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Motores de corriente continua

Overview

Fuente: Ali Bazzi, Departamento de ingeniería eléctrica, Universidad de Connecticut, Storrs, CT.

La máquina de C.C. funciona con tensiones frente a una máquina de la CA, que requiere voltajes y corrientes AC y DC corrientes. Máquinas DC fueron los primeros en inventar y utilizar dos campos magnéticos que están controlados por corrientes DC. La misma máquina puede configurarse fácilmente para ser un motor o un generador de excitación de campo apropiado está disponible, ya que la máquina de C.C. tiene dos campos llamados de campo y armadura. El campo es generalmente en el lado del estator y la armadura está en el lado del rotor (contrario o al revés en comparación con máquinas de AC). Excitación de campo se puede proporcionar por imanes permanentes o una bobina (bobina). Cuando se aplica corriente a la bobina de inducido o rotor, pasa de la fuente de DC a la bobina a través de pinceles que son inmóviles y anillos colectores montados sobre el rotor giratorio tocar los pinceles. Cuando la bobina de la armadura del rotor es un bucle de corriente y se expone a un campo externo del estator o campo de imán, se ejerce una fuerza en el lazo. Puesto que el bucle está "colgando" a ambos lados del motor con rodamientos, la fuerza produce un torque que gire el eje del rotor en lugar de moverse en otra dirección.

Esta rotación hace que los campos magnéticos alinear, pero al mismo tiempo, deslice anillos lados del interruptor de los cepillos o "conmutar", y esto es lo que se conoce como el proceso de conmutación. Cuando se produce esta conmutación, un flujo de corriente en la bobina del rotor se invierte y campos magnéticos se oponen mutuamente otra vez, causando más esfuerzo de torsión en la misma dirección de rotación. Este proceso continúa y el eje del rotor gira ofreciendo acción motor. En la operación del generador, la rotación mecánica se proporciona para el eje del rotor y los flujos actuales de rotor después es inducida por una bobina móvil en un campo magnético.

Las máquinas en este experimento tienen un devanado de campo en lugar de imanes permanentes. Un proceso de conmutación que es fundamental en el funcionamiento de la máquina de C.C. utiliza anillos colectores y escobillas para transferir energía del rotor (inducido) al mundo exterior, ya que el rotor está girando y tener cables de giro twist y romperlos. Sin embargo, estas escobillas y anillos colectores tienen inconvenientes de mayor confiabilidad ya que requieren un mantenimiento regular, cepillo de recambio, limpieza y pueden causar chispas. Esto ha llevado a la sustitución de la mayoría de las máquinas DC por las máquinas de AC que no tienen estos problemas, y restantes máquinas de C.C. tienen sobre todo excitación de campo de imán permanente, como en juguetes y herramientas simples de baja potencia. Llamadas máquinas de CC sin escobillas de máquinas de AC (o BLDCs) son máquinas de AC que utilizan una fuente y poder electrónico inversor de la C.C. para obtener voltajes de AC del inversor.

El objetivo de este experimento es probar dos configuraciones principales de la máquina de CC: shunt y serie. Las pruebas están diseñadas para estimar el flujo residual en la máquina y estudiar las características de vacío y carga de configuraciones diferentes.

Procedure

1. DC pruebas

  1. Con la baja potencia DC fuente de alimentación limitada a 0,8 A, conecte los terminales de alimentación a la armadura de máquina de CC.
  2. Registrar la fuente de la tensión y las lecturas de corriente.
  3. Estimar la resistencia de cada devanado.
  4. Repita para las otras bobinas, la desviación de campo y el campo de la serie, uno a la vez.
  5. Apague y desconecte la fuente de alimentación de DC de baja potencia.
  6. Ajuste el reóstato de campo incorporado a m...

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Results

Bobinas de serie llevan típicamente alta corriente nominal de armadura nominal de la máquina actual, ya que los devanados serie y armadura están en serie. Por lo tanto, serie bobinados se esperan que sean del orden de una mΩ a unas bobinas de desviación Ω. por otro lado debe llamar la corriente mínima de la fuente de energía junto con la armadura de la máquina, y por lo tanto, tienen valores de resistencia grande de decenas a cientos o incluso miles de Ω.

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Application and Summary

Máquinas de CC son significativamente menos común de lo que solían ser antes de la invención de máquinas síncronas y de inducción de la CA. Siguen siendo comunes en aplicaciones de baja potencia simple como juguetes, pequeños robots y equipos antiguos. Máquinas de CC de imán permanente, que utilizan abundante no tierra rara imanes, son más comunes que sus piezas contrarias de shunt y serie debido a la excitación más simple, especialmente en aplicaciones de bajo costo y baja complejidad.

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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

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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

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