Отталкивание двигатель представляет собой тип электродвигателя , который работает на переменном токе (AC). Ранее он использовался в качестве тягового двигателя для электропоездов (например, электрические многоканальные агрегаты SR класса CP и SR класса SL ), но был заменен другими типами двигателей. Отталкивающие двигатели относятся к однофазным двигателям. В отталкивающих двигателях обмотки статора подключены непосредственно к источнику переменного тока, а ротор подключен к коммутатору и щеточному узлу, как и в случае постоянного тока.(Двигатель постоянного тока. [1]
Строительство [ править ]
У двигателя есть статор и ротор, но между ними нет электрического соединения, и ток ротора генерируется за счет индукции . Обмотка ротора соединена с коммутатором, который находится в контакте с парой короткозамкнутых щеток, которые можно перемещать для изменения их углового положения относительно воображаемой линии, проведенной через ось статора. Двигатель можно запускать, останавливать и реверсировать, а скорость можно изменять, просто изменяя угловое положение щеток.
Напряжение [ править ]
Большинство коллекторных двигателей ограничено напряжением около 1500 вольт, потому что более высокое напряжение увеличивает риск возникновения дуги на коммутаторе. Отталкивающие двигатели могут использоваться при более высоких напряжениях, поскольку цепь ротора электрически не подключена к источнику питания.
Принцип [ править ]
| Праздный | Короткое замыкание | Позиция для по часовой стрелке | Позиция для против часовой стрелки |
|---|---|---|---|
Отталкивающие двигатели основаны на принципе отталкивания двух магнитных полей . Рассмотрим двухполюсный двигатель с явным полюсом и вертикальной магнитной осью. Якорь соединен с коммутатором и щетками. Щетки замыкаются накоротко перемычкой с низким сопротивлением. Когда в обмотку возбуждения (статора) подается переменный ток, он индуцирует в якоре электродвижущую силу (ЭДС). Направление переменного тока таково, что он создает северный полюс вверху и южный полюс внизу. Направление наведенной ЭДС задается законом Ленца., согласно которому направление наведенной ЭДС противодействует причине, ее вызывающей. Индуцированная ЭДС индуцирует ток в проводниках якоря, и направление индуцированного тока зависит от положения щеток.
Стоп позиции [ править ]
- Ось кисти параллельна полю
Если ось щетки расположена вдоль направления магнитного поля, якорь ведет себя как электромагнит, и N-полюс формируется непосредственно под N-полюсом статора, а S-полюс формируется непосредственно над S-полюсом статора. статор. Чистый крутящий момент в этом состоянии равен нулю. Оба N-полюса отталкиваются друг от друга, а оба S-полюса отталкиваются. Две силы отталкивания находятся в прямом противодействии друг с другом, и поэтому крутящий момент не будет развиваться. В этом двигателе отталкивания это очень быстрый процесс.
- Ось кисти под прямым углом к полю
Если щетки смещены на 90 градусов, так что магнитная ось перпендикулярна оси щетки, происходит короткое замыкание катушек. Помимо катушек, подвергающихся короткому замыканию, напряжение, индуцированное в других катушках между клеммами щетки, нейтрализуется, и сетевое напряжение равно нулю. Поскольку наведенная ЭДС отсутствует, в цепи нет тока, и развиваемый крутящий момент снова равен нулю.
Позиции бега [ править ]
Если ось щетки смещена под углом к магнитной оси, на клеммах щетки индуцируется чистое напряжение, которое вызывает ток в якоре. Ток в цепи якоря будет создавать собственное магнитное поле с северным и южным полюсами, но в этом состоянии северный полюс не находится непосредственно под северным полюсом магнитной оси, а южный полюс не находится непосредственно над южным полюсом магнитной оси. магнитная ось. Полюса якоря немного смещены относительно полюсов статора. В этом состоянии N-полюс поля статора будет отталкивать N-полюс поля ротора, а S-полюс поля статора будет отталкивать S-полюс поля ротора, поэтому ротор начинает вращаться.
- Направление вращения
Направление вращения определяется положением щеток по отношению к магнитному полю статора. Если щетки смещены по часовой стрелке от главной магнитной оси, двигатель будет вращаться по часовой стрелке. Если щетки сдвинуты против часовой стрелки от главной магнитной оси, двигатель будет вращаться против часовой стрелки.
- Контроль крутящего момента и скорости
Пусковой момент отталкивающего двигателя определяется углом смещения щетки от главной магнитной оси. Максимальный крутящий момент достигается при смещении щетки на 45 градусов. Сдвиг щетки также можно использовать для управления скоростью отталкивающего двигателя.
Типы отталкивающих двигателей [ править ]
Типы отталкивающих двигателей перечислены ниже. Вероятно, что различные типы были разработаны для того, чтобы максимально приблизить характеристики крутящего момента / скорости двигателя к той услуге, которую он должен был предоставить.
Элиу Томсон [ править ]
Двигатель Элиху Томсона является оригинальным двигателем отталкивания и описан в разделе «Конструкция» выше.
Дери [ править ]
Двухполюсный мотор Deri | Четырехполюсный мотор Deri |
Двигатель Deri похож на двигатель типа Elihu Thomson, но имеет две пары короткозамкнутых щеток - одну неподвижную и одну подвижную. Это позволяет очень точно контролировать скорость.
Латур-Винтер-Эйхберг [ править ]
Это «компенсированный» отталкивающий двигатель, независимо разработанный Латуром и Винтер-Эйхбергом . Здесь также есть две пары кистей, но они закреплены под прямым углом друг к другу. Одна пара закорачивается, а другая пара питается переменным током переменного напряжения от ответвлений на вторичной обмотке небольшого трансформатора . Первичная обмотка трансформатора включена последовательно с обмоткой статора двигателя. Этот двигатель имеет такие же характеристики крутящего момента / скорости, что и обычный двигатель с последовательной обмоткой.
Аткинсон [ править ]
Двигатель Аткинсона имеет две обмотки статора, расположенные под прямым углом друг к другу. Регулировка скорости (переключением щеток) возможна от 75% ниже синхронной скорости до 10% выше. Пусковой крутящий момент примерно в 2,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке с удвоенным током полной нагрузки.
Отталкивание-старт индукционный прогон [ править ]
Они использовались там, где требовался высокий пусковой момент. Они начинались как отталкивающие двигатели, но когда они работали на значительной части полной скорости, щетки были подняты механически, и все стержни коммутатора были замкнуты накоротко, чтобы создать эквивалент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором .
Приложения [ править ]
Применения отталкивающих двигателей включали:
- Высокоскоростные лифты
- Электровозы
- Вентиляторы и насосы
- Печатные машины
- Текстильные машины
- Пленочные намоточные машины (плавная ручная регулировка скорости и направления может быть достигнута без сложной схемы)
См. Также [ править ]
- Двигатель переменного тока
- Электрический двигатель
- Универсальный мотор
Ссылки [ править ]
- ↑ The Electrical Year Book 1937, издательство Emmott and Company Limited, Манчестер, Англия, стр. 79–82.
