Motor eléctrico DC de corriente alterna. Entendemos los principios de funcionamiento de los motores eléctricos: las ventajas y desventajas de los diferentes tipos. Aplicaciones de los motores CC

Motor eléctrico corriente continua(DPT) son un mecanismo que convierte la energía eléctrica que se le suministra en rotación mecánica. El funcionamiento de la unidad se basa en el fenómeno. inducción electromagnética— un conductor colocado en un campo magnético se ve afectado por la fuerza en amperios: F = B*I*L, donde L es la longitud del conductor, I es la corriente que fluye a través del conductor, B es la inducción del campo magnético . este poder provoca la aparición de par, que puede utilizarse para algunos fines prácticos.

Los motores DC tienen las siguientes ventajas:

• Sencillez y fiabilidad del diseño.
• Ajuste casi lineal y características mecánicas, lo que garantiza facilidad de uso.
• Gran valor momento inicial.
• Dimensiones compactas (especialmente pronunciadas en motores de imanes permanentes).
• Posibilidad de utilizar el mismo mecanismo tanto en modo motor como generador.
• La eficiencia a plena carga suele ser entre un 1 y un 2% mayor que la de las máquinas asíncronas y síncronas, y a carga parcial la ventaja puede aumentar hasta un 15%.

La principal desventaja de estos dispositivos es alto precio su fabricación. También cabe destacar la necesidad de un mantenimiento periódico del conjunto conmutador-escobillas y una cierta limitación en la vida útil provocada por su desgaste, sin embargo, modelos modernos estas deficiencias se han nivelado casi por completo.

Vale la pena señalar que las características mecánicas y, por lo tanto, todos los indicadores de rendimiento, dependen en gran medida del diagrama de conexión del devanado de excitación. Hay cuatro en total:

Figura 1. Motores eléctricos asíncronos de la serie AIRE con condensador de trabajo. Métodos de excitación: a - independiente, b - paralelo, c - secuencial, d - mixto.

Áreas de aplicación de DPT

A pesar de que la gran mayoría redes electricas proporcionar voltaje alterno, Los motores eléctricos de CC se utilizan muy, muy ampliamente. De hecho, todos los accionamientos industriales que requieren un control preciso de la velocidad se implementan sobre la base del DPT. Además, coches electricos Debido a su eficiencia y alta densidad de potencia, los imanes permanentes se utilizan ampliamente en la industria de defensa.

Sin embargo, no debes pensar que no te has encontrado con estos mecanismos en persona. La ausencia de restricciones estrictas en el tamaño hace que a menudo no las notemos. Por ejemplo, en la industria automotriz solo se utilizan motores eléctricos de corriente continua y, a pesar de la diferencia de potencia, en todos los vehículos de transporte de mercancías y equipos especiales funcionan con 24 voltios, mientras que en los turismos su voltaje de funcionamiento es de 12 voltios. Recibir energía de batería o un generador, se encargan de posicionar los asientos, controlar los espejos, subir y bajar las ventanillas y mantener la temperatura deseada en el habitáculo.

Sin embargo, los motores eléctricos de CC pueden funcionar por sí solos. vehículos, y no se trata solo de juguetes mecánicos con batería de 12 voltios. Para sentir lo potentes que pueden ser estos dispositivos, basta con estar cerca de una persona que pasa. tren de cercanías, y la suavidad y precisión del control de velocidad queda claramente demostrada por la suave aceleración de los trolebuses.

Estos motores eléctricos se utilizan ampliamente en el transporte eléctrico (metro, trolebús, tranvía, transporte eléctrico de cercanías). ferrocarriles, locomotoras eléctricas) y en dispositivos de elevación (grúas eléctricas).

Independientemente del diseño, cualquier motor eléctrico está diseñado de la misma manera: dentro de una ranura cilíndrica en un devanado estacionario (estator), gira un rotor, en el que se excita un campo magnético que provoca la repulsión de sus polos del estator.

Mantener una repulsión constante requiere una nueva conmutación de los devanados del rotor, como se hace en los motores eléctricos con escobillas, o la creación de un campo magnético giratorio en el propio estator (un ejemplo clásico es un motor trifásico asíncrono).

Tipos de motores eléctricos y sus características.

La eficiencia y confiabilidad de los equipos dependen directamente del motor eléctrico, por lo que su selección requiere un enfoque serio.

Mediante un motor eléctrico la energía eléctrica se convierte en energía mecánica. La potencia, las revoluciones por minuto, el voltaje y el tipo de alimentación son los principales indicadores de los motores eléctricos. También, gran valor Tener indicadores de peso, tamaño y energía.

Los motores eléctricos tienen grandes ventajas. Así, en comparación con los motores térmicos de potencia comparable, los motores eléctricos tienen un tamaño mucho más compacto. Son perfectos para su instalación en áreas pequeñas, por ejemplo en equipamientos de tranvías, locomotoras eléctricas y máquinas herramienta para diversos fines.

Al utilizarlos no se desprende vapor ni productos de descomposición, lo que asegura la limpieza ambiental. Los motores eléctricos se dividen en motores DC y C.A., motores paso a paso, servomotores y motores lineales.

Los motores eléctricos de CA, a su vez, se dividen en síncronos y asíncronos.

• motores de corriente continua
  Se utilizan para crear accionamientos eléctricos ajustables con altas características dinámicas y de rendimiento. Estos indicadores incluyen una alta uniformidad de rotación y capacidad de recarga. Se utilizan para completar máquinas de fabricación de papel, teñido y acabado y manipulación de materiales, para equipos de polímeros, plataformas de perforación y unidades auxiliares de excavadoras. Se suelen utilizar para equipar todo tipo de vehículos eléctricos.
• 
  Tienen mayor demanda que los motores de CC. Se utilizan a menudo en la vida cotidiana y en la industria. Su producción es mucho más económica, el diseño es más sencillo y fiable y el funcionamiento es bastante sencillo. Casi todos los electrodomésticos están equipados con motores de CA. Se utilizan en lavadoras, campanas de cocina, etc. En las grandes industrias se utilizan para accionar máquinas herramienta, cabrestantes para mover cargas pesadas, compresores, bombas hidráulicas y neumáticas y ventiladores industriales.
• motores paso a paso
  Operar según el principio de transformación. impulsos electricos en movimiento mecánico de naturaleza discreta. La mayoría de las oficinas y equipo de computo equipado con ellos. Estos motores son muy pequeños pero muy productivos. A veces tienen demanda en determinadas industrias.
• Servomotores
  Se refiere a motores de corriente continua. Son de alta tecnología. Su trabajo se lleva a cabo mediante el uso de negativos. comentario. Este motor es particularmente potente y es capaz de desarrollar alta velocidad rotación del eje, que se ajusta mediante software de computadora. Esta función la hace popular en el equipamiento de líneas de producción y en máquinas industriales modernas.
• Motores lineales
  Tienen la capacidad única de realizar movimientos rectilíneos del rotor y el estator entre sí. Dichos motores son indispensables para el funcionamiento de mecanismos cuyo funcionamiento se basa en el movimiento hacia adelante y alternativo de los cuerpos de trabajo. El uso de un motor eléctrico lineal permite aumentar la confiabilidad y eficiencia del mecanismo debido a que simplifica significativamente su funcionamiento y elimina casi por completo la transmisión mecánica.
• Motores sincrónicos
  Son un tipo de motores eléctricos de CA. La frecuencia de rotación de su rotor es igual a la frecuencia de rotación del campo magnético en el entrehierro. Se utilizan para compresores, grandes ventiladores, bombas y generadores de CC, ya que funcionan a velocidad constante.
• motores asíncronos
  Además, pertenecen a la categoría de motores eléctricos de CA. La velocidad de rotación de su rotor difiere de la frecuencia de rotación del campo magnético creado por la corriente en el devanado del estator. Los motores asíncronos se dividen en dos tipos, según el diseño del rotor: de jaula de ardilla y de rotor bobinado. El diseño del estator es el mismo en ambos tipos, la única diferencia está en el devanado.

Los motores eléctricos son indispensables en mundo moderno. Gracias a ellos, el trabajo de las personas se facilita enormemente. Su uso ayuda a reducir el coste del esfuerzo humano y a hacer vida diaria mucho más cómodo.

Designación de serie del motor eléctrico:

• AIR, A, 4A, 5A, AD, 7АVER - motores eléctricos industriales generales con ajuste de potencia según GOST 51689-2000
• AIS, 6A, IMM, RA, AIS - motores eléctricos industriales generales con enlace de potencia según la norma europea DIN (CENELEC)
• AIM, AIML, 4VR, VA, AV, VAO2, 1VAO, 3V - motores eléctricos a prueba de explosiones
• AIU, VRP, AVR, 3AVR, VR: motores eléctricos para minería a prueba de explosiones
• A4, DAZO4, AOM, DAV, AO4 - motores eléctricos de alto voltaje

Signo de modificación del motor eléctrico:

• M - motor eléctrico modernizado (por ejemplo: ADM63A2U3)
• K - motor eléctrico con rotor bobinado (por ejemplo: 5ANK280A6)
• X - motor eléctrico con estructura de aluminio (por ejemplo: 5AMX180M2U3)
• E - motor eléctrico monofásico 220V (por ejemplo: AIRE80S2U3)
• N - motor eléctrico protegido con autoventilación (por ejemplo: 5AN200M2U3)
• F - motor eléctrico protegido con refrigeración forzada (por ejemplo: 5AF180M2U3)
• C - motor eléctrico con mayor deslizamiento (por ejemplo: AIRS180M4U3)
• B - motor eléctrico incorporado (por ejemplo: ADMV63V2U3)
• R - motor eléctrico con par de arranque aumentado (por ejemplo: AIRR180S4U3)
• P - motor eléctrico para accionar ventiladores en granjas avícolas (“gallinero”) (por ejemplo: AIRP80A6U2)

El diseño climático generalmente aceptado GOST se aplica a todo tipo de máquinas, instrumentos, motores eléctricos y otros productos técnicos. Transcripción completa las designaciones se dan a continuación.

La letra indica la zona climática.

• U - clima templado;
• T—clima tropical;
• CL - clima frío;
• M—clima marino moderado-frío;
• O - versión climática general (excepto mar);
• OM - versión marina climática general;
• B - versión para todo clima.

• 1 - al aire libre;
• 2 - bajo un dosel o en interiores, donde las condiciones sean las mismas que en el exterior, con excepción de la radiación solar;
• 3 - en interiores sin regulación artificial de las condiciones climáticas;
• 4 - interior con regulación artificial de las condiciones climáticas (ventilación, calefacción);
• 5 - en habitaciones con mucha humedad, sin regulación artificial de las condiciones climáticas.

Según el tipo de funcionamiento, estos motores se dividen en:

• motores sincrónicos;
• motores asíncronos;.

Según el número de fases, los motores son:

• monofásico
• bifásico
• trifásico

La diferencia fundamental es que en las máquinas síncronas el primer armónico de la fuerza magnetomotriz del estator se mueve con la velocidad de rotación del rotor (es por eso que el propio rotor gira a la velocidad de rotación del campo magnético en el estator), mientras que en las asíncronas En las máquinas existe y sigue habiendo una diferencia entre la velocidad de rotación del rotor y la velocidad de rotación del campo magnético en el estator (el campo gira más rápido que el rotor).

El rotor de dicho motor eléctrico es un cilindro de metal, en cuyas ranuras se presionan o vierten conductores conductores en ángulo con respecto al eje de rotación, y en los extremos del rotor están unidos mediante anillos en un todo. El campo magnético alterno del estator excita una contracorriente en el rotor, que se asemeja a una rueda de ardilla y, en consecuencia, un campo magnético que lo repele del estator.

Dependiendo del número de devanados del estator, un motor asíncrono puede ser:

• Monofásico- En este caso, la principal desventaja del motor es la imposibilidad de arrancar por sí solo, ya que el vector de la fuerza de repulsión pasa estrictamente por el eje de rotación. Para comenzar a funcionar, el motor requiere un empujón de arranque o la inclusión de un devanado de arranque separado, lo que crea un momento de fuerza adicional que desplaza su vector total con respecto al eje del inducido.
• Motor eléctrico bifásico tiene dos devanados en los que las fases se desplazan en un ángulo correspondiente al ángulo geométrico entre los devanados. En este caso, en el motor eléctrico se crea el llamado campo magnético giratorio (la disminución de la intensidad del campo en los polos de un devanado se produce sincrónicamente con su aumento en el otro). Un motor de este tipo es capaz de arrancar por sí solo, pero tiene dificultades para dar marcha atrás. Dado que el suministro de energía moderno no utiliza redes bifásicas, los motores eléctricos de este tipo se utilizan en redes monofásicas con la segunda fase conectada a través de un elemento desfasador (normalmente un condensador).
• Motor eléctrico asíncrono trifásico.- el tipo más avanzado de motor asíncrono, ya que contiene posibilidad de fácil inversa: cambiar el orden de encendido de los devanados de fase cambia la dirección de rotación del campo magnético y, en consecuencia, el rotor.

Los motores AC con escobillas se utilizan en los casos en los que se requiere obtener altas frecuencias rotación (los motores eléctricos asíncronos no pueden exceder la velocidad de rotación del flujo magnético en el estator, por ejemplo red industrial 50 Hz son 3000 rpm). Además, se benefician en el par de arranque (aquí es proporcional a la corriente, no a las revoluciones) y tienen una menor corriente de arranque, sobrecargando menos la red eléctrica durante el arranque. También facilitan el control de la velocidad.

La desventaja de estas ventajas es el elevado coste (requiere la fabricación de un rotor con un núcleo apilado, varios devanados y un colector, que además es más difícil de equilibrar) y una vida útil más corta. Además de la necesidad de reemplazo regular cepillos lavables, el propio conmutador se desgasta con el tiempo.

Un motor eléctrico síncrono tiene la particularidad de que el campo magnético del rotor no es inducido campo magnético estator, pero con su propio devanado conectado a una fuente de CC separada. Debido a esto, su frecuencia de rotación es igual a la frecuencia de rotación del campo magnético del estator, de donde proviene el término “síncrono”.

Al igual que un motor de CC, un motor síncrono de CA es reversible: cuando se aplica voltaje al estator, actúa como un motor eléctrico, cuando gira fuente externaél mismo comienza a excitar corriente alterna en los devanados de fase. El principal ámbito de uso de los motores eléctricos síncronos son los accionamientos de alta potencia. Aquí aumento de la eficiencia en comparación con los motores eléctricos asíncronos significa una reducción significativa de las pérdidas de electricidad.

Los motores síncronos también se utilizan en vehículos eléctricos. Sin embargo, para controlar la velocidad en este caso, potente convertidores de frecuencia, pero durante el frenado es posible devolver energía a la red.

Dado que la corriente continua no es capaz de crear un campo magnético cambiante, garantizar la rotación continua del rotor requiere una reconmutación forzada de los devanados o un cambio discreto en la dirección del campo magnético.

El más antiguo de métodos conocidos- este es el uso de un colector electromecánico. En este caso, el inducido del motor eléctrico tiene varios devanados multidireccionales conectados a las láminas del conmutador ubicadas en la posición adecuada con respecto a las escobillas. En el momento en que se enciende la alimentación, se produce un pulso en el devanado conectado a las escobillas, después de lo cual el rotor gira y se enciende un nuevo devanado en el mismo lugar con respecto a los polos del estator.

Dado que la magnetización del estator no cambia durante el funcionamiento de un motor con conmutador de CC, se pueden utilizar potentes imanes permanentes en lugar de un núcleo con devanados, lo que hará que el motor sea más compacto y ligero.

Estos motores con conjunto de escobillas-conmutador son:

• Coleccionista - dispositivo electrico, en el que el sensor de posición del rotor y el interruptor de corriente en los devanados son el mismo dispositivo: un conjunto de colector de escobillas.
• Sin escobillas- un sistema electromecánico cerrado que consta de un dispositivo síncrono con distribución sinusoidal del campo magnético en el espacio, un sensor de posición del rotor, un convertidor de coordenadas y un amplificador de potencia. Una opción más cara en comparación con los motores con escobillas.

El motor con conmutador no está exento de una serie de desventajas. Este:

• alto nivel de interferencia, tanto transmitida a la red de suministro al cambiar los devanados del inducido como excitada por las chispas de las escobillas;
• desgaste inevitable del conmutador y de las escobillas;
• aumento de ruido durante el funcionamiento.

Moderno electronica de potencia hizo posible deshacerse de estas deficiencias mediante el uso del llamado motor paso a paso: en él, el rotor tiene magnetización permanente y dispositivo externo cambia secuencialmente la dirección de la corriente en varios devanados del estator. De hecho, para un solo pulso de corriente, el rotor gira en un ángulo fijo (paso), de ahí el nombre de los motores eléctricos de este tipo.

Los motores paso a paso son silenciosos y también le permiten ajustar tanto el par (amplitud del pulso) como la velocidad (frecuencia) dentro del rango más amplio, y también se pueden revertir fácilmente cambiando el orden de las señales. Por este motivo, se utilizan mucho en servos y automatización, pero su potencia máxima está determinada por las capacidades de la fuente de alimentación. circuito de control, sin el cual motores paso a paso inoperante.

Motor eléctrico asíncrono monofásico.

El dispositivo es un motor eléctrico asíncrono en el que el estator tiene un solo devanado de trabajo. El equipo está diseñado para ser conectado a red monofásica C.A. La unidad se utiliza para completar sistemas de accionamiento para aplicaciones industriales y electrodomésticos baja potencia: bombas, máquinas, picadoras, exprimidores, picadoras de carne, ventiladores, compresores, etc.

Ventajas de este equipo:

• diseño sencillo;
• consumo económico de electricidad;
• versatilidad (el motor eléctrico monofásico se utiliza en muchas áreas industriales);
• nivel aceptable de vibración y ruido durante la operación;
• mayor vida útil;
• Resistencia a diversos tipos de sobrecargas.

Una ventaja aparte motores electricos monofasicos indicados por los fabricantes es la posibilidad de conectar la unidad a una red de 220 voltios. Gracias a esto, el dispositivo se puede utilizar no sólo en la producción, sino también para resolver los problemas cotidianos del hogar. Los motores eléctricos asíncronos monofásicos presentados son fáciles de conectar y no requieren especiales mantenimiento

Motor eléctrico asíncrono trifásico.

La unidad es un motor de CA asíncrono que consta de un rotor y un estator con tres devanados. El dispositivo está diseñado para conectarse a red trifásica C.A. Este motor eléctrico asíncrono encontró amplia aplicación en la industria: se utiliza a menudo para completar equipos potentes, como compresores, trituradoras, molinos y centrífugas. Además, la unidad está incluida en el diseño de muchos dispositivos de automatización y telemecánica, dispositivos médicos, así como diversas máquinas y sierras destinadas a su uso en condiciones domésticas.

Entre las ventajas de los dispositivos presentados cabe destacar:

• altos niveles de eficiencia y productividad;
• versatilidad (el motor eléctrico asíncrono trifásico se utiliza en diversos campos de actividad);
• bajo nivel de vibración y ruido durante el funcionamiento;
• cuerpo liviano, pero al mismo tiempo confiable y resistente al desgaste;
• cumplimiento de estrictos requisitos de las normas de calidad europeas.

Además, los motores eléctricos asíncronos trifásicos se caracterizan por su facilidad de instalación y su larga vida útil. Vale la pena señalar que en modelos de algunos fabricantes se puede instalar módulos adicionales según la petición del cliente. Por ejemplo, motores electricos trifasicos La serie BN puede equiparse con un sistema de refrigeración forzada, que garantiza una adecuada y trabajo efectivo unidad a baja velocidad.

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Los motores eléctricos son dispositivos en los que la energía eléctrica se convierte en energía mecánica. El principio de su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética.

Sin embargo, la forma en que interactúan los campos magnéticos, lo que hace que el rotor del motor gire, difiere significativamente según el tipo de tensión de alimentación: alterna o directa.

El principio de funcionamiento de un motor eléctrico de CC se basa en el efecto de repulsión de polos iguales de imanes permanentes y atracción de polos diferentes. La prioridad de su invención pertenece al ingeniero ruso B. S. Jacobi. Primero modelo industrial El motor DC fue creado en 1838. Desde entonces, su diseño no ha sufrido cambios fundamentales.

En los motores de CC de baja potencia, uno de los imanes existe físicamente. Se fija directamente al cuerpo de la máquina. El segundo se crea en el devanado del inducido después de conectarle una fuente de corriente continua. Para este fin se utiliza dispositivo especial– grupo colector-cepillo. El colector en sí es un anillo conductor unido al eje del motor. A él se conectan los extremos del devanado del inducido.

Para que se produzca el par, los polos del imán permanente del inducido deben intercambiarse continuamente. Esto debería ocurrir en el momento en que el polo cruza el llamado neutro magnético. Estructuralmente, este problema se soluciona dividiendo el anillo colector en sectores separados por placas dieléctricas. A ellos se conectan alternativamente los extremos de los devanados del inducido.

Para conectar el colector a la fuente de alimentación, se utilizan los llamados cepillos: varillas de grafito con alta conductividad eléctrica y un bajo coeficiente de fricción por deslizamiento.

Los devanados del inducido no están conectados a la red de suministro, sino que están conectados al reóstato de arranque a través de un conjunto de escobillas conmutador. El proceso de encendido de un motor de este tipo consiste en conectarlo a la red eléctrica y reducirlo gradualmente a cero. resistencia activa en la cadena de la armadura. El motor eléctrico enciende suavemente y sin sobrecarga.

Características del uso de motores asíncronos en un circuito monofásico.

A pesar de que el campo magnético giratorio del estator se obtiene más fácilmente a partir de una tensión trifásica, el principio de funcionamiento motor eléctrico asíncrono le permite trabajar desde monofásico, red doméstica, si se realizan algunos cambios en su diseño.

Para ello, el estator debe tener dos devanados, uno de los cuales es el devanado "de arranque". La corriente en él se desplaza en fase 90° debido a la inclusión de una carga reactiva en el circuito. Más a menudo para esto

El sincronismo casi completo de los campos magnéticos permite que el motor gane velocidad incluso con cargas importantes en el eje, que es lo que se requiere para el funcionamiento de taladros, martillos perforadores, aspiradoras, amoladoras o pulidoras de pisos.

Si se incluye uno ajustable en el circuito de suministro de dicho motor, entonces su frecuencia de rotación se puede cambiar sin problemas. Pero la dirección, cuando se alimenta desde un circuito de corriente alterna, nunca se puede cambiar.

Estos motores eléctricos son capaces de desarrollar velocidades muy altas, son compactos y tienen un par mayor. Sin embargo, la presencia de un conjunto de escobillas de conmutador reduce su vida útil: las escobillas de grafito se desgastan con bastante rapidez a altas velocidades, especialmente si el conmutador tiene daños mecánicos.

Los motores eléctricos tienen la eficiencia más alta (más del 80%) de todos los dispositivos creados por el hombre. Su invención a finales del siglo XIX puede considerarse un salto cualitativo en la civilización, porque es imposible imaginar la vida sin ellos. sociedad moderna Residencia en alta tecnología, pero aún no se ha inventado algo más eficaz.

Principio síncrono de funcionamiento de un motor eléctrico en vídeo.

En aquellas unidades donde sea necesario amplia gama Se utiliza el ajuste de velocidad. motor eléctrico CORRIENTE CONTINUA. Te permite alta precisión mantener la velocidad de rotación y realizar los ajustes necesarios.

Diseño de motores eléctricos DC.

El funcionamiento de este tipo de motores se basa en. Si un conductor por el que fluye una corriente eléctrica se coloca en un campo magnético, entonces, según , actuará sobre él una determinada fuerza.

Cuando un conductor cruza un campo magnético. líneas eléctricas, induce una fuerza electromotriz dirigida en dirección opuesta al movimiento actual. Como resultado, ocurre la reacción opuesta. La transformación tiene lugar energía eléctrica en mecánico con calentamiento simultáneo del conductor.

Toda la estructura del dispositivo consta de una armadura y un inductor, entre los cuales hay un espacio de aire. El inductor crea un campo magnético estacionario e incluye polos principales y adicionales fijados al marco. Los devanados de campo están situados en los polos principales y crean un campo magnético. Los polos adicionales contienen un devanado especial que mejora las condiciones de conmutación.

La armadura incluye un sistema magnético. Sus elementos principales son el devanado de trabajo colocado en las ranuras, láminas de metal separadas y un colector, con la ayuda del cual se suministra corriente continua al devanado de trabajo.

El colector tiene forma de cilindro y está montado en el eje del motor eléctrico. Los extremos del devanado del inducido están soldados a sus protuberancias. Corriente eléctrica Se retira del conmutador mediante escobillas montadas en soportes especiales y fijadas en una posición determinada.

Procesos básicos: arranque y frenado.

Cada motor de CC realiza dos procesos principales: arranque y frenado. Al comienzo del arranque, la armadura está estacionaria, el voltaje y la fuerza opuestas a la fem son iguales a cero. Con una resistencia de armadura insignificante, el valor de la corriente de arranque excede la corriente nominal aproximadamente 10 veces. Para evitar el sobrecalentamiento del devanado del inducido durante el arranque, se reóstatos de arranque. Con una potencia del motor de hasta 1 kilovatio, se realiza un arranque directo.

Los motores de CC utilizan varios métodos de frenado. Durante el frenado dinámico, el devanado del inducido se cortocircuita o se utiliza mediante resistencias. Este método proporciona la parada más precisa. El frenado regenerativo es el más económico. Aquí la dirección del FEM cambia a la inversa.

El frenado por conmutación inversa se realiza cambiando la polaridad de la corriente y el voltaje en el devanado del inducido, lo que permite crear un par de frenado efectivo.

¿Cómo funciona un motor de CC?

6.2. Diseño y principio de funcionamiento de un motor DC. Medios técnicos automatización y control

6.2. Diseño y principio de funcionamiento de un motor DC.

Como actuadores en muchos dispositivos de automatización: en dispositivos radioelectrónicos, ópticos, mecánicos y portátiles equipados fuentes autónomas energía eléctrica, Los motores de CC se utilizan ampliamente. Estos motores tienen un número beneficios frente a otros tipos de IE: linealidad de las características mecánicas (DMC), buenas propiedades de control, gran par de arranque, alta velocidad, amplio rango de potencia varios tipos DPT y buen peso y dimensiones.

Principal desventaja de estos motores es la presencia de un dispositivo conmutador de escobillas, que limita la vida útil del vehículo de motor y aumenta el coste de mantenimiento del vehículo de motor, introduce pérdidas adicionales, es una fuente de interferencias y prácticamente elimina la posibilidad de utilizar el Motor de motor en ambientes agresivos y explosivos.

6.2.1. diseño TED

Estructuralmente, el DPT consta de un estator (parte fija) y un rotor o armadura (parte giratoria) colocado dentro del estator. Se puede explicar un diseño simplificado de la máquina en la Fig. 61.

Estator Consiste en una estructura de acero 1, en cuya superficie interior se encuentran los polos principales, que consta de núcleos 2 y bobinas de campo 3. En la parte inferior del núcleo polar hay una pieza polar 4, que asegura la distribución deseada de la energía magnética. Inducción en el entrehierro de la máquina. En los lados de los extremos del bastidor se fijan protectores de cojinetes (no mostrados en la Fig. 61), en uno de los cuales se fijan portaescobillas con escobillas de metal y grafito 9.

Rotor(ancla) El DPT consta de un núcleo 5, un devanado de inducido 6, un colector 7 y un eje 8.

Centro La figura 5 es un cilindro fabricado con chapas estampadas de acero eléctrico, con un orificio para el eje del motor y con ranuras en las que se colocan los conductores del devanado del inducido.

Coleccionista 7 – un cilindro formado por placas de cobre de sección trapezoidal, aisladas eléctricamente entre sí y del eje del motor.

Devanado La armadura de la máquina es un sistema cerrado de conductores colocados y fijados en las ranuras del núcleo 5. Consta de secciones (bobinas), cuyas conclusiones están conectadas a dos placas colectoras. En las micromáquinas convencionales con un par de polos en el estator, el devanado del inducido es un devanado de bucle simple (esquema Fig. 62), durante cuya construcción los terminales de las secciones del devanado están conectados a dos placas colectoras adyacentes, y el número de Las secciones de bobinado y el número de placas colectoras del colector son los mismos.

Devanado, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 62, contiene 4 secciones, cada una de las cuales consta de lados activos 1, ubicados en las ranuras del núcleo y partes frontales 2, a través de las cuales los lados activos de las secciones se conectan entre sí y con las placas colectoras. Para que la EMF inducida en los lados activos de las secciones se sume, es necesario colocar los lados activos de una sección en las ranuras del núcleo, espaciados entre sí a una distancia de división de polos t . El rotor mostrado en la Fig. 6.1, tiene 8 conductores activos, con secciones formadas por los conductores 1 – 5, 2 – 6, 3 – 7 y 4 – 8.

6.2.2. Par electromagnético de DPT

Principio comportamiento DPT se basa en la interacción de la corriente de los conductores del devanado del inducido con el campo magnético de excitación, como resultado de lo cual actúa una fuerza electromecánica sobre cada conductor del devanado del inducido, y la totalidad de las fuerzas que actúan sobre todos los conductores activos del El devanado forma el par electromagnético de la máquina. Coloquemos un marco portador de corriente en el campo de un imán permanente. Arroz. 63.

Cada conductor portador de corriente colocado en el campo magnético de una máquina está sujeto a una fuerza electromagnética:

donde l es la longitud del conductor activo, B es la inducción en un punto dado del entrehierro, i es la corriente en el conductor. Deje que cada lado del marco contenga el número de ramas paralelas del devanado. 2a. Entonces, si a través de las escobillas de la máquina fluye una corriente Iya, llamada corriente de inducido, entonces a través de cada conductor del devanado de inducido fluye una corriente:

La totalidad de fuerzas que actúan sobre todo. norte Los conductores del marco conducen a la aparición del momento electromagnético resultante de la máquina:

.

Que el DPT en cuestión tenga 2p polos (en la mayoría de los casos en micromáquinas 2р = 2, es decir, el número de pares de polos pag = 1). La distancia alrededor de la circunferencia de la armadura entre los puntos medios de los polos adyacentes se llama división de polos. t. Es obvio que

Donde d es el diámetro del marco.

Porque el producto l*r es el área penetrada por el flujo magnético útil del polo F, entonces la magnitud de este flujo se puede determinar como F=V promedio *l*r.

Después de la sustitución obtenemos:

o ,

¿Dónde está la constante constructiva electromagnética de la máquina?

Por tanto, el par electromagnético desarrollado por el DPT es proporcional al flujo magnético F y a la corriente del inducido de la máquina Ii. Al girar el rotor (inducido), se debe cumplir la condición de igualdad de momentos:

M=M n +M p +M d,

donde M n es el momento de carga útil, Mp es el momento de pérdida y

- momento dinámico. El par dinámico es cero en condiciones estáticas, más de cero cuando el motor acelera y menos al frenar.

6.2.3. Fuerza electromotriz de DPT

Cuando el rotor DMT gira, se induce una FEM en cada conductor activo del devanado del inducido, cruzando las líneas del campo magnético de los polos normales a su superficie. La dirección del FEM está determinada por la regla de la mano derecha; la magnitud de la fem está determinada por la expresión

donde l es la longitud del conductor activo, B es la inducción en un punto dado del entrehierro, v es velocidad lineal Movimiento del conductor con respecto a las líneas de inducción normales a la superficie del rotor. En este caso, cuando el rotor gira, la FEM en cada conductor es una variable periódica en el tiempo.

La FEM del inducido de la máquina es igual a la suma algebraica de la FEM de los conductores que forman una rama paralela de la máquina. Cada rama paralela es un grupo de secciones conectadas en serie, en las que la corriente tiene el mismo sentido. Para un devanado de bucle simple, el número de ramas paralelas 2a siempre igual al número de polos 2p.

Por lo tanto, para una máquina bipolar, el devanado del inducido en relación con las escobillas tiene dos ramas paralelas, cuyas EMF en cuyos conductores se dirigen en consecuencia. A pesar de que a medida que gira el rotor, cada vez más conductores nuevos formarán ramas paralelas, la dirección de la FEM en los conductores, así como la dirección de la FEM total de la rama paralela o la FEM E de la armadura, permanece sin cambios con el mismo sentido de rotación del rotor.

Dado que el número de conductores activos de la rama paralela es muy grande, a pesar de la naturaleza pulsante de la FEM de cada uno de los conductores, la FEM total (E) permanece casi constante a una velocidad del rotor constante. En este caso, puede utilizar el valor de la inducción promedio en el entrehierro de la máquina Vsr y encontrar la EMF.