מהי מכונת DC: בנייה ועבודה שלה

ניתן לסווג את מכונת ה- DC לשני סוגים, כלומר מנועי DC כמו גם DC גנרטורים . רוב מכונות ה- DC שוות למכונות זרם חילופין מכיוון שהן כוללות זרמי זרם חילופין כמו גם מתח זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם זרם שלהם. הפלט של מכונת DC הוא פלט DC מכיוון שהם ממירים מתח AC למתח DC. ההמרה של מנגנון זה מכונה הקומוטטור, ולכן מכונות אלה נקראות גם מכונות מעבר. מכונת DC משמשת לרוב עבור מנוע. היתרונות העיקריים של מכונה זו כוללים ויסות מומנט וגם מהירות קלה. ה יישומים של מכונת DC מוגבל לרכבות, טחנות ומוקשים. לדוגמה, מכוניות רכבת תחתית תת קרקעיות, כמו גם קרוניות, עשויות להשתמש במנועי DC. בעבר תוכננו מכוניות עם דינמיות DC לטעינת הסוללות.

מהי מכונת DC?

מכונת DC היא מכשיר לשינוי אנרגיה אלקטרומכנית. ה עקרון עבודה של DC מְכוֹנָה זה כאשר זרם חשמלי זורם דרך סליל בתוך שדה מגנטי, ואז הכוח המגנטי מייצר מומנט שמסובב את מנוע הספק. מכונות DC מסווגות לשני סוגים כגון גנרטור DC וכן מנוע DC.

מכונת DC

תפקידו העיקרי של מחולל DC הוא להמיר כוח מכני לכוח חשמל DC, ואילו מנוע DC ממיר כוח DC לעוצמה מכנית. ה מנוע זרם חילופין משמש לעתים קרובות ביישומים תעשייתיים לשינוי אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. עם זאת, מנוע DC ישים כאשר יש צורך בוויסות מהירות טוב וטווח מהירויות נרחב כמו במערכות עסקאות חשמליות.

בניית מכונת DC

בניית מכונת ה- DC יכולה להיעשות באמצעות חלק מהחלקים החיוניים כמו עול, ליבת מוט ונעלי מוט, סליל מוט וסליל שדה, ליבת אבזור, אבזור מתפתל אחרת, מוליך, מברשת ומסבים. חלק מה- חלקי מכונת DC נדון להלן.

בניית מכונת DC

עוֹל

שם נוסף של עול הוא המסגרת. התפקיד העיקרי של העול במכונה הוא להציע תמיכה מכנית המיועדת לעמודים ומגן על המכונה כולה מפני רטיבות, אבק וכו '. החומרים המשמשים בעול מעוצבים עם ברזל יצוק, פלדה יצוקה אחרת.

הליבה של הקוטב והקוטב

הקוטב של מכונת ה- DC הוא אלקטרומגנט והשדה המתפתל מתפתל בין הקוטב. בכל פעם שמתפתל שדה מופעל אז המוט נותן שטף מגנטי. החומרים המשמשים לכך הם פלדה יצוקה, ברזל יצוק אחרת ליבת מוט. ניתן לבנות אותו עם למינציה מפלדה מחוסלת להפחתת ירידת הכוח בגלל זרמי העצב.

נעל מוט

נעל הקוטב במכונת DC היא חלק נרחב כמו גם הגדלת אזור הקוטב. בגלל אזור זה, השטף יכול להתפשט בתוך פער האוויר, כמו כן ניתן לעבור שטף נוסף בחלל האוויר לכיוון האבזור. החומרים המשמשים לבניית נעל מוט הם יציקת ברזל אחרת, והשתמשו גם במינציה מפלדה מחוסלת כדי להפחית את אובדן הכוח בגלל זרמי אדי.

פיתולי שדה

בכך הפיתולים נפצעים באזור ליבת הקוטב ונקראים סליל שדה. בכל פעם שמספקים זרם באמצעות סלילה בשטח מאשר אלקטרומגנטית הקטבים המייצרים שטף נדרש. החומר המשמש לפיתולי שדה הוא נחושת.

ליבת אבזור

ליבת האבזור כוללת מספר עצום של חריצים בקצה שלה. מוליך האבזור ממוקם בחריצים אלה. הוא מספק את הנתיב בעל רתיעה נמוכה כלפי השטף שנוצר עם סלילת שדה. החומרים המשמשים בליבה זו הם חומרים בעלי חדירות בעלי רתיעה נמוכה כמו ברזל שיוצק אחרת. הלמינציה משמשת להפחתת האובדן בגלל זרם העצבני.

אבזור מתפתל

מתפתל האבזור יכול להיווצר על ידי חיבור בין מוליך האבזור. בכל פעם שמסתובב אבזור בעזרת מוביל ראשוני, המתח, כמו גם השטף המגנטי, נגרם בתוכו. סלילה זו קשורה למעגל חיצוני. החומרים המשמשים להתפתלות זו הם חומר מוליך כמו נחושת.

קוֹמוּטָטוֹר

תפקידה העיקרי של הקומוטטור במכונת DC הוא לאסוף את הזרם ממוליך האבזור וכן לספק את הזרם לעומס באמצעות מברשות. ומספק גם מומנט חד כיווני עבור מנוע DC. ניתן לבנות את הקומוטטור עם מספר עצום של קטעים בצורת קצה של נחושת קשה. הקטעים בקומוטטור מוגנים מפני שכבת הנציץ הדקה.

מברשות

מברשות במכונת ה- DC אוספות את הזרם מהמתח ומספקות אותו לעומס החיצוני. המברשות מתלבשות עם הזמן כדי לבדוק לעתים קרובות. החומרים המשמשים במברשות הם גרפיט אחרת פחמן שהוא בצורת מלבני.

סוגי מכונות DC

עירור מכונת ה- DC מסווג לשני סוגים, כלומר עירור נפרד, כמו גם עירור עצמי. בסוג עירור נפרד של מכונת DC, סלילי השדה מופעלים באמצעות מקור DC נפרד. בסוג של עירור עצמי של מכונת זרם זרם, זרם הזרם לאורך סלילת השדה מסופק עם המכונה. הסוגים העיקריים של מכונות DC מסווגים לארבעה סוגים הכוללים את הדברים הבאים.

• מכונת DC נרגשת בנפרד
• מכונה הפצע / שאנט.
• סדרת פצע / סדרת מכונה.
• פצע מתחם / מכונה מורכבת.

נרגש בנפרד

במכונת DC הנרגשת בנפרד, נעשה שימוש במקור DC נפרד להפעלת סלילי השדה.

שאנט פצע

במכונות DC הפצועות Shunt, סלילי השדה קשורים במקביל האבזור . מכיוון ששדה המחלף מקבל את מתח ה- o / p השלם של גנרטור אחרת מתח אספקת מנוע, הוא עשוי בדרך כלל ממספר עצום של פיתולים של חוט דק עם זרם שדה קטן הנושא.

סדרת פצע

במכונות D.C. הפצועות בסדרה, סלילי השדה נקשרים בסדרות דרך האבזור. מכיוון שמתפתל שדה סדרה מקבל את זרם האבזור, כמו גם זרם האבזור הוא עצום, עקב כך סלילת שדה הסדרה כוללת מעט פיתולי חוטים באזור חתך גדול.

פצע מתחם

מכונה מורכבת כוללת גם את הסדרה וגם שדות שאנט. שני הפיתולים מתבצעים עם כל מוט מכונה. הסדרה המתפתלת של המכונה כוללת מעט פיתולים של אזור חתך ענק, כמו גם את פיתולי השינה, כוללים כמה פיתולי תיל עדינים.

חיבור המכונה המורכבת יכול להיעשות בשתי דרכים. אם שדה השאנט נקשר במקביל רק על ידי האבזור, ניתן לקרוא למכונה כ'מכונת תרכובת השנט הקצרה ', ואם שדה השאנט נקשר במקביל הן על ידי האבזור והן על ידי שדה הסדרה, אז המכונה נקראת 'מכונת תרכובת ארוכה שאנט'.

משוואת EMF של מכונת DC

ה מכונת DC e.m.f ניתן להגדיר כאשר האבזור במכונת הדו-סיבוב מסתובב, ניתן ליצור את המתח בתוך הסלילים. בגנרטור, ה- e.m.f של הסיבוב יכול להיקרא emf שנוצר, ו- Er = למשל. במנוע, ניתן לקרוא ל- EMF של הסיבוב כ- EMF נגד או ל- ER = Eb.

בואו Φ הוא השטף השימושי עבור כל מוט ברשת

P הוא המספר הכולל של הקטבים

z הוא המספר הכולל של מוליכים בתוך האבזור

n הוא מהירות הסיבוב של אבזור במהפכה לכל שנייה

A הוא לא. של נתיב מקביל לאורך האבזור בין מברשות הקוטביות ההפוכות.

Z / A הוא לא. של מוליך אבזור בתוך סדרה לכל נתיב מקביל

מכיוון שהשטף עבור כל מוט הוא 'Φ', כל מוליך חותך את השטף 'PΦ' בתוך מהפכה אחת.

המתח המיוצר עבור כל מוליך = נטיית שטף לכל מהפכה ב- WB / זמן שנלקח למהפכה אחת תוך שניות

כאשר מהפכות 'n' הושלמו תוך שנייה אחת ומהפכה אחת תושלם בתוך שנייה אחת / n. לפיכך הזמן למהפכת האבזור היחידה הוא 1 / n שניה.

הערך הסטנדרטי של המתח המיוצר עבור כל מוליך

p Φ / 1 / n = np Φ וולט

ניתן להחליט על המתח המיוצר (E) עם מספר מוליכי האבזור בסדרה I כל נתיב בודד בין המברשות ובכך, כל המתח המיוצר

E = מתח סטנדרטי לכל מוליך x לא. של מוליכים בתוך סדרות לכל נתיב

E = n.P.Φ x Z / A

המשוואה לעיל היא e.m.f. המשוואה של מכונת DC.

מכונת DC לעומת מכונת AC

ההבדל בין מנוע AC למנוע DC כולל את הדברים הבאים.

הפסדים במכונת DC

אנחנו יודעים את זה הפונקציה העיקרית של מכונת DC הוא להמיר אנרגיה מכנית ל אנרגיה חשמלית . לאורך שיטת המרה זו, לא ניתן לשנות את כל כוח הכניסה לכוח יציאה בגלל אובדן הכוח בצורות שונות. סוג ההפסד עשוי להשתנות ממנגנון אחד למשנהו. הפסדים אלה יפחיתו את יעילות המנגנון וכן הטמפרטורה תוגדל. ניתן לסווג את הפסדי האנרגיה של מכונת ה- DC להפסדי חשמל אחרת, הפסדי ליבה אחרת הפסדי ברזל, הפסדים מכניים, הפסדי מכחול והפסדי עומס תועה.

יתרונות מכונת DC

היתרונות של מכונה זו כוללים את הדברים הבאים.

• למכונות DC כמו מנועי DC יש יתרונות שונים כמו מומנט התחלתי גבוה, רוורס, הפעלה מהירה ועצירה, מהירויות משתנות באמצעות קלט מתח
• אלה נשלטים בקלות רבה יותר וגם זולים יותר בהשוואה ל- AC
• בקרת מהירות טובה
• המומנט גבוה
• המבצע הוא חלק
• ללא הרמוניות
• התקנה ותחזוקה קלים

יישומים של מכונת DC

נכון להיום, ייצור האנרגיה החשמלית יכול להיעשות בכמויות גדולות בצורת זרם חילופין (זרם חילופין). לכן, השימוש במכונות DC כמו מנועים וגנרטורים של DC הוא מוגבל ביותר מכיוון שהם משמשים בעיקר למתן עירור טווח זעיר ואמצעי אלטרנטור. בתעשיות, מכונות DC משמשות לתהליכים שונים כמו ריתוך, אלקטרוליטי וכו '.

ככלל, AC נוצר ולאחר מכן הוא מוחלף ל DC בעזרת מיישרים. לכן גנרטור DC מודחק באמצעות אספקת AC המתוקנת לשימוש במספר יישומים. מנועי DC משמשים לעתים קרובות כמו כונני מהירות משתנה ובמקרים בהם מתרחשים שינויים במומנט החמור.

היישום של מכונת DC כמנוע משמש על ידי חלוקה לשלושה סוגים כמו סדרה, Shunt & Compound ואילו היישום של מכונת DC כגנרטור מסווג לגנרטורים נרגשים, סדרות ופצעי נפרד.

לפיכך, זה הכל על מכונות DC. מהמידע לעיל, סוף סוף, אנו יכולים להסיק שמכונות DC הן גנרטור DC מנוע DC . גנרטור ה- DC שימושי בעיקר לאספקת מקורות DC לעבר מכונת ה- DC בתחנות כוח. בעוד שמנוע DC מניע כמה מכשירים כמו מחרטות, מאווררים, משאבות צנטריפוגליות, מכונות דפוס, קטרים ​​חשמליים, מנופים, מנופים, מסועים, טחנות גלגול, ריקשה אוטומטית, מכונות קרח וכו '. הנה שאלה בשבילך, מה זה שינויים במכונת dc?