{{{sourceTextContent.title}}}

Analogies Hydraulique-Électriques : Moteurs de C.C, partie

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

La nature analogue des circuits hydrauliques et de leurs contre-parties électriques peut être comparée et contrastée en examinant des moteurs et la conversion de puissance.

{{{sourceTextContent.description}}}

Le moteur conventionnel de C.C se compose des morceaux de poteau stationnaires, d'un enroulement de rotor consisté en un ou plusieurs tours d'un conducteur, des séries de segments de collecteur (deux pour chaque enroulement sur le rotor), et d'une paire de brosses pour lier le courant du monde stationnaire d'extérieur à l'intérieur de moteur ? monde tournant de s. Des segments de collecteur sont typiquement faits de cuivre et les brosses se composent du graphite. Tous les deux sont des conducteurs, plus le graphite fournit un lubrifiant plein entre le cuivre et le graphite menant pour balayer plus longtemps la vie.

Le schéma 14 offre très un schéma de Johnsond de simplifieJack d'un moteur de C.C sous sa forme plus fondamentale. Ici, l'enroulement de rotor a seulement un tour. Cependant, en faisant ce type du moteur fonctionnez exige de beaucoup plus de tours de développer des quantités pratiques de couple. Les morceaux de poteau de redresseur sont montrés en tant qu'aimants permanents, et, en effet, quelques petits moteurs sont construits avec un redresseur à un aimant permanent. Dans de plus grands moteurs, le courant contrôlable par des enroulements actionne des électro-aimants. Plus tard, nous ? exposition de ll que le courant d'enroulement de redresseur dans le moteur de C.C est parfaitement analogue à l'ajustement de déplacement dans les pompes et des moteurs volumétriques.

Le moteur de C.C du schéma 14 fonctionne comme suit : Les aimants de redresseur fournissent une source de flux magnétique. Quand le rotor, par les segments de brosses et de collecteur (collectivement, les segments de collecteur s'appellent simplement le collecteur), sont reliés à une batterie externe comme montré, le côté droit de l'enroulement de rotor de courant-transport est immergé dans le champ magnétique. Il éprouve plus tard une force due le courant étant porté dedans une direction à partir de la visionneuse.

La règle droite mène à une force qui est dirigée vers le haut (rappel que la direction du flux magnétique de redresseur est du poteau de N au poteau de S) sur ces conducteurs. Comme retours courants au collecteur de l'aile gauche de l'enroulement de rotor, elle éprouve le même flux magnétique, mais la direction courante vient maintenant vers la visionneuse. La direction opposée du courant, mais avec la même chose N--s à la direction de flux de champ, cause une force de haut en bas de l'aile gauche de l'enroulement de rotor. Le résultat est un couple qui tend à faire tourner le rotor dans un sens anti-horaire.

Le collecteur maintient le courant dans l'enroulement de rotor allant dans la bonne direction dans les deux côtés de l'enroulement. Supposez que le rotor est en position représentée sur le schéma 14 et rotation dans le sens anti-horaire. À ce point, l'enroulement éprouve la plus grande quantité de flux provenant des aimants de redresseur et produit donc de la plus grande quantité de couple. Les coupures entre les deux segments de collecteur sont situées aux 12 et aux 6 o ? synchronisez les positions, comme montré, et le courant peut librement entrer dans et laisser l'enroulement par les balais entièrement de contact et leurs segments respectifs de collecteur.

Cependant, quand le rotor tourne 90 degrés dans le sens contraire des aiguilles d'une montre de la position montrée, trois actions se produisent. D'abord, les côtés d'enroulement de rotor déplacent le parallèle au flux de redresseur, qui doesn ? t produisent de n'importe quelle tension. En second lieu, les brosses, qui sont plus larges que l'espace qui sépare les segments de collecteur, créent un court-circuit à travers la batterie et à travers les deux extrémités de l'enroulement de rotor. Troisièmement, c'est le point où la commutation réelle a lieu.

Si le rotor tourne par exemple environ 15 ou 20 degrés supplémentaires, le côté d'enroulement qui a porté le courant à partir de l'observateur maintenant commence à porter le courant vers l'observateur. En d'autres termes, le courant instantané dans l'enroulement de rotor est forcé pour changer la direction. Le rotor porte réellement le courant alternatif quoique ce soit un moteur de C.C ! C'est parfaitement analogue à un moteur hydraulique en lequel les pistons, vitesses, ou les palettes, par leurs actions de échange, portent l'écoulement alternatif tandis que le plat gauche (collecteur hydraulique) convertit l'écoulement direct entrant en écoulement alternatif interne. Le collecteur dans le moteur de C.C convertit le courant continu entrant dans l'écoulement alternatif interne.

La condition de court-circuit au point de commutation est clairement un problème. Pendant que le moteur fonctionne, les brosses et le collecteur créent énergie-gaspiller courber. Les brosses pour le moteur, suivant les indications du schéma 14, sont trop larges pour l'espace de séparation, et mèneraient au courant excessif. Les lacunes doivent être élargies et/ou les brosses doivent être rétrécies afin d'être pratiques. Les problèmes avec la commutation dans le moteur de C.C sont presque parfaitement analogues aux problèmes du croisement dans une pompe à piston, quand le diamètre de piston est plus grand que la séparation entre les ports de rein.

L'état flux-conducteur-courant, comme indiqué précédemment, explique le rotor ? couple maximum de s en position représentée sur le schéma 14. Il a également comme conséquence la plus grande quantité de contre- tension induite dans le rotor.

Les praticiens de l'art et de la science électromécaniques appellent un tel emf incité de compteur de tension, retournant au synonyme archaïque de la force électromotrice (emf) pour la tension. Il ? s a appelé le contre- emf parce qu'il tend à ? poussée ? courant de nouveau dans la batterie, à l'opposé de la batterie, et lui ? s le même courant qui a commencé l'action en premier lieu. Il doesn ? t poussent littéralement le courant de nouveau dans la batterie ; cela exigerait l'existence du mouvement perpétuel ou une charge maîtrisante sur l'axe. Le moteur produit d'un emf de compteur qui réduira le courant comme le rotor accélère. L'emf de compteur s'appelle également parfois tension arrière de l'emf ou de la vitesse, parce qu'il ? tension de SA induite par la vitesse relative entre le champ de flux magnétique et un conducteur.

Le placement d'une charge externe sur l'axe de rendement de moteur ralentira le moteur. Pendant qu'il ralentit, l'enroulement de rotor se déplace plus lentement par le gisement de redresseur, réduisant la tension induite. Pendant que réduit le contre- emf lutte contre la tension de batterie, les élévations courantes, qui augmente le moteur ? s a produit le couple de sorte qu'il puisse essayer de surmonter la charge. En même temps, le courant plus élevé de batterie ? dit la batterie ? cela là ? s une charge accrue sur le moteur.

Ceci indique un concept important de toutes les machines d'énergie-conversion : Quand est-ce que la charge de rendement augmente-t-elle, le côté d'entrée-puissance de la machine reçoit a ? message ? pour fournir plus de puissance d'entrée de satisfaire l'alimentation électrique en hausse de charge. Il ? manifestation de SA des économies d'énergie. Vous pouvez ? t obtiennent plus de puissance dehors que vous mettez dedans. Vous pouvez ? t ont l'efficacité de puissance plus considérablement que de 100%. Et vous pouvez ? t réalisent le mouvement perpétuel. Comme les pompes hydrauliques et les moteurs, moteurs électriques ? si C.A. ou C.C ? doit respecter ce principe.

Détermination de la vitesse de C.C-Moteur

La vitesse des moteurs à courant alternatif est toujours liée à la fréquence de la tension d'alimentation à C.A. Le moteur synchrone a les dispositifs qui lui permettent de commencer à partir de la vitesse nulle, et fermera à clef ainsi sur le champ de rotation et fonctionnera à la vitesse synchrone. Et le moteur à induction approche la vitesse synchrone du champ de rotation.

Ainsi, que détermine la vitesse de C.C-moteur ? Simplement indiqué, il ? s attaché directement à la tension appliquée et à la force du champ magnétique de redresseur. Cependant, il ? s pas facilement calculé par l'utilisateur du moteur. En fait, il peut être difficile de clouer vers le bas la force de redresseur-champ, et exige des données de plaque signalétique.

Après que l'alimentation CC externe soit appliquée dans le moteur, les résultats actuels dans le couple, le rotor accélère, et la tension de vitesse s'accumule. Ceci fait chuter le courant, de ce fait réduisant le couple et l'accélération. À un certain point ? n'assumer aucune charge est sur l'axe de moteur ? l'emf de compteur approche la tension appliquée, le courant s'approche des arrêts zéro, et d'accélération. Le moteur atteint une vitesse sans charge équilibrée quand l'emf de compteur est approximativement égal à la tension d'alimentation. La charge d'axe croissante réduira la vitesse, comme déjà discuté.

Contrôle de vitesse de moteur

Il devrait être évident que la tension d'alimentation accrue puisse accélérer le C.C de vitesse de moteur. Mais un phénomène intéressant se produit si le gisement de redresseur est rendu variable. Considérez un moteur de C.C cela ? s équipé d'un gisement électromagnétique de redresseur. En d'autres termes, le doesn de magnétisme ? t viennent des aimants permanents ; en revanche, il vient d'un enroulement enroulé autour des morceaux de poteau de redresseur de fer. Le champ magnétique de redresseur désigné presque toujours, simplement, sous le nom du champ. Avec le redresseur-champ contrôlable courant, appelé courant de champ, la force du champ magnétique de redresseur peut également être commandée.

Considérez le moteur fonctionne à par exemple 1500 t/mn, à une tension d'alimentation et à un courant de champ particuliers, et puis là ? s une augmentation du courant de champ. Que se produit ? Une plus grande intensité de champ produira un plus grand emf de compteur à la vitesse actuelle et le moteur ralentira !

Le courant de champ, qui fait la variable de moteur, est parfaitement analogue au déplacement d'un moteur volumétrique. À un écoulement donné d'entrée, une augmentation de déplacement ralentira le moteur hydraulique. Le courant de champ décroissant accélère le moteur de C.C à une charge d'axe donnée et à une tension d'alimentation donnée. Le déplacement décroissant d'un moteur hydraulique accélère le moteur hydraulique à un couple donné d'écoulement et de charge. Encore, l'analogie est essentiellement parfaite.