To'g'ridan-to'g'ri oqim mashinalari qanday ishlaydi
Doimiy tok (DC) mashinalari ko'plab elektr tizimlarining asosiy komponentlari bo'lib, elektr energiyasini mexanik energiyaga yoki aksincha aylantirishdagi samaradorligi va ishonchliligi bilan mashhur. Ular ikkita asosiy turda bo'ladi: DC motorlari va DC generatorlari. Ushbu mashinalarning qanday ishlashini tushunish elektromagnetizm tamoyillarini, ularning komponentlarini va ishlashini chuqur o'rganishni o'z ichiga oladi.
Faoliyatning asosiy tamoyillari
Elektromagnit induktsiya
Doimiy tok mashinasining funksionalligining asosi elektromagnit induksiya bo'lib, bu jarayon Faraday qonuni bilan tavsiflanadi. Ushbu qonunda aytilishicha, o'tkazgich magnit oqimi o'zgarganda unda kuchlanish paydo bo'ladi. Doimiy tok mashinalarida bu tamoyil motorlar va generatorlarga teskari qo'llaniladi:
– DC motorlar: Elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi. Statsionar maydon o'rashlari tomonidan hosil qilingan magnit maydon ichida tok armatura o'rashidan o'tganda, o'tkazgichlarga kuch ta'sir qiladi va armaturaning aylanishiga olib keladigan moment hosil qiladi.
– DC generatorlari: Mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradi. Armatura magnit maydon ichida mexanik ravishda aylantirilganda, u kuchning magnit chiziqlarini kesib o'tadi va o'tkazgichlarda elektromotor kuchini (EMF) keltirib chiqaradi.
Magnit maydonlari va armatura reaksiyasi
Ham motorlarda, ham generatorlarda maydon sargilari tomonidan hosil bo'lgan magnit maydonlar va armatura o'rtasidagi o'zaro ta'sir hal qiluvchi rol o'ynaydi. Armatura reaksiyasi armatura sargilaridagi tok tomonidan hosil bo'lgan magnit maydonning mashina ichidagi umumiy magnit maydonga ta'sirini anglatadi. Bu hodisa buzilishlarga olib kelishi va cho'tkalarda uchqun chiqishi kabi muammolarga olib kelishi mumkin, bu esa kompensatsiya sargilari yoki interpollar kabi dizayn mulohazalarini talab qiladi.
Asosiy tarkibiy qismlar
Armatura
Armatura mashinaning aylanadigan qismidir. U o'tkazgichlarni joylashtirish uchun teshiklari bo'lgan silindrsimon temir yadrodan iborat. Motorlarda u magnit maydon kuch ta'sir qiladigan tokni o'tkazadi; generatorlarda esa bu kuchlanish induksiyasining joyidir.
Dala o'rashlari
Dala o'rashlari ishlash uchun zarur bo'lgan magnit maydonni yaratadi. Ular tashqi doimiy tok manbai bilan ishlaydigan elektromagnitlar yoki kichikroq mashinalarda doimiy magnitlar bo'lishi mumkin. Dala o'rashlarini qo'zg'atish magnit oqimini va shu tariqa mashinaning ishlash xususiyatlarini sozlaydi.
Komutator
Kommutator - bu armatura sargilari ichidagi tok yo'nalishini vaqti-vaqti bilan o'zgartiradigan mexanik aylanuvchi kalit. U ishlab chiqarilgan moment (motorlarda) yoki induktsiyalangan kuchlanish (generatorlarda) bir xil yo'nalishda saqlanishini ta'minlaydi. Kommutator segmentlari bir-biridan va valdan izolyatsiya qilingan.
Brushes
Cho'tkalar - bu aylanuvchi kommutator bilan elektr aloqasini saqlab turuvchi statsionar o'tkazuvchan materiallar. Odatda grafit yoki ugleroddan yasalgan cho'tkalar armatura sargilariga va ulardan tok o'tkazadi.
Rulmanlar va mil
Val armaturani qo'llab-quvvatlaydi va uning aylanishiga imkon beradi. Podshipniklar aylanadigan armatura va statsionar korpus orasidagi ishqalanishni kamaytiradi, samaradorlik va uzoq umr ko'rishni oshiradi.
Yoke va Polyaklar
Bo'yinturuq mashinaning tashqi ramkasini hosil qiladi, strukturaviy yaxlitlikni va magnit oqimi uchun yo'lni ta'minlaydi. Bo'yinturuqka maydon o'rashlarini ko'taradigan va armatura uyalari orqali bir xil magnit maydonni taxmin qiladigan qutblar biriktirilgan.
DC motorlarining ishlashi
Ishlash printsipi
DC motorlari magnit maydon ichidagi tok o'tkazuvchi o'tkazgich kuchga duchor bo'lish printsipi asosida ishlaydi. Armatura o'rashlari maydon o'rashlari tomonidan yaratilgan magnit maydon bilan o'zaro ta'sir qiluvchi tokni o'tkazadi va aylanishga olib keladigan momentni beradi. Aylanish yo'nalishini o'ng qo'l qoidasi yordamida aniqlash mumkin.
DC motorlarning turlari
1. Shunt motorlari: Dala o'ramlari armatura bilan parallel ravishda ulangan. Ular o'zgaruvchan yuklar ostida nisbatan doimiy tezlik bilan tavsiflanadi.
2. Ketma-ket motorlar: Dala o'ramlari armatura bilan ketma-ket ulangan bo'lishi kerak. Ular yuqori ishga tushirish momentini ta'minlaydi va og'ir yuk o'zgarishlarini talab qiladigan ilovalar uchun mos keladi.
3. Murakkab motorlar: Ketma-ket va shuntli motorlarning xususiyatlarini ketma-ket va shuntli dala o'rashlari bilan birlashtiradi. Ular keng ko'lamli dasturlar uchun muvozanatli ishlashni ta'minlaydi.
Tezlikni boshqarish
DC motorlarida tezlikni boshqarish turli usullar bilan amalga oshirilishi mumkin, masalan:
– Armatura kuchlanishini boshqarish: Armatura sargilariga qo'llaniladigan kuchlanishni sozlaydi.
– Maydon tokini boshqarish: Magnit oqimini o'zgartirish uchun maydon o'rashlari orqali tokni sozlash.
– Armatura qarshiligini boshqarish: Armatura bilan ketma-ket ulangan o'zgaruvchan rezistorlarni kiritish.
DC generatorlarining ishlashi
Ishlash printsipi
DC generatorlari mexanik energiyani Faradayning elektromagnit induksiya qonuniga asoslanib elektr energiyasiga aylantiradi. Armatura magnit maydonda aylanganda, EMF induksiyalanadi. Kommutator bir tomonlama (DC) chiqish hosil qilish uchun induksiyalangan EMFni to'g'rilaydi.
DC generatorlarining turlari
1. Alohida qo'zg'aluvchan generatorlar: Dala o'rashlari tashqi manbadan quvvatlanadi. Chiqish kuchlanishi yuk oqimidan mustaqil.
2. O'z-o'zidan qo'zg'aluvchan generatorlar: Dala o'rashlari generatorning o'zi tomonidan quvvatlanadi va ularni quyidagilarga bo'lish mumkin:
– Shunt generatorlari: Dala o'rashlari armatura bilan parallel ravishda ulangan.
– Ketma-ket generatorlar: Dala o'rashlari armatura bilan ketma-ket ulangan.
– Murakkab generatorlar: Yaxshiroq ishlash uchun ketma-ket va shuntli maydon o'rashlariga ega.
Voltajni tartibga solish
Jeneratör ishlashi uchun barqaror kuchlanish chiqishini saqlab turish juda muhim va bunga quyidagilar orqali erishish mumkin:
– Dala tokini boshqarish: Dala o'rashlari orqali tokni sozlash.
– Avtomatik kuchlanish regulyatorlari (AVR): Zamonaviy doimiy tok generatorlarida aniq kuchlanishni boshqarish uchun ishlatiladi.
ilovalar
Motorlar
– Sanoat qo'llanmalari: Konveyer lentalari, kranlar va stanoklar.
– Transport: Elektr transport vositalari, poyezdlar va tramvaylar.
– Maishiy texnika: Ventilyatorlar, konditsionerlar va kir yuvish mashinalari.
generatorlar
– Koʻchma quvvat manbalari: uzilishlar paytida zaxira va favqulodda quvvat.
– Qayta tiklanadigan energiya tizimlari: Quyosh energiyasini saqlash tizimlari.
– Avtomobilsozlik: Batareyalarni zaryadlash uchun transport vositalaridagi alternatorlar.
Xulosa
DC mashinalari zamonaviy texnologik landshaftimizning muhim qismini tashkil etadi, ishonchli va samarali energiya konversiyasini ta'minlash uchun elektromagnetizm tamoyillaridan foydalanadi. Ularning tarkibiy qismlari, ishlashi va qo'llanilishini tushunish ularning sanoat va kundalik sharoitlarda doimiy ahamiyatini tushunishga imkon beradi. Dvigatellarda yuqori momentni yoqishdan tortib, generatorlar orqali barqaror elektr ta'minotini ta'minlashgacha, DC mashinalari turli sohalarda taraqqiyotni davom ettirmoqda.
