Тогтмол гүйдлийн машинууд хэрхэн ажилладаг вэ
Тогтмол гүйдлийн (DC) машинууд нь цахилгаан энергийг механик энерги болгон хувиргах эсвэл эсрэгээр нь үр ашигтай, найдвартай байдгаараа алдартай олон тооны цахилгаан системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эдгээр нь хоёр үндсэн төрөлд байдаг: DC мотор ба DC генератор. Эдгээр машинууд хэрхэн ажилладагийг ойлгохын тулд цахилгаан соронзонгийн зарчим, тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд, тэдгээрийн ажиллагааг гүнзгий судлах шаардлагатай.
Үйл ажиллагааны үндсэн зарчим
Цахилгаан соронзон индукц
Тогтмол гүйдлийн машины үйл ажиллагааны гол тулгуур нь цахилгаан соронзон индукц бөгөөд Фарадейгийн хуулиар тодорхойлогдсон процесс юм. Энэ хуульд дамжуулагч соронзон урсгал өөрчлөгдөхөд хүчдэл үүсдэг гэж заасан байдаг. Тогтмол гүйдлийн машинд энэ зарчим нь мотор болон генераторуудад урвуу хамааралтай байдаг:
– Тогтмол гүйдлийн мотор: Цахилгаан энергийг механик энерги болгон хувиргадаг. Хөдөлгөөнгүй талбайн ороомгийн үүсгэсэн соронзон орон доторх арматурын ороомогоор гүйдэл урсах үед дамжуулагчид хүч үйлчилж, арматурыг эргүүлэхэд хүргэдэг эргүүлэх хүчийг үүсгэдэг.
– Тогтмол гүйдлийн генераторууд: Механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Арматурыг соронзон орон дотор механикаар эргүүлэх үед энэ нь хүчний соронзон шугамыг огтолж, дамжуулагчдад цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) үүсгэдэг.
Соронзон орон ба арматурын урвал
Мотор болон генераторын аль алинд нь талбайн ороомгийн үүсгэсэн соронзон орон ба арматурын харилцан үйлчлэл нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Арматурын урвал гэдэг нь арматурын ороомог дахь гүйдлийн үүсгэсэн соронзон орны машины нийт соронзон орон дахь нөлөөллийг хэлнэ. Энэ үзэгдэл нь гажуудал үүсгэж, сойз дээр оч асах зэрэг асуудалд хүргэж болзошгүй бөгөөд ороомгийг нөхөн төлөх эсвэл завсрын холболт хийх зэрэг дизайныг анхаарч үзэх шаардлагатай болдог.
Гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Арматур
Арматур нь машины эргэлддэг хэсэг юм. Энэ нь дамжуулагчийг байрлуулах үүртэй цилиндр хэлбэртэй төмөр цөмөөс бүрдэнэ. Моторт энэ нь соронзон орны хүч үйлчилдэг гүйдлийг дамжуулдаг бол генераторт энэ нь хүчдэлийн индукцийн цэг юм.
Талбайн ороомог
Хээрийн ороомог нь ажиллахад шаардлагатай соронзон орон үүсгэдэг. Эдгээр нь гадаад тогтмол гүйдлийн эх үүсвэрээр ажилладаг цахилгаан соронзон эсвэл жижиг машинуудад байнгын соронз байж болно. Хээрийн ороомгийг өдөөх нь соронзон урсгалыг тохируулж, улмаар машины гүйцэтгэлийн шинж чанарыг өөрчилдөг.
Коммутатор
Коллектор нь арматурын ороомог доторх гүйдлийн чиглэлийг үе үе эргүүлдэг механик эргэлдэгч унтраалга юм. Энэ нь үүссэн эргүүлэх хүч (моторт) эсвэл өдөөгдсөн хүчдэл (генераторт) тогтмол чиглэлийг хадгалахыг баталгаажуулдаг. Коллекторын хэсгүүд нь бие биенээсээ болон голоос тусгаарлагдсан байдаг.
Brushes
Сойз нь эргэлдэгч коллектортой цахилгаан холболтыг хадгалдаг хөдөлгөөнгүй дамжуулагч материал юм. Ерөнхийдөө бал чулуу эсвэл нүүрстөрөгчөөр хийгдсэн сойз нь арматурын ороомог руу болон түүнээс гүйдэл дамжуулдаг.
Холхивч ба босоо ам
Иш нь арматурыг дэмжиж, эргэлтийг зөвшөөрдөг. Холхивч нь эргэлдэгч арматур болон хөдөлгөөнгүй бүрхүүлийн хоорондох үрэлтийг бууруулж, үр ашиг, эдэлгээг нэмэгдүүлдэг.
Буулт ба Польшууд
Буулт нь машины гаднах хүрээг бүрдүүлж, бүтцийн бүрэн бүтэн байдал болон соронзон урсгалын замыг хангадаг. Буулт нь талбайн ороомгийг зөөж, арматурын үүрээр нэгэн жигд соронзон оронг ойртуулдаг туйлуудыг бэхэлсэн байдаг.
DC моторын ажиллагаа
Үйл ажиллагааны зарчим
Тогтмол гүйдлийн моторууд нь соронзон орон доторх гүйдэл дамжуулагч нь хүчийг мэдэрдэг зарчмаар ажилладаг. Арматурын ороомог нь талбайн ороомгийн үүсгэсэн соронзон оронтой харилцан үйлчлэлцэж, эргэлт үүсгэдэг эргүүлэх хүчийг өгдөг гүйдлийг дамжуулдаг. Эргэлтийн чиглэлийг баруун гарын дүрмийг ашиглан тодорхойлж болно.
DC моторын төрлүүд
1. Шунт хөдөлгүүрүүд: Талбайн ороомог нь арматуртай зэрэгцээ холбогдсон байдаг. Тэдгээр нь янз бүрийн ачааллын дор харьцангуй тогтмол хурдаар тодорхойлогддог.
2. Цуваа хөдөлгүүр: Талбайн ороомгийг арматуртай цуваа холбосон байх. Эдгээр нь өндөр асаах эргүүлэх хүчийг өгдөг бөгөөд хүнд ачааллын өөрчлөлт шаарддаг хэрэглээнд тохиромжтой.
3. Нийлмэл мотор: Цуваа болон шунт хөдөлгүүрийн онцлогуудыг цуваа болон шунт талбайн ороомогтой хослуулсан. Эдгээр нь өргөн хүрээний хэрэглээнд тэнцвэртэй гүйцэтгэлийг хангадаг.
Хурдны хяналт
DC мотор дахь хурдны хяналтыг дараах янз бүрийн аргаар хийж болно:
– Арматурын хүчдэлийн хяналт: Арматурын ороомогт өгөгдсөн хүчдэлийг тохируулна.
– Хээрийн гүйдлийн хяналт: Соронзон урсгалыг өөрчлөхийн тулд талбайн ороомгоор дамжин өнгөрөх гүйдлийг тохируулах.
– Арматурын эсэргүүцлийн хяналт: Хувьсах резисторуудыг арматуртай цуваа холбож оруулах.
DC генераторын ажиллагаа
Үйл ажиллагааны зарчим
Тогтмол гүйдлийн генераторууд нь Фарадейгийн цахилгаан соронзон индукцийн хуульд үндэслэн механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Арматур нь соронзон оронгоор эргэлдэх үед цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) үүсдэг. Коллектор нь нэг чиглэлтэй (DC) гаралт үүсгэхийн тулд өдөөгдсөн цахилгаан хөдөлгөгч хүчийг залруулдаг.
DC генераторын төрлүүд
1. Тусдаа өдөөгддөг генераторууд: Талбайн ороомгийг гадаад эх үүсвэрээс тэжээдэг. Гаралтын хүчдэл нь ачааллын гүйдлээс хамааралгүй.
2. Өөрөө өдөөгддөг генераторууд: Талбайн ороомог нь генератороор өөрөө тэжээгддэг бөгөөд цаашид дараахь байдлаар ангилж болно:
– Шунт генераторууд: Талбайн ороомог нь арматуртай зэрэгцээ холбогдсон.
– Цуврал генераторууд: Талбайн ороомог нь арматуртай цуваа холбогдсон байна.
– Нийлмэл генераторууд: Гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд цуваа болон шунтын талбайн ороомогтой.
Хүчдэлийн зохицуулалт
Генераторын гүйцэтгэлд тогтвортой хүчдэлийн гаралтыг хадгалах нь чухал бөгөөд үүнийг дараах аргаар хийж болно.
– Хээрийн гүйдлийн зохицуулалт: Хээрийн ороомогоор дамжин өнгөрөх гүйдлийг тохируулах.
– Автомат хүчдэлийн зохицуулагч (AVR): Орчин үеийн тогтмол гүйдлийн генераторуудад хүчдэлийн нарийн хяналтыг хийхэд ашигладаг.
Хэрэглээ
Motors
– Аж үйлдвэрийн хэрэглээ: Туузан дамжуулагч, тогоруу, машин багаж хэрэгсэл.
– Тээвэр: Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, галт тэрэг, трамвай.
– Гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл: Сэнс, агааржуулагч, угаалгын машин.
генератор
– Зөөврийн цахилгаан хангамж: Тасралттай үед нөөц болон онцгой байдлын үед цахилгаанаар хангана.
– Сэргээгдэх эрчим хүчний системүүд: Нарны эрчим хүч хадгалах системүүд.
– Автомашин: Тээврийн хэрэгслийн батерейг цэнэглэх генераторууд.
Дүгнэлт
Тогтмол гүйдлийн машинууд нь орчин үеийн технологийн ландшафтын чухал хэсэг бөгөөд цахилгаан соронзонгийн зарчмуудыг ашиглан найдвартай, үр ашигтай эрчим хүчний хувиргалтыг бий болгодог. Тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсэг, үйл ажиллагаа, хэрэглээг ойлгох нь үйлдвэрлэлийн болон өдөр тутмын нөхцөлд тэдгээрийн мөнхийн ач холбогдлыг ойлгох боломжийг олгодог. Хөдөлгүүрт өндөр эргүүлэх хүчийг идэвхжүүлэхээс эхлээд генератороор дамжуулан тогтвортой эрчим хүчний хангамжийг хангах хүртэл тогтмол гүйдлийн машинууд янз бүрийн салбарт дэвшил гаргасаар байна.
