DC tsav: lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev txiav txim. DC tsav: lub ntaus ntawv

Ua ntej ntawm tag nrho cov yees nyob rau hauv lub xyoo pua puv 19 rotating fais tshuab yog ib tug DC tsav. Lub hauv paus ntsiab lus ntawm cov lag luam uas nws twb tau lub npe hu txij thaum lub nruab nrab ntawm lub xeem tiam mus rau lub sij hawm tam sim DC motors (DPT) ntxiv rau siab ntso ua hauj lwm rau tus neeg, qhov chaw nyob rau hauv tsab ntawv tsa suab ib tug ntau yam uas pab tau cov cav tov thiab mechanisms.

Tus thawj DPT

Pib los ntawm lub 30s ntawm lub xyoo pua puv 19 nyob rau hauv lawv txoj kev loj hlob lawv tau ploj mus los ntawm ob peb theem. Qhov tseeb yog tias txog rau thaum xaus ntawm lub xyoo pua xeem engine Alternators tsuas qhov chaw ntawm lub hwj chim yog ib tug galvanic cell. Yog li ntawd, tag nrho cov thawj electric motors yuav tsuas khiav rau direct tam sim no.

Yuav ua li cas yog cov thawj DC tsav? Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm cov ntaus ntawv thiab tshuab yog tab tom ua nyob rau hauv thawj ib nrab ntawm cov xyoo pua puv 19, yog raws li nram no. Lub ntsiab teb yog ib tug taag set ntawm mus tas li cov hlau nplaum los yog electromagnets pas nrig, tsis muaj ib tug general kaw sib nqus Circuit Court. Salient-ncej armature tsim ob peb cais pas nrig hlau nplaum rau ib qho axis, uas tau tsav los ntawm lub qias neeg thiab txaus nyiam rog mus rau lub ncej ntawm lub inductor. Raug cov neeg sawv cev ntawm lawv twb xyaw W. Ricci (Hlis Ntuj xyoo 1833) thiab B. Jacoby (1834) nruab nrog txhua yam keyboards tam sim no nyob rau hauv lub electromagnets nrog lub armatures rooj noj hu nyob rau hauv lub Circuit Court ntawm lub armature winding.

Raws li lub cav khiav Jacobi

Yuav ua li cas yog no tshuab paus ntsiab lus ntawm lub lag luam? Cav Jacobi qhov tam sim no thiab nws analogs muaj pulsating electromagnetic torque. Thaum lub sij hawm lub sij hawm ntawm convergence ntawm opposite ncej ntawm lub armature thiab cov inductor los ntawm sib nqus attraction quab yuam lub cev muaj zog torque sai sai mus txog ib tug tshaj plaws. Ces, thaum tus ncej qhov chaw ntawm lub armature opposite tug ntawm cov inductor, ib tug txhua yam hloov thiab ua txhaum lub tam sim no nyob rau hauv lub electromagnets ntawm lub armature. Torque dauv rau zero. Vim lub inertia ntawm lub armature thiab cov uas tau tsav mechanism thauj tog rau nkoj tug tawm los ntawm nyob rau hauv lub inductor tug, nyob rau ntawm no taw tes rau hauv lawv los ntawm tus tes hloov qhov tam sim no yog nkag rau hauv kev coj rov qab, lawv polarity kuj ntxeev, thiab tus quab yuam ntawm lub ntiajteb txawj nqus mus rau qhov ze ncej ntawm lub inductor yog hloov los ntawm ib tug qias neeg quab yuam. Yog li, lub cev muaj zog rotates Jacobi successive shocks.

Nws zoo nkaus li annular thauj tog rau nkoj

Thaum cov tub ntxhais ntawm lub armature solenoids engine Jacobi tam sim no tsis tseg muab tua, lawv tsim ib tug sib nqus teb xwb, thiab nws lub zog yog hloov mus rau hauv tshav kub losses nyob rau hauv lub windings. Yog li, lub electromechanical hloov dua siab tshiab tam sim no hwj chim qhov twg los armature (electrochemical cell) mus rau hauv cov neeg kho tshuab tshwm sim nyob rau ntawd intermittently. Yuav tsum tau kaw nrog ib tug tas mus li lub cev muaj zog winding tam sim no uas yuav ntws lossi thaum lub sij hawm lub sij hawm tag nrho ntawm nws cov lag luam.

Thiab xws fuhtufn yog tsim los pab nyob rau hauv 1860. Ib tug Pachinotti. Yuav ua li cas yog txawv los ntawm nws cov predecessors DC tsav? Lub hauv paus ntsiab lus ntawm cov lag luam ntawm lub cav thiab lub ntaus ntawv Pachinotti nram qab no. Raws li anchors nws siv ib tug steel nplhaib nrog spokes tsau rau ib ntsug ncej. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, lub thauj tog rau nkoj tsis muaj salient tug. Nws los ua neyavnopolyusnym.

armature kauj Winding tau lub qhov txhab ntawm lub spokes ntawm lub nplhaib, qhov xaus ntawm uas yog kev cob cog rua nyob rau hauv series rau lub thauj tog rau nkoj, thiab los ntawm cov ntsiab lus ntawm kev twb kev txuas ntawm txhua ob coils tau ua kais kev cob cog rua rau collector daim hlau txheej txheem raws ncig ntawm lub qab ntawm lub cev muaj zog ncej, tus xov tooj uas sib npaug rau hauv lub xov tooj ntawm coils. Tag nrho armature kaw rau nws tus kheej thiab serial kev twb kev txuas cov ntsiab lus ntawm nws cov coils yog kev cob cog rua rau ib sab collector phiaj, uas yog xaub rau ib tug khub tam sim no mov chais.

Lub annular thauj tog rau nkoj tau raug muab tso rau nruab nrab ntawm cov ncej ntawm ob tsau electromagnets inductor-stator, yog li ntawd tus kab ntawm kev quab yuam tsim los ntawm lawv excitation magnetic teb muaj nyob rau hauv tus txheej cylindrical nto ntawm lub cev muaj zog armature nyob rau sab qaum teb ncej excitation dhau los ntawm lub annular armature, tsis tau tsiv mus rau hauv sab hauv ntawm nws lub qhov, thiab los nyob rau hauv sab qab teb ncej.

Raws li lub cav khiav Pachinotti

Yuav ua li cas nws muaj ib txoj ntsiab cai ntawm kev txiav txim? DC tsav Pachinotti ua hauj lwm nyob rau hauv tib txoj kev raws li niaj hnub DPT.

Lub magnetic teb ntawm inductor tug nrog polarities no yeej ib txwm tau ib tug tej yam muaj pes tsawg tus ntawm conductors ntawm cov armature winding tam sim no nrog rau qhov kev taw qhia, nyob rau lub inductor nyob rau hauv qhov sib txawv ncej ntawm lub armature tam sim no cov kev taw qhia tau ntxeev. Qhov no twb tiav los ntawm ib tse nrog koj tam sim no mov chais, uas ua raws li txhuam, nyob rau hauv qhov chaw ntawm lub ncej ntawm lub inductor. Yog li ntawd armature instantaneous tam sim no ntws mus rau lub kauj los ntawm cov menyuam, cov collector phaj thiab sib raug zoo thereto ub, uas yog tseem nyob rau hauv qhov chaw ntawm lub tug, ces ntws nyob rau hauv opposite qhia raws ob poluobmotkam-ceg, thiab thaum kawg ntws los ntawm cov ceg kab, ib tug collector phaj thiab lub menyuam nyob rau hauv lwm interpolar luv. Nyob rau hauv ua li ntawd, lub kauj thauj tog rau nkoj nyob rau hauv lub ncej ntawm lub inductor hloov, tab sis lub coj ntawm tam sim no txaus tseem unchanged nyob rau hauv lawv.

Los ntawm Ampere tus cai lij choj, rau txhua neeg xyuas pib ntawm lub armature kauj nrog tus tam sim no nyob rau hauv lub magnetic teb ntawm lub inductor ncej, ib tug dag zog yuam uas yog txiav txim los ntawm cov kev taw qhia ntawm lub zoo-paub txoj cai "tes laug." Tus kwv tij mus rau lub axis ntawm lub cav, lub hwj chim no los tsim torque, thiab cov sum ntawm lub sij hawm ntawm tag nrho cov rog muab tag nrho lub sij hawm ntawm lub DPT, uas yog twb nyob rau hauv ob peb collector daim hlau yog yuav luag tas li.

DPT thiab nrog ib tug annular armature winding grammovskoy

Raws li feem ntau tshwm sim nyob rau hauv lub keeb kwm ntawm science thiab technology, cov invention A. Pachinotti twb tsis siv. Nws twb tsis nco qab lawm rau 10 xyoo mus txog thaum nyob rau hauv 1870 nws ntawm nws tus kheej tsis rov hais dua cov Franco-German inventor H. Gramm nyob rau hauv ib tug zoo li tsim ntawm lub DC generator. Nyob rau hauv cov cav tov, lub axis ntawm kev sib hloov yog kab rov tav thiab twb tau muab siv carbon txhuam zawv zawg raws collector daim hlau yuav luag kawm designs. Los ntawm 70 th xyoo ntawm lub xyoo pua puv 19 lub hauv paus ntsiab lus ntawm reversibility ntawm hluav taws xob cav tau los ua ib tug zoo-paub, thiab lub tshuab Gramm siv raws li ib tug generator thiab DC tsav. Nws khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus yog twb tau piav saum toj no.

Txawm tias muaj tseeb hais tias cov invention ntawm lub nplhaib armature yog ib tug tseem ceeb kauj ruam nyob rau hauv txoj kev loj hlob ntawm DPT, nws winding (hu ua grammovskoy) muaj ib tug tseem ceeb drawback. Lub magnetic teb ntawm lub inductor tug tsuas yog cov neeg ntawm nws conductors (ib active), uas nteg nyob rau hauv cov tug rau lub txheej cylindrical nto ntawm lub armature. Yuav kom lawv nws twb nrog los ntawm cov magnetic quab yuam ntawm Ampere, ib tug torque nrog hwm rau lub cev muaj zog axis. Cov tsaug zog conductors uas kis los ntawm lub aperture nplhaib thauj tog rau nkoj tsis koom nyob rau hauv cov creation ntawm lub caij. Lawv tsuas puas dissipated zog nyob rau hauv daim ntawv ntawm tshav kub tsis tau.

Los ntawm lub nplhaib rau lub thauj tog rau nkoj lub nruas

Chaw nyob no shortcoming nplhaib anchors ua tau zoo nyob rau hauv 1873 los ntawm lub npe nrov German hluav taws xob F. Gefner-Alteneku. Yuav ua li cas puas tau nws functioned DC tsav? Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm tus dais, nws inductor stator yog tib yam li cov lub cev muaj zog nrog lub nplhaib winding. Tab sis tus tsim ntawm tus armature thiab nws Winding hloov.

Gefner-Altenek qhia hais tias cov kev coj ntawm cov armature tam sim no ntws los ntawm tus taag txhuam, nyob rau hauv conductors grammovskoy winding excitation ntawm ib sab ncej yeej ib txwm rov qab, ie lawv yuav incorporated nyob rau hauv lub windings situated nyob rau hauv tus txheej cylindrical nto ntawm lub kauj nrog ib tug dav (suab) sib npaug zos rau tus ncej suab (qhov ib ncig ntawm lub armature, mus rau ib tug ncej ntawm lub excitation).

Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, nws yuav ruaj nyob rau hauv lub yeej qhov uas armature, thiab nws dhau mus ua ib tug khoom lub tog raj kheej (nruas). Qhov no winding thiab thauj tog rau nkoj nws tus kheej tau txais lub npe ntawm lub nruas. Tau ntawm tooj liab nyob rau hauv nws nrog tib cov xov tooj ntawm active conductors yog ntau tshaj nyob rau hauv grammovskoy winding.

Thauj tog rau nkoj iav yuav

Lub tshuab thiab cov Gramm-Gefner Alteneka thauj tog rau nkoj nto yog tus, thiab nws winding conductors teem nyob rau hauv cov kis nruab nrab ntawm nws thiab tus ncej ntawm lub inductor. Qhov kev ncua deb ntawm lub concave cylindrical nto ntawm lub excitation tug thiab armature convex nto mus txog ob peb millimeters. Yog li ntawd, los tsim ib yam magnetic teb lub dag lub zog yuav tsum tau mus thov cov excitation coils nrog ib tug loj magnetomotive quab yuam (nrog ib tug loj tus naj npawb ntawm lem). Qhov no zoo heev nce qhov luaj li cas thiab luj ntawm lub tshuab. Nyob rau hauv tas li ntawd, lub du nto ntawm lub armature coils nws yog yooj yim rau kev txhim kho. Tab sis yuav ua li cas muaj peev xwm uas yuav? Tseeb, rau qhov kev txiav txim nyob rau hauv tus neeg xyuas pib nrog ib tug tam sim no Ampere quab yuam nws yuav tsum yog nyob rau hauv cov ntsiab lus nyob rau hauv qhov chaw uas muaj sib nqus teb (nrog ib tug sib nqus flux ceev).

Nws muab tawm hais tias qhov no yog tsis tsim nyog. American inventor H. Maxim phom tsom tias yog hais tias tus thauj tog rau nkoj ua nruas iav, thiab cov grooves tsim ntawm tus hniav mus rau qhov chaw lub kauj winding nruas, cov kis ntawm tus ncej thiab cov excitation yuav txo tau kom cov zauv feem ntawm ib tug millimeter. Nws yog ua tau rau txo tau qhov loj ntawm lub excitation coils, tab sis lub torque DPT tsis poob.

Raws li cov kev khiav dej num ntawm xws li ib tug DC tsav? Lub hauv paus ntsiab lus ntawm cov lag luam yog ua raws li lub fact tias cov toothed thauj tog rau nkoj magnetic dag zog yuam yog thov tsis tau lub conductors nyob rau hauv nws cov slots (magnetic teb nyob rau hauv lawv yog suab tsis tuaj kawm ntawv), thiab mus rau lub heev cov hniav. Lub xub ntiag ntawm tam sim no nyob rau hauv tus neeg xyuas pib nyob rau hauv lub zawj yog ib qho tseem ceeb rau qhov tshwm sim ntawm no quab yuam.

Yuav ua li cas kom tshem tau ntawm eddy currents

Ib qho tseem ceeb kev txhim kho ua nto moo inventor TA Edison. Yuav ua li cas nws ntxiv mus rau lub DC tsav? Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus muaj nyob rau unchanged, tab sis lub cov ntaub ntawv uas los ntawm uas ua rau nws thauj tog rau nkoj hloov. Es tsis txhob qhov qub loj heev nws yog ib tug laminated nyias electrically raug rho tawm los ntawm txhua lwm yam los ntawm steel los xij. Qhov no txo lub qhov ntau ntawm cov eddy currents (Foucault currents) nyob rau hauv lub armature, uas nce lub efficiency ntawm lub cav.

Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm lub DC tsav

Luv luv nws tej zaum yuav formulated raws li nram no: thaum txuas lub armature winding pog lub cev muaj zog rau ib lub hwj chim qhov twg los nyob rau ntawd tshwm sim loj tam sim no hu ua cov inrush thiab tshaj ob peb lub sij hawm lub nyob tus nqi. Ntxiv mus, nyob rau hauv lub excitation ncej ntawm opposite polarity kev taw qhia ntawm cov ntxhee nyob rau hauv lub conductors ntawm cov armature winding nyob rau hauv tib opposite raws li qhia nyob rau hauv daim duab hauv qab no. Raws li txoj cai, "tes laug", cov ntawm yog cov Ampere forces ib counterclockwise kev taw qhia thiab yog lub armature tig. Nyob rau hauv lub armature winding conductors ntxias electromotive quab yuam (rov qab-EMF), qhia oppositely mus rau lub mov voltage qhov chaw. Raws li cov armature acceleration qab thiab rov qab-EMF nyob rau hauv nws cov winding. Raws li, qhov armature tam sim no yog txo los ntawm qhov pib mus rau tus nqi coj mus rau lub engine operating point yam ntxwv.

Yuav kom nce lub ceev ntawm kev sib hloov ntawm lub armature, nws yog tsim nyog los yog ua rau kom tus tam sim no nyob rau hauv nws cov kauj los yog txo rov qab-EMF nyob rau hauv nws. Cov yav tas yuav ua tau tiav los ntawm zuj zus lawm qhov ntau ntawm cov excitation magnetic teb los ntawm kev txo qhov tam sim no nyob rau hauv lub teb winding. Qhov no txoj kev tswj hwm cov kev ceev ntawm DPT yog thoob plaws.

Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm lub DC tsav nrog cov cais excitation

Nrog rau lub xam nrog ntawm lub teb winding terminals (OB) mus rau ib tug nyias muaj nyias ib lub hwj huam qhov twg los (independent OM) haib DPT feem ntau ua rau kom nws yooj yim dua los tswj cov magnitude ntawm lub excitation tam sim no (nyob rau hauv thiaj li yuav hloov lub muab ceev). Nyob rau lub zog ntawm cov DPT nrog ywj siab OB tshuam zoo xws li cov DPT nrog OB, kev cob cog rua nyob rau hauv thaum uas tig mus nrog cov armature winding.

Shunt DPT

Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm thaum uas tig mus DC tsav teb tam sim no yog txiav txim los ntawm tus neeg kho tshuab cov yam ntxwv, i.e. dependence ntawm cov kev ceev ntawm kev sib hloov ntawm lub load torque rau nws ncej. Rau xws li ib tug cav ceev variation ntawm qhov kev hloov los ntawm idling mus rau lub nyob load torque yog los ntawm 2 mus rau 10%. Cov txhua yam khoom hu ua txhav.

Yog li, qhov kev txiav txim hauv paus ntsiab lus ntawm ib tug DC tsav nrog shunt ua nws daim ntawv thov nyob rau hauv actuators nrog rau qhov ceev thaum ib tug loj load variation ntau yam. Txawm li cas los, nws yog dav siv nyob rau hauv ib tug cai fais tsav nrog nce mus nce los ceev. Ntxiv mus, rau nws cov ceev kev cai yuav siv tau raws li cov kev hloov ntawm armature tam sim no thiab teb tam sim no.

Tshwm Sim Los Muaj excitation ntawm lub DPT

Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm lub DC tsav ntawm series excitation li thaum uas tig mus, nws yog txiav txim los ntawm tus neeg kho tshuab cov yam ntxwv, uas nyob rau hauv cov ntaub ntawv no yog mos, vim hais tias engine ceev heev nws txawv nrog rau load hloov. Qhov twg yog feem ntau ib qho kev zoo rau siv ib tug DC tsav? Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm lub railway traction lub cev muaj zog ceev uas yuav tsum tau txo ntawm kev kov yeej kev muaj pes tsawg leeg nce thiab xa rov qab mus rau lub nominal tsab ntawv tsa suab thaum lub tiaj nkaus nrog DPT nrog OB sequentially kev cob cog rua rau lub armature winding. Yog li ntawd, ib tug tseem ceeb feem ntawm hluav taws xob locomotives nyob rau hauv lub ntiaj teb no nruab nrog xws li pab kiag li lawm.

Cov kev khiav hauj lwm hauv paus ntsiab lus ntawm ib tug DC tsav nrog series excitation siv raws li pulsating tam sim no traction motors uas yog yeej tseem zoo tib yam nrog DPT raws RH, tab sis tshwj xeeb uas tsim rau cov lag luam nrog rau cov rectified twb nyob rau lub Rooj Tswjhwm Saib cov hluav taws xob tam sim no muaj ib tug ntau yam pauv loj ripple.