Isi ihe dị mkpa nke igwe DC na AC
Igwe eletriki bụ ngwaọrụ nke na-agbanwe ike site n'otu ụdị gaa na nke ọzọ site na ụkpụrụ nke electromagnetism. Na injinịa eletriki, otu igwe abụọ kachasị dị mkpa ma na-atụlekarị bụ igwe DC (ọkụ kpọmkwem) na igwe AC (ọkụ mgbanwe). Ha abụọ nwere ike ịrụ ọrụ dị ka moto (ịgbanwe ike eletriki ka ọ bụrụ ike mekanikal) ma ọ bụ jenereta (ịgbanwe ike mekanikal ka ọ bụrụ ike eletrik). Isiokwu a na-atụle echiche ndị bụ isi , ihe owuwu, ụkpụrụ ọrụ, na ọdịiche dị mkpa n'etiti igwe DC na AC.
1. Echiche Ndị Dị Mkpa nke Igwe Eletriki
Isi ọrụ nke igwe eletriki dabere na isi ihe abụọ:
1. Ike Lorentz: onye na-eduzi ihe na-eme ugbu a n'ọhịa magnet ga-enweta ike. Nke a bụ ntọala ọrụ moto, ebe ike magnet na-emepụta ike nke na-agbagharị rotor ahụ.
2. Ntinye elektrọnik (Iwu Faraday): mgbanwe na mmiri ndọta nke na-agafe na onye na-eduzi ihe na-emepụta voltaji e tinyere n'ime ya. Nke a bụ ntọala ya. ọrụ jenereta, ebe ntụgharị igwe na-emepụta voltaji eletriki.
N'ikwu ya n'ụzọ ọzọ, igwe eletriki na-eji mmekọrịta nke ubi magnet na ọkụ eletrik emepụta mmegharị, ma ọ bụ n'ụzọ ọzọ, iji mepụta ọkụ eletrik site na mmegharị.
2. Igwe DC (Ọkụ kpọmkwem)
2.1 Nkọwa na Njirimara
Igwe DC bụ igwe eletriki nke na-arụ ọrụ na isi iyi ọkụ eletrik (DC). A maara igwe ndị a maka ịdị mfe nke ọsọ na njikwa ọkụ eletrik. Agbanyeghị, iji commutators na brushes na-eme ka mmezi dịkwuo mkpa karịa ọtụtụ igwe AC.
2.2 Isi ihe owuwu nke igwe DC
N'ozuzu, igwe DC nwere:
– Stator (akụkụ na-anaghị eguzo): na-emepụta oghere magnet. Enwere ike ịmepụta oghere magnet site na:
- Mkpọchi ubi na ogidi stator, ma ọ bụ
- Magnet na-adịgide adịgide (na obere injin DC).
– Rotor/Armature (akụkụ na-agbagharị): ebe eriri armature dị. N'ime eriri a, voltaji na-akpali akpali na mmiri ọkụ na-apụta, nke na-emepụta ike.
– Commutator: ihe dị n'ụdị mgbanaka nkewa nke na-arụ ọrụ iji tụgharịa ntụziaka nke ugbu a na eriri rotor ka ike ahụ wee nọgide n'otu ntụziaka ahụ.
– Ahịhịa: ihe na-eduzi (nke na-abụkarị carbon) nke na-ebugharị ọkụ site na isi iyi gaa na commutator.
2.3 Ụkpụrụ ọrụ moto DC
Mgbe mmiri ozuzo na-asọ na eriri rotor nke dị na mpaghara magnet Na stator, a na-emepụta ike Lorentz na ndị na-eduzi ya. Ike a na-emepụta ike, na-eme ka rotor na-agbagharị. Iji nọgide na-enwe ntụgharị na ntụziaka ike na-aga n'ihu, commutator na-atụgharị njikọ dị ugbu a kwa ọkara mgbanwe.
Ọsọ nke moto DC na-emetụta site na:
– Oke nke voltaji arịlịka,
- Oke mmụba nke ihe ọkụkụ dị n'ọhịa,
– Ibu igwe.
Enwere ike ime njikwa ọsọ moto DC ngwa ngwa, dịka ọmụmaatụ site na ịgbanwe voltaji ntinye ma ọ bụ ịgbanwe ọkụ eletrik ubi.
2.4 Ụkpụrụ Ọrụ Generator DC
Mgbe e ji isi iyi igwe (dịka ọmụmaatụ, turbine) tụgharịa rotor ahụ, eriri rotor ahụ na-agbaji site na mmiri magnetik, na-emepụta voltaji e tinyere n'ime ya (AC, n'ụzọ ebumpụta ụwa). Ihe na-agbanwe ihe na-eme ka ihe si na ya pụta dozie, na-ebute mmepụta DC na njedebe.
Ụdị 2.5 nke igwe DC
A na-ekewa igwe DC site na usoro mkpali ubi:
– Shunt: eriri ubi nke yiri arịlịka (ọsọ kwụsiri ike).
– Usoro: eriri ubi n'usoro ya na armature (nnukwu torque mbụ).
– Njikọta: njikọta nke shunt na usoro (nkwekọrịta dị n'etiti ike mbụ na nkwụsi ike).
- Obi dị iche iche ụtọ: isi mmalite ubi dị iche iche (njikwa na-agbanwe agbanwe karị).
3. Igwe AC (Ọkụ Na-agbanwe Agbanwe)
3.1 Nkọwa na Njirimara
Igwe AC bụ igwe eletriki nke na-arụ ọrụ na ọkụ eletrik alternating. Igwe AC na-achịkwa ngwa ụlọ ọrụ n'ihi na ha na-adịkarị mfe (karịsịa injin induction), na-esi ike karịa, ma na-achọ obere mmezi. Igwe AC na-abịa n'ụdị abụọ bụ isi: igwe synchronous na igwe induction (asynchronous).
3.2 Ọrụ Nhazi nke Igwe AC n'ozuzu
Ihe ndị bụ isi nke igwe AC gụnyekwara stator na rotor:
– Stator: nwere eriri atọ (n'ọtụtụ ngwa ụlọ ọrụ mmepụta ihe) nke na-emepụta oghere magnet na-agbagharị.
- Rotor: ụdị rotor dabere na ụdị injin:
– Rotor nke dị n'ime moto induction nwere ogwe ndị na-eduzi ihe nke nwere mgbanaka dị mkpụmkpụ.
– Rotor ọnya dị na ụfọdụ injin induction na-enye ohere ịgbakwunye mgbochi mpụga.
– Rotor pole (rotor ubi) na igwe synchronous (oghere rotor nwere ike ịbụ site na DC current ma ọ bụ magnet na-adịgide adịgide).
3.3 Ọdụ Igwe Magnetik Na-agbagharị
Ihe pụrụ iche nke igwe AC nke nwere usoro atọ bụ ikike stator nwere imepụta oghere magnet na-agbagharị agbagharị n'ụzọ ebumpụta ụwa. Mgbe ọkụ eletrik nke usoro atọ na-agafe na coils stator, ọkụ eletrik na-agbagharị n'otu ọsọ kpọmkwem, nke a na-akpọ ọsọ synchronous:
\[
n_s = \frac{120 f}{P}
\]
Ebe:
– \(n_s \) = ọsọ nhazi (rpm),
– \( f \) = ugboro ole (Hz),
– \( P \) = ọnụọgụ nke ogidi.
Ọsọ a na-ekpebi njirimara ndị bụ isi nke moto AC.
4. Moto Induction (Asynchronous)
4.1 Ụkpụrụ Ọrụ
Moto induction na-arụ ọrụ dịka ụkpụrụ nke induction electromagnetic. Ọdụ stator na-agbagharị na-agafe na ndị na-eduzi rotor, na-emepụta ọkụ eletrik na rotor. Ọkụ rotor a na-emepụta oghere magnetik rotor nke na-emekọrịta ihe na oghere stator, na-emepụta ike.
Rotor nke moto induction anaghị eru ọsọ synchronous. Ihe dị iche n'etiti ọsọ rotor na ọsọ synchronous ka a na-akpọ slip:
\[
s = \frac{n_s – n_r}{n_s}
\]
Mkpụgharị dị mkpa ka usoro ntinye ahụ wee gaa n'ihu.
4.2 Uru na Mmachi
Nke kachasị:
- Ọdịdị dị mfe ma sie ike,
- Mmezi dị ala,
– Ọ dị ọnụ ala, ọ dabara adaba maka ụlọ ọrụ mmepụta ihe.
Mmachi:
- Njikwa ọsọ adịghị mfe dịka moto DC na-enweghị ngwaọrụ ndị ọzọ,
– Ọkụ mmalite nwere ike ibu ibu (chọrọ usoro mmalite kpọmkwem ma ọ bụ inverter/VFD).
5. Igwe na-arụkọ ọrụ
5.1 Ụkpụrụ Ọrụ
N'ime igwe synchronous, rotor na-agbagharị n'otu ọsọ ahụ dịka ebe stator na-agbagharị. Rotor ahụ nwere ebe magnetik (site na DC current site na mgbanaka slip ma ọ bụ magnet na-adịgide adịgide) nke "na-akpọchi" na ebe stator.
Ngwa 5.2
– Ndị na-emepụta ihe na-arụkọ ọrụ (ndị na-agbanwe agbanwe) na ụlọ ọrụ ike bụ ihe a na-ejikarị eme ihe, n'ihi na ha na-emepụta voltaji AC kwụsiri ike.
- A na-eji moto Synchronous eme ihe maka ngwa ndị chọrọ ọsọ na arụmọrụ dị elu, yana ihe ike a na-agbanwe agbanwe (karịsịa na njikwa mkpali).
6. Ntụnyere nke igwe DC na AC
1. Isi mmalite na mmepụta
– Igwe DC: Ntinye/mmepụta DC, nke na-eji commutator eme ihe maka idozi ihe.
– Igwe AC: Ntinye/mmepụta AC, n'ozuzu ya na-enweghị commutator (ma e wezụga ụfọdụ ụdị pụrụ iche).
2. Mmezi
- DC: elu n'ihi na ahịhịa na-eyi na commutator.
– AC (induction): ala n'ihi na ọ naghị eji ahịhịa (maka rotors cage).
3. Njikwa Ọsọ
– DC: ntọala dị mfe ma dịkwa iche iche.
– AC: ihe siri ike karịa, mana ugbu a VFD/inverter na-enyere aka nke ukwuu.
4. Aplikasi
– DC: ụfọdụ ụgbọala eletriki, akụrụngwa chọrọ njikwa ike/ọsọ ziri ezi (n'ụdị ụfọdụ), sistemụ draịva ochie.
– AC: injin ụlọ ọrụ mmepụta ihe, pọmpụ, fan, compressors, mmepụta ike (generators synchronous).
7. Mmechi
Igwe DC na AC na-eji mmekọrịta nke ubi magnetik na ọkụ eletrik eme ihe, mana ha dị iche n'otú ha si emepụta ike, owuwu, na njirimara ọrụ. Igwe DC na-eme nke ọma n'ụzọ dị mfe ịchịkwa, mana ọ chọrọ mmezi karịa n'ihi commutator na brushes. Igwe AC, ọkachasị injin induction, bụ isi ihe dị mkpa n'ụlọ ọrụ n'ihi ịdị mfe ha, ịdịte aka ha, na akụnụba ha. Ịghọta ihe ndị bụ isi nke ụdị igwe abụọ a bụ nzọụkwụ dị mkpa tupu ịmalite inyocha isiokwu ndị ka elu dịka njikwa ọsọ na inverters, sistemụ draịva, na inyocha arụmọrụ na arụmọrụ nke igwe eletriki.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike ịmepụta ụdị teknụzụ ka mma (na eserese echiche na ihe atụ mgbakọ na mwepụ dị mfe) ma ọ bụ ụdị dị mfe maka ụmụ akwụkwọ ọrụ aka/ụlọ akwụkwọ sekọndrị.
