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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Elektromotoren. Gleichstrom-Elektromotoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren Gleichspannungs Motor bezeichnet eine elektrische Maschine, bei der sich die Erregerwicklung auf den Kernen der Pole befindet und mit Gleichstrom betrieben wird. Design Der magnetische Fluss verläuft vom Nordpol N durch den Anker zum Südpol S und von diesem durch das Joch wieder zum Nordpol. Auch die Kerne der Pole und des Jochs bestehen aus ferromagnetischen Materialien. Die elektrische Gleichstrommaschine besteht aus zwei Hauptteilen:
Auf Abb. 16.1 zeigt ein Strukturdiagramm einer Gleichstrommaschine.
Der Induktor besteht aus einem zylindrischen Rahmen 1 aus ferromagnetischem Material und Polen mit einer am Rahmen befestigten Erregerwicklung 2. Die Erregerwicklung erzeugt den Hauptmagnetfluss. Der magnetische Fluss kann durch am Rahmen montierte Permanentmagnete erzeugt werden. Der Anker besteht aus folgenden Elementen: Kern 3, Wicklung 4, in den Nuten des Kerns verlegt, Kollektor 5. Um die Verluste der Gleichstrommaschine an den Wirbelpunkten zu reduzieren, ist der Ankerkern aus voneinander isolierten Elektroblechen zusammengesetzt. Betrachten Sie den Betrieb einer Gleichstrommaschine an einem Modell (Abb. 16.2), bei dem 1 die Pole des Induktors, 2 der Anker, 3 die Leiter und 4 die Kontaktbürsten sind.
Die Leiter der Ankerwicklung befinden sich auf der Oberfläche des Ankers. Kontaktbürsten werden auf den Linien des geometrischen Neutralleiters platziert, die in der Mitte zwischen den Polen gezeichnet werden. Der Anker der Maschine dreht sich in die durch den Pfeil angegebene Richtung. Die Richtung der in den Leitern der Ankerwicklung induzierten EMK wird durch die Rechte-Hand-Regel bestimmt. Auf Abb. In Abb. 16.2 zeigt das Kreuz die von uns gerichtete EMF an, die Punkte zeigen die auf uns gerichtete EMF an. Die Leiter sind miteinander verbunden, so dass die EMF in ihnen addiert wird. Dazu wird das Ende des Leiters, das sich im Bereich eines Pols befindet, in Reihe mit dem Ende des Leiters geschaltet, das sich im Bereich des Pols entgegengesetzter Polarität befindet. Zwei in Reihe geschaltete Leiter bilden eine Windung bzw. eine Spule. Die EMF von Leitern, die sich in der Zone eines Pols befinden, ist unterschiedlich groß. Die größte EMF wird in dem Leiter induziert, der sich unter der Mitte des Pols befindet, wobei die EMF gleich Null ist – in dem Leiter, der sich auf der geometrischen Neutrallinie befindet. Wenn alle Wicklungsleiter nach einer bestimmten Regel in Reihe geschaltet sind, ist die resultierende EMK der Ankerwicklung Null, es fließt kein Strom in der Wicklung. Kontaktbürsten teilen die Ankerwicklung in zwei parallele Zweige. Im oberen Parallelzweig wird eine EMK einer Richtung induziert, im unteren Parallelzweig eine EMK der entgegengesetzten Richtung. Die von den Kontaktbürsten entfernte EMK ist gleich der Summe der elektromotorischen Kräfte der zwischen den Bürsten befindlichen Leiter. In parallelen Zweigen wirken die gleichen EMKs, die einander entgegengesetzt gerichtet sind. Arbeitsprinzip Die von den Kontaktbürsten entfernte EMK ist gleich der Summe der elektromotorischen Kräfte der zwischen den Bürsten befindlichen Leiter. In parallelen Zweigen wirken die gleichen EMKs, die einander entgegengesetzt gerichtet sind. Auf Abb. 16.3 zeigt das Ersatzschaltbild der Ankerwicklung.
Bei Anschluss an die Ankerwiderstandswicklung entstehen in Parallelzweigen die gleichen Ströme
wo ce - konstant. In echten elektrischen Gleichstrommaschinen wird ein spezielles Kontaktgerät verwendet – ein Kollektor. Der Kollektor ist auf derselben Welle wie der Ankerkern montiert und besteht aus separaten Kupferplatten, die voneinander und von der Ankerwelle isoliert sind. Jede der Platten ist mit einem oder mehreren Leitern der Ankerwicklung verbunden. Dem Kollektor sind feste Kontaktbürsten überlagert. Mit Hilfe von Kontaktbürsten wird die rotierende Ankerwicklung an das Gleichstromnetz oder an die Last angeschlossen. Unter Einwirkung einer an den Anker des Motors angelegten Spannung entsteht in der Ankerwicklung ein Strom Iя. Wenn der Strom mit dem Magnetfeld des Induktors interagiert, entsteht ein elektromagnetisches Drehmoment
wobei Cм - Koeffizient je nach Bauart des Motors. Auf Abb. In Abb. 16.4 zeigt schematisch einen Gleichstrommotor, der Ankerwicklungsleiter ist hervorgehoben.
Der Strom im Leiter ist von uns weg gerichtet. Die Richtung des elektromagnetischen Drehmoments wird durch die Linke-Hand-Regel bestimmt. Der Anker dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. In den Leitern der Ankerwicklung wird eine EMK induziert, deren Richtung durch die Rechte-Hand-Regel bestimmt wird. Diese EMK ist gegen den Ankerstrom gerichtet, man nennt sie Gegen-EMK. Im stationären Zustand beträgt das elektromagnetische Drehmoment Mem durch das entgegenwirkende Bremsmoment M ausgeglichen2 Drehmechanismus:
Auf Abb. 16.5 zeigt das Ersatzschaltbild der Ankerwicklung des Motors.
EMF ist dem Ankerstrom entgegengesetzt gerichtet. Nach dem zweiten Kirchhoffschen Gesetz
von wo
Gleichung (16.3) wird als Grundgleichung des Motors bezeichnet. Aus Gleichung (16.3) erhält man die Formeln:
Der magnetische Fluss Ф hängt vom Erregerstrom I abвin der Erregerwicklung erzeugt. Aus Formel (16.5) ist ersichtlich, dass die Drehzahl des Gleichstrommotors n2 kann wie folgt eingestellt werden:
Um die Drehrichtung des Motors in die Rückwärtsrichtung zu ändern (den Motor umzukehren), ist es notwendig, die Richtung des Stroms in der Anker- oder Induktorwicklung zu ändern. Autor: Koryakin-Chernyak S.L.
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durch Widerstand RH Strom fließt IЯ. Die EMF der Ankerwicklung ist proportional zur Drehfrequenz des Ankers n2 und der magnetische Fluss des Induktors Ф:
(16.1)
(16.2)
(16.3)
(16.4)
(16.5)
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