Ինչպես են աշխատում հաստատուն հոսանքի մեքենաները
Հաստատուն հոսանքի (ՄՀ) մեքենաները բազմաթիվ էլեկտրական համակարգերի հիմնարար բաղադրիչներ են, որոնք հայտնի են էլեկտրական էներգիան մեխանիկական էներգիայի կամ հակառակը փոխակերպելու իրենց արդյունավետությամբ և հուսալիությամբ: Դրանք լինում են երկու հիմնական տեսակի՝ ՄՀ շարժիչներ և ՄՀ գեներատորներ: Այս մեքենաների աշխատանքի սկզբունքները հասկանալը ենթադրում է էլեկտրամագնիսականության սկզբունքների, դրանց բաղադրիչների և աշխատանքի խորը ուսումնասիրություն:
Գործողության հիմնական սկզբունքները
Էլեկտրամագնիսական Ներածություն
Հաստատուն հոսանքի մեքենաների ֆունկցիոնալության անկյունաքարը էլեկտրամագնիսական ինդուկցիան է, որը նկարագրվում է Ֆարադեյի օրենքով: Այս օրենքը նշում է, որ հաղորդչի մեջ լարում է ինդուկցվում, երբ այն փոխում է մագնիսական հոսքը: Հաստատուն հոսանքի մեքենաներում այս սկզբունքը կիրառվում է հակառակ ուղղությամբ շարժիչների և գեներատորների նկատմամբ.
– Հաստատուն հոսանքի շարժիչներ. էլեկտրական էներգիան փոխակերպում են մեխանիկական էներգիայի: Երբ հոսանքը հոսում է արմատուրի փաթույթով անշարժ դաշտի փաթույթների կողմից առաջացած մագնիսական դաշտի ներսում, հաղորդիչների վրա գործադրվում է ուժ, որը առաջացնում է պտտող մոմենտ, որը ստիպում է արմատուրին պտտվել:
– Հաստատուն հոսանքի գեներատորներ. մեխանիկական էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի: Երբ արմատուրան մեխանիկորեն պտտվում է մագնիսական դաշտում, այն հատում է մագնիսական ուժի գծերը՝ հաղորդիչների մեջ առաջացնելով էլեկտրաշարժիչ ուժ (ԷՈւՈւ):
Մագնիսական դաշտեր և արմատուրային ռեակցիա
Ե՛վ շարժիչներում, և՛ գեներատորներում դաշտի փաթույթներից առաջացող մագնիսական դաշտերի և արմատուրայի փոխազդեցությունը կարևոր դեր է խաղում: Արմատուրայի ռեակցիան վերաբերում է արմատուրայի փաթույթներում առաջացող հոսանքի կողմից առաջացող մագնիսական դաշտի ազդեցությանը մեքենայի ներսում գտնվող ընդհանուր մագնիսական դաշտի վրա: Այս երևույթը կարող է առաջացնել աղավաղումներ և հանգեցնել այնպիսի խնդիրների, ինչպիսիք են խոզանակների վրա կայծերի առաջացումը, ինչը պահանջում է նախագծային նկատառումներ, ինչպիսիք են փոխհատուցող փաթույթներ կամ միջբևեռներ:
Հիմնական բաղադրիչները
Արմատավորումը
Արմատուրան մեքենայի պտտվող մասն է։ Այն բաղկացած է գլանաձև երկաթե միջուկից՝ հաղորդիչները տեղավորելու համար նախատեսված ճեղքերով։ Էլեկտրաշարժիչներում այն կրում է հոսանքը, որի վրա մագնիսական դաշտը ուժ է գործադրում, իսկ գեներատորներում՝ լարման ինդուկցիայի տեղամասը։
Դաշտային փաթույթներ
Դաշտային փաթույթներն ստեղծում են աշխատանքի համար անհրաժեշտ մագնիսական դաշտը: Դրանք կարող են լինել արտաքին հաստատուն հոսանքի աղբյուրով սնուցվող էլեկտրամագնիսներ կամ փոքր մեքենաներում մշտական մագնիսներ: Դաշտային փաթույթներին գրգռելը կարգավորում է մագնիսական հոսքը և, հետևաբար, մեքենայի աշխատանքային բնութագրերը:
Կոմուտատոր
Կոմուտատորը մեխանիկական պտտվող անջատիչ է, որը պարբերաբար փոխում է հոսանքի ուղղությունը արմատուրայի փաթույթներում։ Այն ապահովում է, որ առաջացած մոմենտը (շարժիչներում) կամ ինդուկցված լարումը (գեներատորներում) պահպանի հաստատուն ուղղություն։ Կոմուտատորի հատվածները մեկուսացված են միմյանցից և լիսեռից։
Վրձիններ
Խոզանակները անշարժ հաղորդիչ նյութեր են, որոնք պահպանում են էլեկտրական կապը պտտվող կոմուտատորի հետ: Սովորաբար պատրաստված գրաֆիտից կամ ածխածնից, խոզանակները հոսանք են հաղորդում դեպի և դեպի արմատուրայի փաթույթներ:
Առանցքակալներ և լիսեռ
Առանցքը պահում է արմատուրան և թույլ է տալիս դրա պտտումը: Առանցքակալները նվազեցնում են պտտվող արմատուրայի և անշարժ պատյանի միջև շփումը՝ մեծացնելով արդյունավետությունը և երկարակեցությունը:
Լծը և ձողերը
Լծակը կազմում է մեքենայի արտաքին շրջանակը՝ ապահովելով կառուցվածքային ամբողջականություն և մագնիսական հոսքի ուղի։ Լծակին ամրացված են բևեռները, որոնք կրում են դաշտի փաթույթներն ու մոտավորապես ստեղծում են միատարր մագնիսական դաշտ արմատուրայի ճեղքերի միջով։
DC շարժիչների շահագործում
Գործողության սկզբունքը
Հաստատուն հոսանքի շարժիչները գործում են այն սկզբունքով, որ մագնիսական դաշտում հոսանք կրող հաղորդիչը ենթարկվում է ուժի: Արմատուրայի փաթույթներն են կրում հոսանքը, որը փոխազդում է դաշտի փաթույթներից ստեղծված մագնիսական դաշտի հետ՝ հաղորդելով պտտող մոմենտ, որը առաջացնում է պտույտ: Պտույտի ուղղությունը կարելի է որոշել աջ ձեռքի կանոնի միջոցով:
DC շարժիչների տեսակները
1. Շունտային շարժիչներ. դաշտային փաթույթներն ունեն զուգահեռ միացված արմատուրային։ Դրանք բնութագրվում են համեմատաբար հաստատուն արագությամբ փոփոխական բեռների դեպքում։
2. Սերիական շարժիչներ. դաշտային փաթույթներն ունեն շարքով միացված արմատուրային։ Դրանք ապահովում են բարձր մեկնարկային պտտող մոմենտ և հարմար են ծանր բեռի տատանումներ պահանջող կիրառությունների համար։
3. Բարդ շարժիչներ. համատեղում են ինչպես շարքային, այնպես էլ շունտային շարժիչների առանձնահատկությունները՝ ինչպես շարքային, այնպես էլ շունտային դաշտի փաթույթներով: Դրանք ապահովում են հավասարակշռված աշխատանք լայն շրջանակի կիրառությունների համար:
Speed Control
DC շարժիչների արագության կարգավորումը կարող է իրականացվել տարբեր մեթոդներով, ինչպիսիք են՝
– Արմատուրայի լարման կառավարում. Կարգավորում է արմատուրայի փաթույթներին կիրառվող լարումը։
– Դաշտային հոսանքի կառավարում. դաշտային փաթույթներով հոսանքի կարգավորում՝ մագնիսական հոսքը փոխելու համար։
– Արմատուրայի դիմադրության կառավարում. փոփոխական դիմադրությունների հաջորդական տեղադրում արմատուրայի հետ։
Մշտական հոսանքի գեներատորների շահագործում
Գործողության սկզբունքը
Հաստատուն հոսանքի գեներատորները մեխանիկական էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի՝ հիմնվելով Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի վրա: Երբ արմատուրան պտտվում է մագնիսական դաշտով, ինդուկցվում է էլեկտրամագնիսական դաշտ: Կոմուտատորը ուղղում է ինդուկցված էլեկտրամագնիսական դաշտը՝ միակողմանի (ՀՍ) ելք ստանալու համար:
DC գեներատորների տեսակները
1. Առանձին գրգռված գեներատորներ. Դաշտային փաթույթներն սնուցվում են արտաքին աղբյուրից: Ելքային լարումը անկախ է բեռի հոսանքից:
2. Ինքնագրգռվող գեներատորներ. Դաշտային փաթույթներն սնուցվում են գեներատորի կողմից և կարող են հետագայում դասակարգվել հետևյալի՝
– Շունտային գեներատորներ. Դաշտային փաթույթներն միացված են արմատուրային զուգահեռ։
– Սերիական գեներատորներ. Դաշտային փաթույթները շարքով միացված են արմատուրային համակարգի հետ։
– Բարդ գեներատորներ. ունեն ինչպես հաջորդական, այնպես էլ շունտային դաշտի փաթույթներ՝ բարելավված արտադրողականության համար։
Լարման կարգավորում
Գեներատորի աշխատանքի համար կայուն լարման պահպանումը կարևոր է և կարող է իրականացվել հետևյալ կերպ.
– Դաշտային հոսանքի կարգավորում. դաշտային փաթույթներով անցնող հոսանքի կարգավորում։
– Ավտոմատ լարման կարգավորիչներ (AVR): Օգտագործվում են ժամանակակից հաստատուն հոսանքի գեներատորներում՝ լարման ճշգրիտ կարգավորման համար:
Ծրագրեր
Մոթորս
– Արդյունաբերական կիրառություններ՝ փոխադրիչ ժապավեններ, կռունկներ և հաստոցներ։
– Տրանսպորտ՝ էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ, գնացքներ և տրամվայներ։
– Կենցաղային տեխնիկա՝ օդափոխիչներ, օդորակիչներ և լվացքի մեքենաներ։
գեներատորներ
– Դյուրակիր սնուցման աղբյուրներ. պահեստային և արտակարգ էլեկտրաէներգիա անջատումների ժամանակ։
– Վերականգնվող էներգիայի համակարգեր. Արևային էներգիայի կուտակման համակարգեր։
– Ավտոմոբիլային. գեներատորներ տրանսպորտային միջոցներում՝ մարտկոցները լիցքավորելու համար։
Եզրափակում
Հաստատուն հոսանքի մեքենաները կազմում են մեր ժամանակակից տեխնոլոգիական լանդշաֆտի կարևոր մասը՝ օգտագործելով էլեկտրամագնիսականության սկզբունքները՝ էներգիայի հուսալի և արդյունավետ փոխակերպում ապահովելու համար: Դրանց բաղադրիչների, շահագործման և կիրառման ըմբռնումը հնարավորություն է տալիս հասկանալ դրանց կարևորությունը ինչպես արդյունաբերական, այնպես էլ առօրյա կյանքում: Սկսած շարժիչներում բարձր պտտող մոմենտ ստեղծելու հնարավորությունից մինչև գեներատորների միջոցով կայուն էլեկտրամատակարարման ապահովումը, հաստատուն հոսանքի մեքենաները շարունակում են խթանել առաջընթացը տարբեր ոլորտներում:
