Рухавікі пастаяннага току - гэта ўсюдыісныя машыны, якія можна знайсці ў розных электронных прыладах, якія выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення.

Як правіла, гэтыя рухавікі разгортваюцца ў абсталяванні, якое патрабуе пэўнай формы кіравання паваротам або рухам.Рухавікі пастаяннага току з'яўляюцца важнымі кампанентамі многіх электратэхнічных праектаў.Добрае разуменне працы рухавіка пастаяннага току і рэгулявання хуткасці рухавіка дазваляе інжынерам распрацоўваць прыкладанні, якія забяспечваюць больш эфектыўнае кіраванне рухам.

У гэтым артыкуле будуць падрабязна разгледжаны тыпы даступных рухавікоў пастаяннага току, іх рэжым працы і спосабы рэгулявання хуткасці.

Што такое рухавікі пастаяннага току?

ПадабаеццаРухавікі пераменнага току, рухавікі пастаяннага току таксама пераўтвараюць электрычную энергію ў механічную.Іх праца адваротная генератару пастаяннага току, які вырабляе электрычны ток.У адрозненне ад рухавікоў пераменнага току, рухавікі пастаяннага току працуюць ад пастаяннага току — несінусоіднага, аднанакіраванага.

Базавая канструкцыя

Хаця рухавікі пастаяннага току спраектаваны рознымі спосабамі, усе яны ўтрымліваюць наступныя асноўныя часткі:

• Ротар (частка машыны, якая круціцца; таксама вядомая як "якар")
• Статар (абмоткі ўзбуджэння або «нерухомая» частка рухавіка)
• Камутатар (можа быць шчотачным або бесщеточным, у залежнасці ад тыпу рухавіка)
• Палявыя магніты (забяспечваюць магнітнае поле, якое круціць вось, злучаную з ротарам)

На практыцы рухавікі пастаяннага току працуюць на аснове ўзаемадзеяння паміж магнітнымі палямі, створанымі верціцца якарам, і магнітнымі палямі статара або нерухомага кампанента.

Бессенсорный бесщеточный кантролер пастаяннага току.Выява выкарыстана з дазволуКензі Мадж.

Прынцып дзеяння

Рухавікі пастаяннага току працуюць па прынцыпе электрамагнетызму Фарадэя, які абвяшчае, што праваднік з токам адчувае сілу, калі знаходзіцца ў магнітным полі.Згодна з «правілам левай рукі для электрарухавікоў» Флемінга, гэты праваднік заўсёды рухаецца ў напрамку, перпендыкулярным току і магнітнаму полю.

Матэматычна мы можам выказаць гэту сілу як F = BIL (дзе F - сіла, B - магнітнае поле, I - ток, а L - даўжыня правадыра).

Віды рухавікоў пастаяннага току

Рухавікі пастаяннага току дзеляцца на розныя катэгорыі ў залежнасці ад іх канструкцыі.Найбольш распаўсюджаныя тыпы ўключаюць матавыя або бесщеточные, з пастаянным магнітам, паслядоўныя і паралельныя.

Матавыя і бесщеточные рухавікі

Матавы рухавік пастаяннага токувыкарыстоўвае пару графітавых або вугальных шчотак, якія прызначаны для правядзення або падачы току ад арматуры.Гэтыя шчоткі звычайна знаходзяцца ў непасрэднай блізкасці ад камутатара.Іншыя карысныя функцыі шчотак у рухавіках пастаяннага току ўключаюць забеспячэнне бесіскравай працы, кантроль напрамку току падчас кручэння і падтрыманне камутатара ў чысціні.

Бесщеточные рухавікі пастаяннага токуне ўтрымліваюць вугальных або графітавых шчотак.Звычайна яны ўтрымліваюць адзін або некалькі пастаянных магнітаў, якія круцяцца вакол нерухомай арматуры.Замест шчотак у бесщеточных рухавіках пастаяннага току выкарыстоўваюцца электронныя схемы для кіравання напрамкам кручэння і хуткасцю.

Рухавікі з пастаяннымі магнітамі

Рухавікі з пастаяннымі магнітамі складаюцца з ротара, акружанага двума супрацьлеглымі пастаяннымі магнітамі.Магніты ствараюць паток магнітнага поля пры праходжанні пастаяннага току, які прымушае ротар круціцца па або супраць гадзіннікавай стрэлкі, у залежнасці ад палярнасці.Асноўнай перавагай гэтага тыпу рухавіка з'яўляецца тое, што ён можа працаваць на сінхроннай хуткасці з пастаяннай частатой, што дазваляе аптымальна рэгуляваць хуткасць.

Рухавікі пастаяннага току з паслядоўнай намоткай

Серыйныя рухавікі маюць паслядоўна злучаныя абмоткі статара (звычайна зробленыя з медных прутоў) і абмоткі ўзбуджэння (медныя шпулькі).Такім чынам, ток якара і токі поля роўныя.Высокі ток цячэ непасрэдна ад сілкавання ў абмоткі ўзбуджэння, якія больш тоўстыя і меншыя, чым у шунтавых рухавікоў.Таўшчыня абмотак узбуджэння павялічвае грузападымальнасць рухавіка, а таксама стварае магутныя магнітныя палі, якія забяспечваюць серыйным рухавікам пастаяннага току вельмі высокі крутоўны момант.

Шунтавыя рухавікі пастаяннага току

Абмоткі шунтавага рухавіка пастаяннага току злучаны паралельна.Дзякуючы паралельнаму падключэнню абедзве абмоткі атрымліваюць аднолькавае напружанне харчавання, хоць і ўзбуджаюцца паасобку.Шунтавыя рухавікі звычайна маюць больш віткоў на абмотках, чым паслядоўныя рухавікі, што стварае магутныя магнітныя палі падчас працы.Шунтавыя рухавікі могуць мець выдатную рэгуляванне хуткасці, нават пры рознай нагрузцы.Аднак ім звычайна не хапае высокага пускавога моманту серыйных рухавікоў.

Схема рухавіка і рэгулявання хуткасці, усталяваная ў міні-дрылі.Выява выкарыстана з дазволуДыльшан Р. Джаякоды

Кантроль хуткасці рухавіка пастаяннага току

Ёсць тры асноўныя спосабы рэгулявання хуткасці ў паслядоўных рухавіках пастаяннага току - кіраванне патокам, кіраванне напругай і кіраванне супраціўленнем якара.

1. Метад кіравання патокам

У метадзе рэгулявання патоку рэастат (тып пераменнага рэзістара) злучаны паслядоўна з абмоткамі ўзбуджэння.Мэтай гэтага кампанента з'яўляецца павелічэнне паслядоўнага супраціву ў абмотках, што прывядзе да памяншэння патоку, што, адпаведна, павялічвае хуткасць рухавіка.

2. Метад рэгулявання напружання

Метад пераменнага рэгулявання звычайна выкарыстоўваецца ў шунтавых рухавіках пастаяннага току.Ёсць, зноў жа, два спосабу дасягнуць рэгулявання напружання:

• Падключэнне шунтавага поля да фіксаванага ўзбуджальнага напружання пры падачы на ​​арматуру рознага напружання (ён жа множны кантроль напружання)
• Змена напружання, якое падаецца на арматуру (ён жа метад Уорда Леанарда)

3. Метад кантролю супраціву арматуры

Кантроль супраціву якара заснаваны на прынцыпе, што хуткасць рухавіка прама прапарцыйная зваротнай ЭРС.Такім чынам, калі напружанне харчавання і супраціў якара падтрымліваюцца на сталым значэнні, хуткасць рухавіка будзе прама прапарцыйная току якара.