מנוע סדרת DC עובד ויישומיו

ישנם שני סוגים של מנועי DC מבוסס על הבנייה כגון התרגשות עצמית, ונרגש בנפרד. באופן דומה, מנועים בהתרגשות עצמית מסווגים לשלושה סוגים, כלומר מנוע מסדרת DC, מנוע shunt DC ומנוע מתחם DC. מאמר זה דן בסקירה כללית על מנוע הסדרה, ותפקידו העיקרי של מנוע זה הוא להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. עקרון העבודה של מנוע זה תלוי בעיקר בחוק האלקטרומגנטי, הקובע כי בכל פעם שנוצר שדה מגנטי באזור המוליך הנוכחי ומשתף פעולה עם שדה חיצוני, ניתן ליצור תנועה מסתובבת. לאחר הפעלת מנוע הסדרה, הוא ייתן מהירות מירבית כמו גם מומנט לאט במהירות גבוהה.

מהו מנוע סדרת DC?

המנוע מסדרת DC דומה לכל מנוע אחר מכיוון שהתפקיד העיקרי של מנוע זה הוא להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. פעולתו של מנוע זה תלויה בעיקר בעקרון האלקטרומגנטי. בכל פעם שהשדה המגנטי נוצר בערך, מוליך נושא זרם משתף פעולה עם שדה מגנטי חיצוני ואז ניתן ליצור תנועה מסתובבת.

מנוע מסדרת DC

רכיבים המשמשים במנוע סדרת DC

מרכיבי המנוע הזה כוללים בעיקר את הרוטור ( האבזור ), קומוטטור, סטטור, סרן, פיתולי שדה ומברשות. המרכיב הקבוע של המנוע הוא הסטטור, והוא בנוי בשני חלקי מוט אלקטרומגנטיים נוספים. הרוטור כולל את האבזור ואת הפיתולים על הליבה שקשורה לקומוטטור. ניתן לחבר את מקור החשמל לכיוון פיתולי אבזור לאורך מערך מברשות שקשור לקומוטטור.

הרוטור כולל ציר מרכזי לסיבוב, ועל סלילת השדה להיות מסוגלת להחזיק זרם גבוה בגלל כמות הזרם הגדולה יותר בכל הפיתול, כך יהיה מומנט המיוצר עם המנוע גדול יותר.

לכן ניתן לפברק את סלילת המנוע באמצעות חוט מד מלא. חוט זה אינו מאפשר מספר עצום של פיתולים. את הפיתול ניתן לייצר פסי נחושת מוצקים מכיוון שהוא מסייע בפיזור חום פשוט ויעיל שנוצר בהתאם בכמות גדולה של זרימת זרם במהלך הפיתול.

תרשים מעגלים של סדרת DC

במנוע זה, שדות, כמו גם פיתולי סטטור, מצמידים זה את זה סדרתי. בהתאם לכך האבזור וזרם השדה שווים.

אספקת זרם ענקית ישר מההיצע לכיוון פיתולי השדה. ניתן לשאת את הזרם העצום על ידי פיתולי שדה מכיוון שלפיתולים אלה יש מעט סיבובים כמו גם עבים מאוד. באופן כללי, מוטות נחושת יוצרים פיתולי סטטור. מוטות נחושת עבים אלה מפיצים חום שנוצר על ידי הזרימה הכבדה של הזרם ביעילות רבה. שים לב כי פיתולי שדה הסטאטור S1-S2 הם בסדרה עם האבזור המסתובב A1-A2.

תרשים מעגלים של סדרת DC

בסדרה מנוע חשמלי מסופק בין קצה אחד של פיתולי שדה הסדרה לקצה אחד של האבזור. כאשר מתח מופעל, הזרם זורם מ ספק כוח מסופים דרך הסדרה מתפתלת ומתפתל אבזור. הגדול מנצחים הקיימים באבזור ובפתלות השדה מספקים את ההתנגדות היחידה לזרימת זרם זה. מכיוון שמוליכים אלה כה גדולים, התנגדותם נמוכה מאוד. זה גורם למנוע להוציא כמות גדולה של זרם מאספקת החשמל. כאשר הזרם הגדול מתחיל לזרום דרך השדה ופיתולי האבזור, הסלילים מגיעים לרוויה המביאה לייצור השדה המגנטי החזק ביותר האפשרי.

עוצמתם של שדות מגנטיים אלה מספקת לפירי האבזור את כמות המומנט הגדולה ביותר האפשרית. המומנט הגדול גורם לאבזור להתחיל להסתובב עם הכוח המרבי והאבזור מתחיל להסתובב.

בקרת מהירות של מנוע סדרת DC

ה בקרת מהירות של מנועי DC ניתן להשיג באמצעות שתי השיטות הבאות

• שיטת בקרת השטף
• שיטת בקרת התנגדות אבזור.

השיטה הנפוצה ביותר היא שיטת בקרת התנגדות האבזור. מכיוון שבשיטה זו ניתן לשנות את השטף שנוצר על ידי מנוע זה. ניתן להשיג את ההבדל בשטף באמצעות שלוש השיטות כמו מסיטי שדה, מסדר אבזור ובקרת שדה טפח.

בקרת התנגדות אבזור

בשיטת בקרת התנגדות האבזור, ניתן לחבר ישירות התנגדות משתנה בסדרה באמצעות האספקה. זה יכול להפחית את המתח הנגיש לאורך האבזור ואת ירידת המהירות. על ידי שינוי ערך ההתנגדות המשתנה, ניתן להגיע לכל מהירות מתחת למהירות הרגילה. זו השיטה הכללית ביותר בה משתמשים בשליטה על מהירות המנוע של סדרת DC.

מאפייני מומנט מהירות של מנוע מסדרת DC

באופן כללי, עבור מנוע זה, ישנם קימורים בעלי 3 אופיינים הנחשבים משמעותיים כמו מומנט נגד. זרם האבזור, מהירות לעומת. זרם האבזור ומהירות לעומת. עֲנָק. שלושת המאפיינים הללו נקבעים על ידי שימוש בשני היחסים הבאים.

טא ∝ ɸ.Ia
N ∝ Eb / ɸ

ניתן לחשב את שתי המשוואות הנ'ל במשוואות EMF וגם במומנט. עבור מנוע זה, ניתן לתת את גודל emf האחורי עם משוואת e.m.f של גנרטור הדומה כמו Eb = Pɸ NZ / 60A. עבור מנגנון, A, P ו- Z יציבים, לפיכך, N ∝ Eb / ɸ.

ה משוואת מומנט מנוע מסדרת DC הוא,

מומנט = שטף * זרם האבזור

T = אם * Ia

כאן אם = Ia, אז המשוואה תהפוך

T = Ia ^ 2

מומנט המנוע של סדרת DC (T) יכול להיות פרופורציונאלי ל- Ia ^ 2 (ריבוע זרם האבזור). במבחן עומס על מנוע סדרת DC, המנוע צריך להיות מופעל במצב עומס מכיוון שאם ניתן להפעיל את המנוע ללא עומס, הוא ישיג מהירות גבוהה במיוחד.

יתרונות המנוע מסדרת DC

ה היתרונות של מנוע סדרת DC כלול את הבאים.

• מומנט התחלתי עצום
• הרכבה קלה ועיצוב פשוט
• ההגנה קלה
• עלות תועלת

חסרונות מוטוריים מסדרת DC

החסרונות של מנוע מסדרת DC כוללים את הדברים הבאים.

• ויסות מהירות המנוע גרוע למדי. כאשר מהירות העומס עולה אז מהירות המכונה תפחת
• כאשר המהירות מוגברת, אז מומנט המנוע של סדרת DC יקטן בחדות.
• מנוע זה זקוק תמיד לעומס לפני הפעלת המנוע. כך שמנועים אלה אינם מתאימים למקום בו עומס המנוע מוסר לחלוטין.

לפיכך, זה הכל על מנוע מסדרת DC , ויישומי המנוע של סדרת DC כוללים בעיקר, מנועים אלה יכולים לייצר כוח מסתובב עצום ואת המומנט ממצבו הלא פעיל. מאפיין זה יהפוך את מנוע הסדרה לציוד חשמלי נייד, מכשירי חשמל זעירים, כננות, מנופים וכו '. מנועים אלה אינם מתאימים מכיוון שיש צורך במהירות יציבה. הסיבה העיקרית היא שמנועים אלה משתנים עם עומס לא יציב. שינוי מהירות מנועי הסדרה היא גם לא שיטה פשוטה ליישום. הנה שאלה עבורך, מה הפונקציה העיקרית של המנוע מסדרת DC?