Podstawowa strukturaStanowisko do testowania silników prądu stałego
Mocowanie magnesu + obrót cewki + szczotka elektryczna
Wyjściowy moment obrotowy silnika prądu stałego można osiągnąć poprzez siłę elektromagnetyczną między strumieniem magnetycznym magnesu trwałego a prądem twornika. Na stojanie znajduje się magnes, a na wirniku cewka (twornik). Szczotki elektryczne mogą przepuszczać prąd przez cewki, a komutatory mogą zapewnić ciągły wyjściowy moment obrotowy.
Silniki prądu stałego z magnesami trwałymi w pojazdach elektrycznych wykorzystują magnesy do generowania pola magnetycznego i są zwykle stosowane w małych urządzeniach. Silnik tego typu nie może regulować strumienia magnetycznego, ale może osiągnąć wyjściowy moment obrotowy poprzez regulację prądu cewki.
Konstrukcja 8-biegunowego silnika z 12 gniazdami składa się z ułożonych w stos tworników i cewek twornika wykonanych z cienkich płytek ze stali krzemowej. Przyjęcie skośnej struktury rowka w celu zmniejszenia momentu obrotowego szczeliny zęba spowodowanego różnicą oporu magnetycznego w segmencie szczeliny zęba. Cewka twornika jest połączona z prostownikiem i zasilana jest prądem stałym za pomocą szczotek elektrycznych. Ponadto magnesy trwałe są rozmieszczone i zamocowane wewnątrz jarzma. Silnik prądu stałego typu DC Silnik prądu stałego napędzany jest prądem stałym, który jest wytwarzany poprzez wymianę magnesów trwałych na cewki wzbudzające (DC). Ten typ silnika elektrycznego można z grubsza podzielić na trzy kategorie:
Oddzielnie wzbudzony silnik elektryczny: twornik i cewka wzbudzenia są niezależne.
Silnik o wzbudzeniu równoległym: Cewka twornika jest połączona równolegle z cewką wzbudzenia i zasilana z tego samego źródła zasilania.
Silnik wzbudzony-serii C: twornik i cewka wzbudzenia są połączone szeregowo, a prąd jest taki sam. „F” to cewka wzbudzenia
Podstawowa metoda obliczeniowa wydajnościStanowisko do testowania silników prądu stałego
Napięcie na zaciskach silnika elektrycznego V:
Gdzie E jest odwrotną siłą elektromotoryczną, a Ia jest prądem twornika; Ra jest sumą reaktancji cewki twornika i rezystancji styku szczotki. Dodatkowo skorzystaj z poniższego wzoru, aby obliczyć odwrotność EME i momentu obrotowego τ.
K1 i K2 to stałe proporcjonalne, n to prędkość obrotowa; Φ jest strumieniem magnetycznym (Wb) każdej elektrody. Prędkość obrotową n można obliczyć ze wzoru:
Właściwości mechaniczne silników
We wzorze prędkość kątowa ω=2 π n (rad/s).
Podstawowa wydajność wzbudzonego silnika prądu stałego
Zależność momentu obrotowego od prędkości
Zawiera silnik prądu stałego wzbudzany oddzielnie z magnesami trwałymi, którego oś podłużna reprezentuje moment obrotowy silnika, a oś poprzeczna reprezentuje prędkość i kontroluje stały prąd twornika. Wspomniana tutaj prędkość podstawowa odnosi się do szybkości, z jaką rośnie prędkość, napięcie pozostaje stałe, a moc osiąga maksimum przy znamionowym momencie obrotowym. Przed osiągnięciem prędkości podstawowej można uzyskać duży moment obrotowy. Ponadto, gdy prędkość silnika elektrycznego jest wyższa niż prędkość podstawowa, moment obrotowy również odpowiednio się zmniejszy.
Wpływ momentu obrotowego na prędkość podstawową
Gdy prędkość będzie większa od prędkości bazowej, napięcie na zacisku znacznie spadnie, a następnie pod wpływem słabego pola magnetycznego prędkość obrotowa wzrośnie. Silniki z magnesami trwałymi nie są podatne na wytwarzanie słabych pól magnetycznych i są napędzane wyłącznie stałym momentem obrotowym. W równaniu proporcjonalna zależność między momentem obrotowym a prądem twornika jest taka sama, gdy strumień magnetyczny jest stały. Kontrolując prąd twornika, można osiągnąć kontrolę momentu obrotowego. Zmniejsz strumień magnetyczny o połowę i moment obrotowy o połowę. Ze wzoru 4 wynika, że gdy napięcie na zaciskach i prąd twornika są stałe, a prędkość obrotowa podwaja się, moc silnika pozostaje niezmieniona.
Podstawowa wydajność silnika prądu stałego wzbudzonego równolegle
Tak jak on napędza silnik
Silnik o wzbudzeniu równoległym i silnik o wzbudzeniu odrębnym są w zasadzie takie same. Przy projektowaniu obwodów sterujących należy zwrócić uwagę na zapobieganie zakłóceniom pomiędzy cewkami wzbudzenia i twornika.
Podstawowa wydajność silnika prądu stałego wzbudzonego szeregowo
Prąd twornika żelaznego=prąd uzwojenia
Prąd cewki wzbudzenia i cewki twornika silnika ze wzbudzeniem szeregowym jest taki sam, więc prądu cewki nie można kontrolować oddzielnie, tak jak w przypadku silnika o wzbudzeniu osobnym i silniku o wzbudzeniu równoległym. Zależność między prędkością obrotową a momentem obrotowym silnika ze wzbudzeniem szeregowym. Jak wspomniano wcześniej, silnik wzbudzony szeregowo może sterować tylko jednym napięciem przy różnych napięciach.