JoVE Logo

Sign In

מנועי DC

Overview

מקור: עלי באזי, המחלקה להנדסת חשמל, אוניברסיטת קונטיקט, סטורים, CT.

מכונת DC פועלת עם זרמי DC ומתחים בניגוד למכונת AC, הדורשת זרמי AC ומתחים. מכונות DC היו הראשונות שהומצאו ולהשתמש בשני שדות מגנטיים הנשלטים על ידי זרמי DC. ניתן להגדיר מחדש את אותה מכונה בקלות להיות מנוע או גנרטור אם עירור שדה מתאים זמין, שכן למכונת DC יש שני שדות המכונים שדה וארמטורה. השדה נמצא בדרך כלל בצד הסטטור והארטורה נמצאת בצד הרוטור (ממול או מבפנים החוצה בהשוואה למכונות AC). עירור שדה יכול להיות מסופק על ידי מגנטים קבועים או מתפתל (סליל). כאשר הזרם מוחל על הזרוע או סליל הרוטור, הוא עובר ממקור DC ל סליל דרך מברשות נייחות וטבעות החלקה המותקנות על הרוטור המסתובב נוגע במברשות. כאשר סליל זרוע הרוטור הוא לולאה נושאת זרם, והוא חשוף לשדה חיצוני מן הסטטור או מגנט שדה, כוח מופעל על הלולאה. מכיוון שהלולאה "תלויה" משני צידי המנוע באמצעות מסבים, הכוח מייצר מומנט שיסובב את פיר הרוטור במקום להזיז אותו לכל כיוון אחר.

סיבוב זה גורם לשדות המגנטיים להתיישר אך יחד עם זאת, טבעות החלקה מחליפות צדדים במברשות, או "לנסוע", וזה מה שמכונה תהליך ההחלמה. כאשר קומוטציה זו מתרחשת, הזרימה הנוכחית בסליל הרוטור הפוכה ושדות מגנטיים מתנגדים זה לזה שוב, מה שגורם מומנט נוסף באותו כיוון הסיבוב. תהליך זה נמשך ופיר הרוטור מסתובב ומספק פעולה מוטורית. בפעולת גנרטור, סיבוב מכני מסופק לפיר הרוטור והזרם זורם מתוך הרוטור לאחר שהוא מושרה עקב סליל נע מתחת לשדה מגנטי.

למכונות שנדונו בניסוי זה יש שדה מתפתל ולא מגנטים קבועים. תהליך קומוטציה שהוא קריטי בתפעול מכונת DC משתמש בטבעות החלקה ובמברשות כדי להעביר אנרגיה מהרוטור (armature) לעולם החיצון מכיוון שהרוטור מסתובב וחוטים מסתובבים יסובבו וישברו אותם. עם זאת, מברשות אלה טבעות להחליק יש חסרונות אמינות גדולים כפי שהם דורשים תחזוקה קבועה, החלפת מברשת, ניקוי, ועלול לגרום ניצוצות. זה הוביל להחלפת רוב מכונות DC על ידי מכונות AC שאין להם בעיות אלה, ומכונות DC הנותרות יש בעיקר עירור שדה מגנט קבוע, כגון בצעצועים וכלים פשוטים בהספק נמוך. מכונות AC המכונות מכונות DC ללא מברשות (או BLDCs) הן מכונות AC המשתמשות במקור DC ומהפך אלקטרוני כוח כדי לקבל מתחי AC מתוך המהפך.

מטרת הניסוי היא לבחון שתי תצורות עיקריות של מכונת DC: דלף וסדרות. הבדיקות נועדו להעריך את השטף השיורי במכונה וללמוד את המאפיינים ללא עומס וטעינה של תצורות שונות.

Procedure

1. בדיקות DC

  1. עם ספק הכוח DC בהספק נמוך מוגבל ל- 0.8 A, חבר את מסופי האספקה לא armature מכונת DC.
  2. תעד את המתח בוושינגטון ואת קריאות הזרם של האספקה.
  3. להעריך את ההתנגדות של כל פיתול.
  4. חזור על הפעולה עבור פיתולים אחרים, שדה דלף ושדה סידרה, אחד בכל פעם.
  5. כבה ונתק את ספק הכוח DC בצרימת חשמ...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

פיתולי הסדרה נושאים בדרך כלל זרם גבוה המדורג בזרם הזרוע המדורג של המכונה, שכן הן סדרות והן פיתולי הזרוע נמצאים בסדרה. לכן, פיתולים סדרות צפויים להיות בסדר גודל של mΩ לכמה Ω. פיתולים דלף לעומת זאת צריך לצייר זרם מינימלי מהמקור אשר כוח אותם יחד עם armature של המכונה, ולכן, יש ערכי ...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

מכונות DC הן פחות נפוצות באופן משמעותי ממה שהיו לפני המצאת אינדוקציה AC ומכונות סינכרוניות. הם נשארים נפוצים ביישומי הספק נמוך פשוטים כגון צעצועים, רובוטים קטנים וציוד מדור קודם. מכונות DC מגנט קבוע, המשתמשות בשפע מגנטים אדמה לא נדירים, שכיחות יותר מאשר חלקי דלפק דלף וסדרות שלהם בשל עירור פשו...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
DC MotorsDrive EquipmentElectromechanical MachinesInner Conductive CoilArmatureOuter MagnetStatorDC SourceCommutator SlipperingElectromagnetic ForceTorque FluctuationsMultiple WindingsCommutatorPower SupplyMagnetic FieldsDC Motor ConfigurationsMeasurement Of DC Motor Performance CharacteristicsSpeedCurrentVoltageLoadPermanent Magnet StatersConductor WindingsElectric Field DesignElectro Motor Force EMFTorque Output

Skip to...

0:06

Overview

1:18

Principles of DC Motors

3:18

DC Tests

4:24

Measurement of Residual Magnetism

7:26

Applications

9:09

Summary

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved