Σε έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος σειράς, η περιέλιξη του οπλισμού και η περιέλιξη πεδίου συνδέονται σε σειρά και τα ρεύματα μέσω αυτών είναι ίσα, καθώς η περιέλιξη του οπλισμού και η περιέλιξη πεδίου ενός παράλληλου κινητήρα DC συνδέονται παράλληλα. Το ρεύμα σε έναν παράλληλο κινητήρα χωρίζεται σε δύο μέρη: το ρεύμα μέσω του οπλισμού και το ρεύμα μέσω της περιέλιξης πεδίου και το συνολικό ρεύμα είναι το άθροισμα των δύο μερών. Η δομή ενός κινητήρα διακλάδωσης DC είναι η ίδια με αυτή ενός κινητήρα DC, περιέχει όλα τα βασικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου του στάτορα (περιέλιξη πεδίου), του ρότορα (που ονομάζεται επίσης οπλισμός) και του συλλέκτη.
Στάτορας/Παράλληλη Περιέλιξη
Η ισχύς εισόδου παρέχεται στο σταθερό στοιχείο του κινητήρα, δηλαδή στην παράλληλη περιέλιξη. Η περιέλιξη διακλάδωσης αποτελείται από αρκετές στροφές περιέλιξης στο πηνίο. Δεδομένου ότι ο αριθμός των στροφών αποτελείται από λεπτότερα καλώδια, το μέγεθος της παράλληλης περιέλιξης είναι αρκετά μικρό. Σε αντίθεση με τις διαμέτρους καλωδίων στις περιελίξεις ενός κινητήρα σειράς, οι παράλληλες περιελίξεις σε αυτόν τον κινητήρα δεν μπορούν να μεταφέρουν πολύ μεγάλα ρεύματα.
Ρότορας/οπλισμός
Ο οπλισμός, που συνήθως αναφέρεται ως "ρότορας", χειρίζεται το φορτίο του άξονα και έχει παχύτερη διάμετρο σύρματος που μπορεί να υποστηρίξει υψηλότερα ρεύματα. Όταν ο κινητήρας ξεκινά ή λειτουργεί με χαμηλή ταχύτητα, το υψηλό ρεύμα ρέει μέσω του οπλισμού. Καθώς η ταχύτητα του κινητήρα αυξάνεται, ο οπλισμός δημιουργεί μια αντίθετη ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η οποία δρα ενάντια στο ρεύμα στον οπλισμό.
Μεταγωγό
Συσκευές όπως οι εναλλάκτες και οι βούρτσες παρέχουν ρεύμα από τις περιελίξεις του στατικού πεδίου στον ρότορα και η ροπή σε έναν κινητήρα δημιουργείται από την αλληλεπίδραση των μαγνητικών πεδίων των περιελίξεων και του οπλισμού.
αρχή λειτουργίας
Όταν παρέχεται τάση σε έναν παράλληλο κινητήρα συνεχούς ρεύματος, παράγει πολύ χαμηλό ρεύμα λόγω της υψηλής αντίστασης της παράλληλης περιέλιξης και ο μεγάλος αριθμός στροφών της παράλληλης περιέλιξης βοηθά στη δημιουργία ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου. Ο οπλισμός αντλεί υψηλό ρεύμα, με αποτέλεσμα υψηλό μαγνητικό πεδίο. Όταν τα μαγνητικά πεδία του οπλισμού και οι παράλληλες περιελίξεις αλληλεπιδρούν, ο κινητήρας αρχίζει να περιστρέφεται. Καθώς το μαγνητικό πεδίο αυξάνεται, η ροπή περιστροφής αυξάνεται, με αποτέλεσμα την αύξηση της ταχύτητας του κινητήρα.
Οι παράλληλοι κινητήρες συνεχούς ρεύματος έχουν έναν μηχανισμό ανάδρασης που ελέγχει την ταχύτητα και όταν ο οπλισμός περιστρέφεται στο μαγνητικό πεδίο, παράγεται ρεύμα. Αυτή η ηλεκτροκινητική δύναμη παράγεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, περιορίζοντας έτσι το ρεύμα οπλισμού. Επομένως, το ρεύμα μέσω του οπλισμού μειώνεται και η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί επίσης να αυτορυθμιστεί. Οι παράλληλες περιελίξεις, λόγω της λεπτής κατασκευής τους, δεν μπορούν να αντέξουν τα υψηλά ρεύματα εκκίνησης των κινητήρων σειράς, έτσι οι παράλληλοι κινητήρες χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση μικρών φορτίων άξονα που αρχικά απαιτούν μόνο χαμηλή ροπή.
Ταχύτητα κινητήρα
Σε έναν κινητήρα σειράς, η ταχύτητα εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το φορτίο του άξονα και σε έναν κινητήρα σειράς, το φορτίο είναι αντιστρόφως ανάλογο με την ταχύτητα του οπλισμού. Εάν το φορτίο είναι υψηλό, ο οπλισμός θα περιστραφεί με χαμηλή ταχύτητα. Εάν το φορτίο είναι χαμηλό, η ταχύτητα οπλισμού θα αυξηθεί. Η ταχύτητα του οπλισμού είναι άπειρη ή ανεξέλεγκτη χωρίς φορτίο.
Σε αντίθεση με τους κινητήρες σειράς, η ταχύτητα των παράλληλων κινητήρων είναι ανεξάρτητη από το φορτίο του άξονα και καθώς αυξάνεται το φορτίο του κινητήρα, η ταχύτητα του κινητήρα θα επιβραδυνθεί στιγμιαία. Η επιβράδυνση μειώνει το πίσω EMF, το οποίο αυξάνει το ρεύμα στον κλάδο οπλισμού, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας του κινητήρα. Από την άλλη, εάν μειωθεί το φορτίο, η ταχύτητα του κινητήρα θα αυξηθεί στιγμιαία, γεγονός που με τη σειρά του θα αυξήσει το πίσω EMF, μειώνοντας έτσι το ρεύμα που ρέει στον κινητήρα. Σταδιακά, ο κινητήρας θα επιβραδυνθεί. Επομένως, ο παράλληλος κινητήρας DC είναι σε θέση να διατηρεί σταθερή ταχύτητα ανεξάρτητα από τις αλλαγές φορτίου. Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, ο κινητήρας χρησιμοποιείται σε αυτοκινητιστικές και βιομηχανικές εφαρμογές όπου απαιτείται ακριβής ταχύτητα κινητήρα.
Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα
Η ταχύτητα ενός κινητήρα διακλάδωσης DC μπορεί να ελεγχθεί με δύο τρόπους:
Αλλάζοντας το ρεύμα που παρέχεται στον ρότορα
Αλλάζοντας το ρεύμα που παρέχεται στον στάτορα
Δεδομένου ότι η τάση γύρω από τον ρότορα και τον στάτορα είναι η ίδια, η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να ελεγχθεί ελέγχοντας το ρεύμα μέσω του στάτορα ή του ρότορα, η αλλαγή της αντοχής του ελέγχεται γενικά χρησιμοποιώντας ένα θυρίστορ. Η αντίσταση της παράλληλης περιέλιξης και του κλάδου οπλισμού μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί συνδέοντας ένα βαρίστορ σε σειρά. Δεδομένου ότι το ρεύμα που χειρίζεται ο οπλισμός είναι πολύ υψηλότερο από αυτό της περιέλιξης πεδίου, το βαρίστορ που ελέγχει το ρεύμα στον κλάδο του οπλισμού είναι αρκετά μεγάλο, το οποίο είναι αυτό που είναι στην περιέλιξη πεδίου. Λόγοι για τους οποίους προτιμώνται τα ελεγχόμενα από το ρεύμα ρεοστάτες.
Το ρεύμα πεδίου διακλάδωσης μπορεί να αλλάξει την ταχύτητα του κινητήρα κατά 10-20% και καθώς το ρεύμα μέσω των παράλληλων περιελίξεων αυξάνεται, η ταχύτητα του ρότορα αυξάνεται, δημιουργώντας ένα υψηλότερο πίσω EMF για να διατηρήσει μια ισοδύναμη μείωση του ρεύματος οπλισμού. Αντίθετα, μειώνοντας το ρεύμα μέσω των παράλληλων περιελίξεων, η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να μειωθεί.
Όταν ένας παράλληλος κινητήρας DC λειτουργεί σε τάση χαμηλότερη από την ονομαστική τάση του, η ταχύτητά του μειώνεται επίσης, αλλά αυτό καθιστά τον παράλληλο κινητήρα DC αναποτελεσματικό και έχει την τάση υπερφόρτωσης και υπερθέρμανσης. Σε γενικές γραμμές, οι ηλεκτροκινητήρες έχουν ονομαστική ταχύτητα σε μονάδες ταχύτητας και ονομαστικής τάσης. Όταν ένας παράλληλος κινητήρας συνεχούς ρεύματος είναι κάτω από την πλήρη τάση του, η ροπή του μειώνεται, επομένως, συνιστάται να μην λειτουργεί ο κινητήρας κάτω από την καθορισμένη ονομαστική τάση.
Συμπερασματικά
Λόγω της δυνατότητας αυτόματης ρύθμισης ταχύτητας, οι κινητήρες διακλάδωσης DC είναι ιδανικοί για εφαρμογές που απαιτούν ακριβή ρύθμιση ταχύτητας, δεν μπορούν να παράγουν υψηλές ροπές εκκίνησης, οπότε το φορτίο κατά την εκκίνηση πρέπει να είναι μικρό. Οι εφαρμογές που πληρούν αυτά τα πρότυπα και είναι κατάλληλες για κινητήρες διακλάδωσης DC περιλαμβάνουν εργαλειομηχανές (όπως τόρνοι και μύλοι) και βιομηχανικό εξοπλισμό (όπως ανεμιστήρες και συμπιεστές), φυγοκεντρικές αντλίες, ανελκυστήρες, αργαλειούς, τόρνους, φυσητήρες, ανεμιστήρες, μεταφορείς, μηχανές κλώσης Περιμένετε.
