 플레이트에서 다른 컬렉터 플레이트로 연속적으로 전달됩니다. 이 경우 전기자 권선의 병렬 섹션이 전환되고 그 안의 전류가 변경됩니다. 코일 회전이 브러시에 의해 단락되는 동안 전류의 변화가 발생합니다. 이 스위칭 프로세스 및 관련 현상을 정류라고 합니다.

스위칭 순간에 자체 자기장의 영향으로 코일의 단락 부분에서 e가 유도됩니다. 등. v. 자기 유도. 결과 e. 등. c. 단락에서 추가 전류를 발생시켜 브러시의 접촉면에 전류 밀도의 불균일한 분포를 생성합니다. 이러한 상황은 컬렉터가 브러시 아래에서 아크를 형성하는 주요 원인으로 간주됩니다. 정류의 품질은 브러시의 트레일링 에지 아래의 스파크 정도에 의해 판단되며 스파크 정도의 척도로 결정됩니다.

여자 전동기 직류 방법

전기 기계에 흥분하여 전기 모터 작동에 필요한 자기장 생성을 이해합니다. 여기 전기 모터 용 회로 직류 그림에 나와 있습니다.

DC 모터의 여자 회로: a — 독립형, b — 병렬형, c — 직렬형, d — 혼합형

여기 방법에 따라 DC 전기 모터는 네 그룹으로 나뉩니다.

1. NOV 여기 코일이 외부 DC 소스에 의해 구동되는 곳에서 독립적으로 여기됩니다.

2. 여자 권선 SHOV가 전기자 권선의 공급원과 병렬로 연결되는 병렬 여자 (션트).

3. IDS 여자 권선이 전기자 권선과 직렬로 연결되는 직렬 여자(series).

4. 여자 권선의 직렬 IDS 및 병렬 SHOV가 있는 혼합 여자(결합) 모터.

DC 모터의 종류

DC 모터는 주로 여기 특성이 다릅니다. 모터는 독립, 직렬 및 혼합 여기일 수 있습니다.동시에 흥분을 무시할 수 있습니다. 계자 권선이 전기자 회로가 공급되는 동일한 네트워크에 연결되어 있더라도 공급 네트워크가 무한 전력 네트워크로 간주 될 수 있기 때문에 여자 전류는 전기자 전류에 의존하지 않습니다. 전압은 영구적입니다.

계자 권선은 항상 그리드에 직접 연결되므로 전기자 회로에 추가 저항을 도입해도 여자 모드에 영향을 미치지 않습니다. 그것이 존재한다는 세부 사항 발전기에서 병렬 여기로, 여기에있을 수 없습니다.

저전력 DC 모터는 종종 영구 자석 여기를 사용합니다. 동시에 모터를 켜는 회로가 크게 단순화되고 구리 소비가 줄어 듭니다. 그러나 계자 권선이 꺼지더라도 자기 시스템의 크기와 무게는 기계의 전자기 여기보다 낮지 않다는 점에 유의해야 합니다.

엔진의 속성은 주로 시스템에 의해 결정됩니다. 흥분.

엔진의 크기가 클수록 자연 토크와 출력이 커집니다. 따라서 더 높은 회전 속도와 동일한 치수로 더 많은 엔진 출력을 얻을 수 있습니다. 이와 관련하여 일반적으로 DC 모터는 특히 1000-6000rpm의 고속에서 저전력으로 설계됩니다.

그러나 생산 기계 작업 본체의 회전 속도가 상당히 낮다는 점을 명심해야 합니다. 따라서 엔진과 작업 기계 사이에 기어박스를 설치해야 합니다.엔진 속도가 높을수록 기어박스가 더 복잡하고 비쌉니다. 기어박스가 고가의 장치인 고출력 설비에서 엔진은 상당히 낮은 속도로 설계됩니다.

또한 기계식 기어박스는 항상 상당한 오류를 유발한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 따라서 정밀 설치에서는 저속 모터를 사용하는 것이 바람직합니다. 이 모터는 작업 본체에 직접 연결하거나 가장 간단한 전송을 통해 연결할 수 있습니다. 이와 관련하여 낮은 회전 속도에서 높은 토크를 갖는 소위 모터가 등장했습니다. 이 모터는 볼 나사를 사용하여 중간 연결 없이 변위 몸체와 연결되는 금속 절삭 기계에 널리 사용됩니다.

전기 모터는 작동 조건과 관련된 표시가 있을 때 디자인이 다릅니다. 정상적인 조건에서는 소위 개방 및 보호 엔진이 사용되며 공랭식 방이 설치됩니다.

공기는 모터 샤프트에 있는 팬을 통해 기계의 덕트를 통해 불어납니다. 외부 핀 표면 또는 외부 기류로 냉각되는 폐쇄형 모터는 공격적인 환경에서 사용됩니다. 마지막으로 특수 폭발 대기 엔진을 사용할 수 있습니다.

가속 및 감속 프로세스의 빠른 흐름과 같은 고성능을 보장해야 할 때 엔진 설계에 대한 특정 요구 사항이 제시됩니다. 이 경우 엔진에는 길이가 긴 작은 직경의 뼈대와 같은 특별한 형상이 있어야 합니다.

권선의 인덕턴스를 줄이기 위해 채널과 매끄러운 전기자의 표면에 놓이지 않습니다.코일은 에폭시 수지와 같은 접착제로 고정됩니다. 코일 인덕턴스가 낮으면 콜렉터의 정류 조건이 개선되고 추가 극이 필요하지 않으며 더 작은 치수의 콜렉터를 사용할 수 있습니다. 후자는 모터 전기자의 관성 모멘트를 더욱 감소시킵니다.

기계적 관성을 줄이는 더 큰 가능성은 절연 재료의 실린더인 속이 빈 전기자를 사용하는 것입니다. 이 실린더의 표면에는 인쇄, 스탬핑 또는 특수 기계의 템플릿에 그려서 만든 와인딩이 있습니다. 코일은 접착 재료로 고정됩니다.

경로를 생성하기 위해 회전하는 실린더 내부에는 자속의 통과를 위해 강철 코어가 필요합니다. 매끄럽고 중공 전기자가있는 모터에서는 권선 및 절연 재료의 도입으로 인해 자기 회로의 간격이 증가하여 필요한 자속을 전도하는 데 필요한 자화력이 크게 증가합니다. 따라서 자기 시스템이 더 발전된 것으로 밝혀졌습니다.

저관성 모터에는 디스크 전기자 모터도 포함됩니다. 예를 들어 유리와 같이 변형되지 않는 얇은 절연 재료로 만들어진 권선이 적용되거나 접착되는 디스크. 바이폴라 버전의 자기 시스템은 두 개의 클램프로 구성되며 그 중 하나는 여기 코일을 수용합니다. 전기자 권선의 인덕턴스가 낮기 때문에 일반적으로 기계에는 컬렉터가 없으며 전류는 권선에서 직접 브러시로 제거됩니다.

회전 운동과 병진 운동을 제공하지 않는 리니어 모터에 대해서도 언급해야 합니다.그것은 모터, 모터가 위치한 자기 시스템 및 극이 전기자의 운동선과 기계의 해당 작업자 본체에 장착되어 있음을 나타냅니다. 앵커는 일반적으로 저관성 앵커로 설계됩니다. 주어진 도로 구간을 따라 이동하려면 상당한 수의 기둥이 필요하기 때문에 모터의 크기와 비용이 큽니다.

DC 모터 시동

모터를 시동하는 초기 순간에 전기자는 고정되어 있고 반대입니다. 등. c. 전기자의 i전압은 0이므로 Ip = U / Rya.

전기자 회로의 저항이 작기 때문에 돌입 전류가 공칭의 10~20배 이상을 초과합니다. 이로 인해 심각한 전기역학적 노력 전기자 권선 및 과도한 과열로 인해 모터가 사용되기 시작합니다. 가변 저항 시작 - 전기자 회로에 포함된 능동 저항.

최대 1kW의 모터를 직접 시작할 수 있습니다.

시동 저항기의 저항 값은 모터의 허용 시동 전류에 따라 선택됩니다. 가변 저항은 전기 모터 시동의 부드러움을 향상시키기 위해 단계적으로 만들어집니다.

시작할 때 가변 저항의 전체 저항이 입력됩니다. 앵커 속도가 증가함에 따라 카운터 e가 있습니다. 디. 돌입 전류를 제한하는 s 전기자 회로에서 저항 저항을 단계적으로 제거하면 전기자에 공급되는 전압이 증가합니다.

속도 제어 전동기 직류

DC 모터 속도:

여기서 U는 공급 전압입니다. 이야 — 전기자 전류; Ri는 회로의 전기자 저항입니다. kc - 자기 시스템을 특성화하는 계수; F는 전기 모터의 자속입니다.

공식에서 회전 속도 전동기 직류는 전동기의 여자 자속 변경, 전동기에 공급되는 전압 변경, 전기자 회로의 저항 변경의 세 가지 방법으로 조정할 수 있음을 알 수 있습니다. .

처음 두 가지 제어 방법이 가장 널리 사용되었으며 세 번째 방법은 거의 사용되지 않습니다. 비경제적이며 모터 속도는 부하 변동에 크게 의존합니다. 결과적인 기계적 특성은 그림 1에 나와 있습니다.

속도 제어 방식이 다른 DC 모터의 기계적 특성

굵은 선은 샤프트 토크 또는 전기자 전류에 대한 속도의 자연스러운 의존성입니다. 자연스러운 기계적 특성을 가진 직선은 수평 점선에서 다소 벗어납니다. 이 편차를 불안정성, 비강성, 때로는 국가주의라고 합니다. 평행하지 않은 직선 그룹 I은 여자에 의한 속도 조절에 해당하고, 평행 직선 II는 전기자 전압을 변경한 결과 얻어지며, 마지막으로 팬 III은 전기자 회로에 능동 저항을 도입한 결과입니다.

DC 모터의 여자 전류의 크기는 저항 조절 장치 또는 트랜지스터와 같이 크기가 변할 수 있는 장치를 사용하여 제어할 수 있습니다. 회로의 저항이 증가하면 계자 전류가 감소하고 모터 속도가 증가합니다.에서 자속이 약해지면 기계적 특성이 자연적 특성보다 높습니다(즉, 가변 저항기가 없는 경우의 특성보다 높음). 엔진 속도가 증가하면 브러시 아래에서 스파크가 증가합니다. 또한 전기 모터가 약한 자속으로 작동하면 특히 가변 축 부하에서 작동 안정성이 떨어집니다. 따라서 이러한 방식의 속도 제어 한계는 공칭의 1.25 - 1.3배를 초과하지 않습니다.

전압 조정에는 발전기 또는 변환기와 같은 정전류원이 필요합니다. 발전기 - 직류 구동(G - DPT), 전기 기계 증폭기 - DC 모터(EMU - DPT), 자기 증폭기 - DC 모터(MU - DPT), 사이리스터 변환기 — DC 모터(T — DPT).

전기 모터 직류 정지

DC 전기 모터가 있는 전기 드라이브에는 동적, 회생 및 반항적 제동의 세 가지 제동 방법이 사용됩니다.

동적 제동 DC 모터는 모터의 전기자 권선을 단락시키거나 저항기… DC 모터가 발전기로 작동하기 시작하여 저장된 기계 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 이 에너지는 전기자 권선이 닫혀 있는 저항에서 열로 방출됩니다. 동적 제동은 정확한 엔진 제동을 보장합니다.

회생 제동 DC 모터는 주전원에 연결되어 전기 모터가 구동 메커니즘에 의해 이상적인 유휴 속도를 초과하는 속도로 회전할 때 수행됩니다. 그런 다음 d.모터 권선에 유도된 등은 선간 전압 값을 초과하고 모터 권선의 전류는 방향을 바꿉니다. 전기 모터는 발전기 모드에서 작동하여 네트워크에 에너지를 공급합니다. 동시에 샤프트에서 제동 순간이 발생합니다. 이러한 모드는 부하를 낮출 때, 모터 속도를 조절할 때 및 직류를 사용하는 전기 드라이브의 제동 프로세스 중에 리프팅 메커니즘의 드라이브에서 얻을 수 있습니다.

DC 모터의 회생 제동은 전기가 그리드로 반환되기 때문에 가장 경제적인 방법입니다. 금속 절삭 기계의 전기 구동에서 이 방법은 G — DPT 및 EMU — DPT 시스템의 속도 제어에 사용됩니다.

전기자 권선의 전압과 전류의 극성을 변경하여 반대 DC 모터를 정지시킵니다. 전기자 전류가 여자 코일의 자기장과 상호 작용하면 전기 모터의 회전 속도가 감소함에 따라 감소하는 제동 토크가 생성됩니다. 전기 모터의 속도가 0으로 감소하면 전기 모터를 네트워크에서 분리해야 합니다. 그렇지 않으면 반대 방향으로 회전하기 시작합니다.