ما هي آلة DC: البناء وعملها

ما هي آلة DC: البناء وعملها

يمكن تصنيف آلة DC إلى نوعين هما محركات التيار المستمر وكذلك العاصمة مولدات كهرباء . معظم آلات التيار المستمر مكافئة لآلات التيار المتردد لأنها تحتوي على تيارات التيار المتردد وكذلك الفولتية فيها. ناتج آلة التيار المستمر هو خرج التيار المستمر لأنها تحول جهد التيار المتردد إلى جهد تيار مستمر. يُعرف تحويل هذه الآلية باسم المبدل ، وبالتالي تسمى هذه الآلات أيضًا باسم آلات التبديل. يتم استخدام آلة DC بشكل متكرر للمحرك. تشمل الفوائد الرئيسية لهذه الآلة تنظيم عزم الدوران بالإضافة إلى السرعة السهلة. ال تطبيقات آلة DC يقتصر على القطارات والمطاحن والمناجم. على سبيل المثال ، قد تستخدم عربات مترو الأنفاق ، وكذلك العربات ، محركات التيار المستمر. في الماضي ، كانت السيارات مصممة بدينامو DC لشحن بطارياتها.



ما هي آلة DC؟

آلة التيار المستمر هي جهاز لتغيير الطاقة الكهروميكانيكية. ال مبدأ العمل في العاصمة آلة هو عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر ملف داخل مجال مغناطيسي ، ثم تولد القوة المغناطيسية عزمًا يدور محرك التيار المستمر. يتم تصنيف آلات التيار المستمر إلى نوعين مثل مولد التيار المستمر وكذلك محرك التيار المستمر.


آلة DC

آلة DC





تتمثل الوظيفة الرئيسية لمولد التيار المستمر في تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية تيار مستمر ، بينما يقوم محرك التيار المستمر بتحويل طاقة التيار المستمر إلى طاقة ميكانيكية. ال محرك AC كثيرًا ما يستخدم في التطبيقات الصناعية لتغيير الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. ومع ذلك ، فإن محرك التيار المستمر قابل للتطبيق حيث يلزم تنظيم السرعة الجيد ومجموعة كبيرة من السرعات كما هو الحال في أنظمة المعاملات الكهربائية.

بناء آلة DC

يمكن أن يتم بناء آلة DC باستخدام بعض الأجزاء الأساسية مثل Yoke ، و Pole core & Pole shoes ، و Pole coil & Field coil ، و Armature core ، و Armature لفات الموصل ، والمبدل ، والفرش والمحامل. قليلا من ال أجزاء من آلة DC تمت مناقشته أدناه.



بناء آلة DC

بناء آلة DC

نير

اسم آخر للنير هو الإطار. تتمثل الوظيفة الرئيسية للنير في الماكينة في تقديم الدعم الميكانيكي المخصص للأعمدة وحماية الماكينة بأكملها من الرطوبة والغبار وما إلى ذلك. المواد المستخدمة في المقرن مصممة بحديد الزهر والفولاذ المصبوب أو الفولاذ المدلفن.

القطب والقطب الأساسية

إن قطب آلة التيار المستمر عبارة عن مغناطيس كهربائي ويتم لف الحقل بين القطب. عندما يتم تنشيط لف المجال ، يعطي القطب تدفقًا مغناطيسيًا. المواد المستخدمة في ذلك هي الفولاذ المصبوب والحديد الزهر وبخلاف ذلك العمود. يمكن أن يتم بناؤها مع رقائق الصلب الملدنة لتقليل انخفاض الطاقة بسبب التيارات الدوامية.


حذاء القطب

حذاء القطب في آلة DC هو جزء واسع وكذلك لتوسيع منطقة القطب. بسبب هذه المنطقة ، يمكن أن ينتشر التدفق داخل الفجوة الهوائية وكذلك يمكن تمرير التدفق الإضافي عبر الفضاء الجوي باتجاه المحرك. المواد المستخدمة في بناء الحذاء العمودي هي الحديد المصبوب بخلاف ذلك ، وتستخدم أيضًا تصفيح الصلب الملدن لتقليل فقد الطاقة بسبب التيارات الدوامة.

اللفات الميدانية

في هذا ، يتم إصابة اللفات في منطقة قلب القطب وتسمى باسم ملف المجال. عندما يتم توفير التيار من خلال لف المجال من الكهرومغناطيسية ، فإن الأقطاب التي تولد التدفق المطلوب. المواد المستخدمة في اللفات الميدانية هي النحاس.

المحرك الأساسية

يتضمن قلب المحرك عددًا كبيرًا من الفتحات داخل حافته. يقع موصل المحرك في هذه الفتحات. إنه يوفر مسار التردد المنخفض نحو التدفق المتولد مع لف الحقل. المواد المستخدمة في هذا اللب هي مواد ذات نفاذية منخفضة المقاومة مثل الحديد المصبوب. يستخدم التصفيح لتقليل الخسارة بسبب تيار الدوامة.

حديد التسليح لف

يمكن تشكيل ملف المحرك عن طريق ربط موصل المحرك. عندما يتم تشغيل ملف المحرك بمساعدة المحرك الرئيسي ، يتم تحفيز الجهد ، بالإضافة إلى التدفق المغناطيسي داخله. هذا اللف متحالف مع دائرة خارجية. المواد المستخدمة في هذا اللف هي مادة موصلة مثل النحاس.

العاكس

تتمثل الوظيفة الرئيسية للمبدل في آلة التيار المستمر في جمع التيار من موصل المحرك وكذلك تزويد التيار بالحمل باستخدام الفرشاة. كما يوفر عزم دوران أحادي الاتجاه لمحرك DC. يمكن بناء المبدل بعدد كبير من المقاطع في شكل حافة من النحاس المسحوب الصلب. الأجزاء الموجودة في المبدل محمية من طبقة الميكا الرقيقة.

الفرش

تقوم الفرش في آلة التيار المستمر بجمع التيار من المبدل وتزويده بالحمل الخارجي. تتآكل الفرشاة مع مرور الوقت لتفتيشها بشكل متكرر. المواد المستخدمة في الفرش هي الجرافيت وإلا الكربون في شكل مستطيل.

أنواع آلات التيار المستمر

يتم تصنيف إثارة آلة التيار المستمر إلى نوعين هما الإثارة المنفصلة ، وكذلك الإثارة الذاتية. في نوع الإثارة المنفصل لآلة التيار المستمر ، يتم تنشيط ملفات المجال بمصدر منفصل للتيار المستمر. في نوع الإثارة الذاتية لآلة التيار المستمر ، يتم توفير تدفق التيار في جميع أنحاء الملف الميداني مع الجهاز. يتم تصنيف الأنواع الرئيسية من آلات التيار المستمر إلى أربعة أنواع تشمل ما يلي.

  • جهاز DC متحمس بشكل منفصل
  • آلة تحويلة / تحويلة.
  • سلسلة آلة الجرح / سلسلة.
  • الجرح المركب / الآلة المركبة.

متحمس بشكل منفصل

في آلة DC ذات الإثارة المنفصلة ، يتم استخدام مصدر منفصل للتيار المستمر لتنشيط ملفات المجال.

تحويلة الجرح

في آلات تحويل التيار المستمر ، يتم ربط ملفات المجال بالتوازي من خلال المحرك . نظرًا لأن مجال التحويل يحصل على جهد التيار الكهربائي الكامل للمولد بخلاف جهد إمداد المحرك ، فإنه عادة ما يكون مصنوعًا من عدد كبير من لفات الأسلاك الدقيقة مع حمل تيار مجال صغير.

سلسلة الجرح

في آلات DC ذات الجرح المتسلسل ، يتم تحالف الملفات الميدانية في سلسلة من خلال المحرك. نظرًا لأن لف الحقل المتسلسل يحصل على تيار المحرك ، بالإضافة إلى أن تيار المحرك ضخم ، نظرًا لهذا ، فإن لف سلسلة الحقل تتضمن بعض التقلبات من الأسلاك في منطقة المقطع العرضي الكبيرة.

الجرح المركب

تتضمن الآلة المركبة كلاً من السلسلة بالإضافة إلى حقول التحويل. يتم تنفيذ اللفات مع كل عمود آلة. تتضمن سلسلة لفات الماكينة عددًا قليلاً من التقلبات في منطقة مقطع عرضي ضخمة ، بالإضافة إلى لفات التحويل ، والتي تتضمن العديد من لفات الأسلاك الدقيقة.

يمكن توصيل الآلة المركبة بطريقتين. إذا كان مجال التحويل متحالفًا بالتوازي مع المحرك فقط ، فيمكن تسمية الآلة باسم `` آلة التحويلة القصيرة المركبة '' وإذا كان حقل التحويل متحالفًا بشكل متوازٍ مع كلٍّ من المحرك والحقل التسلسلي ، تسمى الآلة باسم 'آلة التحويلة الطويلة المركبة'.

معادلة EMF لآلة DC

ال آلة DC e.m.f يمكن تعريفه على أنه عندما يدور المحرك في آلة التيار المستمر ، يمكن توليد الجهد داخل الملفات. في المولد ، يمكن تسمية e.m.f للدوران بـ emf المتولد ، و Er = Eg. في المحرك ، يمكن استدعاء emf للدوران على أنه عداد أو emf خلفي ، و Er = Eb.

لنفترض أن Φ هو التدفق المفيد لكل قطب داخل webers

P هو العدد الإجمالي للأعمدة

z هو العدد الإجمالي للموصلات داخل المحرك

n هي سرعة دوران المحرك في الثورة لكل ثانية

ا هو لا. من الممر الموازي في جميع أنحاء المحرك بين فرش القطبية المعاكسة.

Z / A هو لا. من موصل المحرك داخل سلسلة لكل ممر متوازي

نظرًا لأن التدفق لكل عمود هو 'Φ' ، فإن كل موصل يقطع تدفق 'PΦ' خلال ثورة واحدة.

الجهد الناتج لكل موصل = تدفق مائل لكل ثورة في WB / الوقت المستغرق لثورة واحدة في غضون ثوانٍ

مع اكتمال الثورات 'n' في غضون ثانية واحدة وستكتمل ثورة واحدة في غضون 1 / n ثانية. وبالتالي فإن وقت ثورة المحرك الواحد هو 1 / n ثانية.

القيمة المعيارية للجهد المنتج لكل موصل

p Φ / 1 / n = np Φ فولت

يمكن تحديد الجهد الناتج (E) برقم موصلات حديد التسليح ضمن السلسلة I أي ممر واحد بين الفرش ، وبالتالي ، يتم إنتاج الجهد بالكامل

E = الجهد القياسي لكل موصل x لا. من الموصلات ضمن سلسلة لكل حارة

E = n.P.Φ x Z / A.

المعادلة أعلاه هي e.m.f. معادلة آلة التيار المستمر.

آلة DC مقابل آلة AC

يشمل الفرق بين محرك التيار المتردد ومحرك التيار المستمر ما يلي.

محرك AC

محرك بتيار مستمر

محرك التيار المتردد هو جهاز كهربائي يتم تشغيله من خلال تيار مترددمحرك DC هو نوع واحد من المحركات الدورانية المستخدمة لتغيير الطاقة من DC إلى ميكانيكي.
يتم تصنيفها إلى نوعين مثل المحركات المتزامنة والحثية.هذه المحركات متوفرة في نوعين مثل الفرش ومحركات الفرش.
مصدر الإدخال لمحرك التيار المتردد هو تيار متناوبمصدر الإدخال لمحرك التيار المستمر هو تيار مباشر
في هذا المحرك ، لا توجد فرش وأجهزة تبديل.في هذا المحرك ، توجد فرش الكربون والمحولات.
تكون مراحل توريد المدخلات لمحركات التيار المتردد أحادية وثلاثية الطورمراحل توريد المدخلات لمحركات التيار المستمر هي مرحلة واحدة
خصائص المحرك لمحركات التيار المتردد هي المحرك غير نشط بينما يتحول المجال المغناطيسي.خصائص المحرك لمحركات التيار المستمر هي أن المحرك يدور بينما يظل المجال المغناطيسي غير نشط.
لديها ثلاث محطات إدخال مثل RYB.لها طرفي إدخال مثل الموجب والسالب
يمكن التحكم في سرعة محرك التيار المتردد عن طريق تغيير التردد.يمكن التحكم في سرعة محرك التيار المستمر عن طريق تغيير تيار ملف المحرك
تكون كفاءة محرك التيار المتردد أقل بسبب الخسارة في تيار الحث وانزلاق المحرك.كفاءة محرك DC عالية لأنه لا يوجد تيار تحريضي وكذلك انزلاق
لا يتطلب أي صيانةيتطلب صيانة
تُستخدم محركات التيار المتردد في أي مكان تتطلب سرعة عالية وعزم دوران متغير.تُستخدم محركات التيار المستمر في أي مكان تتطلب سرعة متغيرة وعزم دوران مرتفع.
من الناحية العملية ، يتم استخدام هذه في الصناعات الكبيرةمن الناحية العملية ، يتم استخدام هذه في الأجهزة

خسائر في آلة DC

نحن نعرف ذلك الوظيفة الرئيسية لآلة التيار المستمر هو تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية . خلال طريقة التحويل هذه ، لا يمكن تحويل طاقة الإدخال بالكامل إلى طاقة خرج بسبب فقدان الطاقة بأشكال مختلفة. قد يتغير نوع الخسارة من جهاز إلى آخر. ستؤدي هذه الخسائر إلى تقليل كفاءة الجهاز بالإضافة إلى زيادة درجة الحرارة. يمكن تصنيف خسائر طاقة آلة التيار المستمر إلى خسائر كهربائية ، وإلا فقد النحاس ، وخسائر أساسية ، وإلا فقد الحديد ، والخسائر الميكانيكية ، وخسائر الفرشاة ، وخسائر الحمل الضالة.

مزايا آلة العاصمة

تشمل مزايا هذه الآلة ما يلي.

  • تتمتع آلات التيار المستمر مثل محركات التيار المستمر بمزايا مختلفة مثل عزم بدء التشغيل مرتفع ، وعكس ، وسرعة بدء التشغيل والتوقف ، وسرعات قابلة للتغيير من خلال إدخال الجهد
  • يتم التحكم فيها بسهولة كما أنها أرخص مقارنةً بالتيار المتردد
  • التحكم في السرعة جيد
  • عزم الدوران مرتفع
  • العملية سلسة
  • خالية من التوافقيات
  • التركيب والصيانة سهل

تطبيقات آلة DC

في الوقت الحاضر ، يمكن توليد الطاقة الكهربائية بكميات كبيرة على شكل تيار متردد (تيار متردد). لذلك ، فإن استخدام آلات التيار المستمر مثل المحركات والمولدات ومولدات التيار المستمر محدودة للغاية لأنها تستخدم بشكل أساسي لتوفير الإثارة لمجموعة صغيرة ومتوسطة من المولدات. في الصناعات ، تُستخدم آلات التيار المستمر في عمليات مختلفة مثل اللحام والتحليل الكهربائي وما إلى ذلك.

بشكل عام ، يتم إنشاء التيار المتردد وبعد ذلك ، يتم تغييره إلى DC بمساعدة المقومات. لذلك يتم منع مولد التيار المستمر من خلال مصدر تيار متردد يتم تصحيحه لاستخدامه في العديد من التطبيقات. تُستخدم محركات التيار المستمر بشكل متكرر مثل محركات السرعة المتغيرة وحيث تحدث تغييرات في عزم الدوران الشديد.

يتم استخدام تطبيق آلة DC كمحرك من خلال التقسيم إلى ثلاثة أنواع مثل Series و Shunt & Compound بينما يتم تصنيف تطبيق آلة التيار المستمر كمولد إلى مولدات متحمسة وسلسلة ومولدات تحويلية منفصلة.

وبالتالي ، كل هذا يتعلق بأجهزة التيار المستمر. من المعلومات المذكورة أعلاه ، أخيرًا ، يمكننا أن نستنتج أن آلات التيار المستمر هي مولد تيار مستمر محرك بتيار مستمر . يعد مولد التيار المستمر مفيدًا بشكل أساسي لتزويد مصادر التيار المستمر بآلة التيار المستمر في محطات الطاقة. بينما يقود محرك DC بعض الأجهزة مثل المخارط ، والمراوح ، ومضخات الطرد المركزي ، والمكابس ، والقاطرات الكهربائية ، والرافعات ، والرافعات ، والناقلات ، وطواحين الدرفلة ، والعربة الآلية ، وآلات الثلج ، وما إلى ذلك ، إليك سؤال لك ، ما هو تخفيف في آلة العاصمة؟