DC motor teori

Prinsip Kerja Motor DC (Kan 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC motor teori

DC elektriske kretser


Spørsmål 1

Hvis enden av en ledning er festet til to halvcirkelformede metallstrimler, slik at de to strimlene nesten danner en fullstendig sirkel, og disse strimlene blir kontaktet av to "børster" som kobles til motstående poler på et batteri, hvilken vei vil trådsløyfen rotere "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00384x01.png">

Avslør svar Skjul svar

Med klokken, kontinuerlig.

Merknader:

Utfordre elevene dine med dette spørsmålet: Er det noen måte vi kan få ledningen til kontinuerlig å rotere uten å bruke de halvrengte metallstripene for å gjøre og ta kontakt med batteriet? Spør elevene hva de to halvsirkelmetallbåndene heter, i elektrisk motor / generator terminologi.

Spørsmål 2

Når bryteren lukkes, registrerer ammeteret i utgangspunktet en stor mengde strøm, da strømmen vil falle til en mye mindre verdi over tid når motoren øker:

I lys av Ohms lov, hvor nåværende skal antas å være en direkte funksjon av spenning og motstand (I = E / R ), forklar hvorfor dette skjer. Tross alt endres motorens svingete motstand ikke ettersom den spinner, og batterispenningen er ganske konstant. Hvorfor varierer strømmen så sterkt mellom innledende oppstart og full driftshastighet "# 2"> Reveal svar Skjul svar

Motorstrømmen er omvendt proporsjonal med hastigheten, på grunn av mot-EMF produsert av armaturen når den roterer.

Oppfølgingsspørsmål: Tegn et skjematisk diagram som viser ekvivalent krets av batteri, bryter, ammeter og motor, med motordrevet EMF på motoren representert som et annet batterisymbol. Hvilken vei må mot-EMF-spenningsflaten, i motsetning til batterispenningen, eller ved hjelp av batterispenningen?

Merknader:

Den såkalte "inrush" -strømmen til en elektrisk motor under oppstart kan være ganske betydelig, oppover ti ganger den normale fulllaststrømmen!

Spørsmål 3

En DC-elektrisk motor som spinner ved 4500 omdreininger trekker 3 forsterkere med 110 volt målt på sine terminaler. Motstanden til armaturlindingene, målt med et ohmmeter når motoren er i ro, unpowered, er 2, 45 ohm. Hvor mye mot-EMF er motoren som genererer ved 4500 RPM?

Hvor mye "innstrømnings" strøm vil det være når motoren er opprinnelig oppdrevet (armaturhastighet = 0 RPM), igjen antar 110 volt på terminaler?

Avslør svar Skjul svar

E- teller = 102, 65 V @ 4500 RPM

Jeg innrømmer = 44, 9 A

Merknader:

Denne beregningen hjelper elevene til å innse hvor viktig "innstrømmen" strømmen av en elektrisk motor er.

Spørsmål 4

Hvis en elektrisk strøm passerer gjennom denne ledningen, hvilken retning vil ledningen bli presset (ved samspillet mellom magnetfeltene)?

Er dette et eksempel på en elektrisk motor eller en elektrisk generator "# 4"> Avslør svar Skjul svar

Ledningen vil bli presset opp i dette motoreksemplet .

Merknader:

Et visuelt hjelpemiddel for å forstå samspillet mellom de to magnetfeltene er et diagram som viser fluxlinjene som kommer fra de permanente magneter, mot de sirkulære linjene av strømmen rundt ledningen. Spør de elevene som kom over lignende illustrasjoner i deres forskning for å tegne et bilde av dette på tavlen foran klassen, for de som ikke har sett det.

Spørsmål 5

Hvis vi skulle analysere magnetfluxlinjer av en strømbærende leder, orientert vinkelrett på et magnetfelt mellom to stangmagneter, ville samspillet se ut slik:

Denne interaksjonen av magnetiske flux linjer (linjemagnets rette linjer versus trådens kretser) vil gi en mekanisk kraft på ledningen (kalt Lorentz- kraften). Hvilken retning vil denne kraften virke "# 5"> Avslør svar Skjul svar

Merknader:

Dette spørsmålet tjener som en god anvendelse av høyre regelen (eller venstreregel, hvis du følger elektronstrømnotasjon).

Spørsmål 6

Hvis strømmen går gjennom en ledning av tråd, som vist, hvilken retning vil sløyfen rotere "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00383x01.png">

Avslør svar Skjul svar

Med klokken, en fjerdedel sving (90 grader).

Merknader:

Be elevene dine å identifisere polene til det elektromagnetiske feltet som produseres av denne strømførende trådsløyfen, og da kan dens dreiemoment bli lettere å forstå.

Spørsmål 7

En likestrømsmotor kan betraktes som en serie av elektromagneter, radialt fordelt rundt en felles aksel:

Denne spesielle motoren er av typen "permanent magnet", med ledninger på armaturen.

Skriv nødvendige magnetiske polariteter ("N" for nord og "S" for sør) på armaturens elektromagnetpolespisser, for å opprettholde en rotasjon med urviseren .

Avslør svar Skjul svar

Oppfølgingsspørsmål: Anta at denne motoren ikke roterte som den var ment for når den var på energi. Identifiser noen mulige (spesifikke) feil som kan føre til at motoren ikke beveger seg etter energisparing.

Merknader:

Illustrasjonen som vises i både spørsmålet og svaret, gir et godt medium for å diskutere kommutasjon. Diskuter med elevene hvordan, for at motorens rotasjon skal være kontinuerlig, må elektromagnetene som er radialt plassert rundt akselen, aktivere og deaktivere på riktig tidspunkt for alltid å "trekke" og "skyve" i riktig retning.

Sørg for å bruke tid på oppfølgningsspørsmålet med elevene, vurderer ikke-elektriske og elektriske feilmuligheter.

Spørsmål 8

Definer følgende DC-motorvilkår:

• Felt
• Armatur
• Commutator
• Pensel
Avslør svar Skjul svar

• Felt: delen av motoren skaper det stasjonære magnetfeltet
• Armatur: den roterende delen av motoren
• Commutator: kobberstrimler hvor armaturspolen fører slutt, vanligvis plassert i den ene enden av skaftet
• Pensel: En stasjonær karbonblokk designet for elektrisk kontakt med de bevegelige kommutatorstengene

Merknader:

Studentene kan finne bilder av DC-elektriske motorer i deres søk etter disse definisjonene. Få dem til å vise disse bildene til klassen hvis det er mulig. Dessuten er en demontert elektrisk motor en flott "prop" for diskusjon om elektrisk motor nomenklatur.

Spørsmål 9

Når en likestrømsmotor kjører, kan gnister generelt settes hvor kulbørstene kommer i kontakt med "kommutator" -segmentene. Forklar hvorfor dette sparking oppstår, og definer også ordet "commutation" i sin elektriske bruk.

Hva angir dette fenomenet om langtidstiden til DC-motorer, og deres egnethet i visse miljøer "# 9"> Avslør svar Skjul svar

For å "kommutere" betyr "å reversere retning" i ordets elektriske betydning. Resultatet av kommutatorstengene og børstene vekselvis å lage og bryte den elektriske kretsen med armaturviklingene forårsaker alltid en viss grad av gnistdannelse.

Oppfølgingsspørsmål: Identifiser et miljø der en gnistmotor ville være usikker.

Merknader:

Hvis elevene befinner seg i en slags elektriske vedlikeholdsarbeider, hvilke typer rutinemessig vedlikehold tror de at de kanskje må gjøre på likstrøms elektriske motorer, gitt tilstedeværelse av sparking på kommutatoren? Spør dem hvilke sikkerhetsproblemer dette gnister kan presentere i visse miljøer. Spør dem om de tror at det er miljøer som vil være spesielt skadelige for en motordesign som dette.

Spørsmål 10

Ettersom armaturspolene i en likestrømsmotor roterer gjennom de magnetiske flusslinjer produsert av de stasjonære feltpolene, vil spenningen bli indusert i disse spolene. Beskriv hvordan dette fenomenet vedrører Faradays lov om elektromagnetisk induksjon, spesielt med hensyn til hvilke variabler som påvirker størrelsen på den induserte spenningen:

e = N


dt

Den selvinduserte spenningen som produseres av en roterende armatur kalles ofte motspenningen, eller mot-EMF . Hvorfor skulle det bli kalt "teller"? Hva er underforstått av denne terminologien, og hvilket elektromagnetisk prinsipp er illustrert av "telleren" naturen av denne induserte spenningen?

Avslør svar Skjul svar

Mot-EMF varierer direkte med armaturhastighet, med antall sving i armaturviklingene, og også med feltstyrke. Det kalles "mot" EMF på grunn av Lenz 'lov: den induserte effekten motsier seg årsaken.

Merknader:

Prinsippet jeg ønsker å kommunisere mest med dette problemet er at hver motor, når den opererer, fungerer også som en generator (produserende mot-EMF). Dette konseptet er viktig for å forstå elektrisk motoradferd, spesielt dreiemoment / hastighetskurver.

Spørsmål 11

Mengden spenning påført en permanentmagnet-DC-motor og mengden strøm som går gjennom armaturviklingene til en permanentmagnet-DC-motor, er relatert til to mekaniske mengder: maksimalhastighet og dreiemomentutgang (vridningskraft).

Hvilken elektrisk mengde gjelder hvilken mekanisk mengde? Er det spenning som gjelder hastighet og strøm til moment, eller visum-versa? Forklar svaret ditt.

Avslør svar Skjul svar

Mengden spenning påført en permanentmagnet-DC-motor bestemmer sin ikke-lastede hastighet, mens mengden strøm gjennom armaturviklingene indikerer dreiemomentutgangen.

Merknader:

Dette spørsmålet ber elevene å forholde seg til begreper elektromagnetisme og elektromagnetisk induksjon sammen med spenning og strøm. Mens permanentmagnetstilen til DC-motoren utviser nesten lineære forhold mellom disse variablene, viser alle DC-elektriske motorer det samme generelle mønsteret: mer spenning, mer fart; mer aktuelt, mer dreiemoment; alle andre variabler er like.

Spørsmål 12

Et problem har utviklet seg i denne motorkretsen. Når bryteren er slått på, slukkes ikke motoren. Det tegner imidlertid mye strøm (flere ganger den normale driftsstrømmen) som angitt av ammeteret:

Basert på denne informasjonen, hva synes du kan være feil med kretsen "# 12"> Gi svar, svar Skjul svar

En sannsynlig årsak er enten feltviklingen eller noe i armaturen (en børste, kanskje) mislyktes åpen. Interne motorproblemer er ikke de eneste mulighetene, men!

Merknader:

Dette spørsmålet er en øvelse i diagnostisk tenkning. Utfordre alltid elevene dine til å prøve å diagnostisere typen av et problem med den oppgitte informasjonen før du tar ytterligere målinger eller observasjoner. Altfor ofte tar folk flere målinger enn det som er nødvendig for å feilsøke elektriske systemer, fordi de ikke tenker nøye nok på hva de gjør.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Neste regneark →