DCモータ：アクションの原則。 DCモータ：デバイス

回転電機19世紀に発明され、すべての最初のDCモータです。 動作原理は、それが運動に便利な機械や様々なメカニズムを設定し、DCモーター（DPT）が忠実人にサービスを提供し続けて現在時刻に、最後の世紀の半ばから知られています。

最初のDPT

彼らはいくつかの段階を経てきた彼らの開発に19世紀の30年代からスタート。 実際には、前世紀のエンジンの終わりまでということである オルタネータ 電源の唯一の源はガルバニ電池ました。 従って、第1の電動機の全ては、直流のみで実行することができます。

最初のDCモーターは何でしたか？ デバイスやエンジンの動作原理は、19世紀の前半に建設され、以下のように、です。 メインフィールドは、一般的な閉じた磁気回路を持っていなかった、永久磁石又は電磁石ロッドの固定に設定しました。 突極電機子は、インダクタの極に反発と引力によって駆動された共通の軸上にいくつかの別個のロッド磁石を形成しました。 それらの典型的な代表は、電機子巻線の回路における電機子可動接点と電磁石に電流が機械的スイッチを備えたエンジンW.リッチ（1833）及びB.ジャコビー（1834）でした。

エンジンのようヤコビを実行しています

操作のこのマシンの原理は何でしたか？ エンジンヤコビ定電流及びその類似体は、脈動電磁トルクを有します。 磁気吸引力モータトルクによってアーマチュアとインダクタの反対の極の収束時間の間に急速に最大に達しました。 そして、インダクタの極対向電機子の極位置、機械的スイッチ及び電機子の電磁石に電流を破ります。 トルクがゼロになります。 スイッチ電流からそれらのこの時点でアウトインダクタ極下から電機子の慣性と駆動機構アンカーポール、にその極性も反転、逆方向に供給され、インダクタの最も近い極に重力の力は反発力によって置き換えられます。 したがって、モータはヤコビ連続ショックを回転させます。

これは、環状のアンカーを表示されます

ヤコビ電流が周期的にオフアーマチュアソレノイドエンジンのコアに、それらは磁場が消え作成し、そのエネルギーは、巻線における熱損失に変換されます。 その中に断続的に発生し、機械的にこのように、電気機械変換電流電源電機子（電気化学セル）。 どのような必要だったが、その操作の全体の時間の間、絶えず流れてしまう現在の連続巻モーターで閉鎖しました。

そして、このようなfuhtufnは1860 A Pachinottiに設立されました。 前任者DCモータと異なるとは何ですか？ エンジンと、デバイスの動作原理はPachinotti以下。 アンカーとして、彼は、縦軸に固定スポークスチールリングを使用しました。 この場合、アンカーは、突極を持っていませんでした。 彼はneyavnopolyusnymになりました。

電機子コイル巻線がリングのスポークの間に巻回された、アンカーに、各二つのコイルの接続点から直列に接続された端部がモータシャフトの底部の円周に沿って配置された集電板に接続されたタップ行われた、の数は、コイルの数に等しいです。 アーマチュア全体は、それ自体で閉じた、そのコイルの直列接続点は、電流供給ローラ対にスライド隣接する集電板に接続されています。

環状のアンカーは、それらによって作成された力の線が磁界を励起するように、その穴の内部に移動することなく、環状電機子を通過極励起でモータ電機子の外側円筒面に含まれ、2つの固定電磁石インダクタ、ステータの磁極との間に配置され、そして下で出てくるされています南極。

エンジンのようPachinottiを実行しています

彼は行動の原則を持っていましたか？ DCモーターPachinottiは、現代のDPTと同じように働いていました。

極性のインダクタ極の磁界は、この常に電機子電流方向の異なる極下インダクタが反転されている、一定の方向に電流を電機子巻線の導体の特定の数となっています。 これは、インダクタの極の間の空間に、ブラシとして機能する電流供給ローラを配置することによって達成されました。 したがって、瞬時電流ローラ、集電板を介してコイルに流すと極との間の空間にもタップ、それに結合電機子、2つpoluobmotkamブランチに沿って反対方向に流れ、最終的に別の極間における分岐線、集電板とローラ流しインターバル。 そうすることで、インダクタの極の下コイルアンカーを変更しましたが、 電流の流れの方向は、 それらに変わりませんでした。

アンペールの法則 インダクタポール、よく知られているルールの方向によって決定される力の磁界に電流が電機子コイルの各導体は、「左手」。 エンジンの軸に対して、トルクを作成するには、このパワー、およびすべてのこれらの力のモーメントの和は、いくつかの集電板の下に既にほぼ一定であるDPTの総時間を与えます。

DPT環状電機子巻grammovskoyと

多くの場合、科学技術の歴史の中で起こったように、本発明のA. Pachinottiは使用されませんでした。 1870年に、それは独立して同様の設計で仏独発明者H・グラン繰り返さないまで、それは10年前から忘れられていた 直流発電機の。 これらの機械では、回転軸が水平であり、集電板ほぼ現代的なデザインに沿って摺動するカーボンブラシを使用されてきました。 19世紀の70番目の年のことで、電気機械の可逆性の原理は、よく知られるようになった、と機械GRAMMは、発電機および直流電動機として使用します。 その動作原理は、既に述べています。

リングアーマチュアの発明は、DPT、その巻線（と呼ばれるgrammovskoy）の開発における重要なステップだったという事実にもかかわらず、重大な欠点がありました。 インダクタ極の磁界は、電機子の外側円筒表面上のこれらの極の下に横たわっている（アクティブと呼ばれる）は、その導体のものです。 それらには、磁気を伴った アンペールの力 モータ軸に対してトルク。 絞りリングアンカーを通過し、これらの非アクティブ導体は一瞬の作成に参加しませんでした。 彼らは唯一の熱損失の形でエネルギーを無駄に消費されます。

リングからアンカードラムへ

リングアンカーは有名なドイツの電気F・ジフナー-Altenekuによって1873年に成功したこの欠点を解決します。 それはどのようにDCモータを機能したのか？ デバイスの動作原理は、そのインダクタステータリング巻線を有するモータと同じです。 しかし、アーマチュアの設計とその変更は巻線。

Gefner-Altenekは、固定ブラシから、導体に流れる電機子電流の方向、すなわち、隣接する極に励磁巻線と反対常にgrammovskoyことを指摘しました それらは、（励起の一方の極に、電機子の周囲）磁極ピッチに等しい幅（ピッチ）を有するコイルの外側円筒面に位置する巻線に組み込むことができます。

この場合には、電機子の円形孔で不要となり、固体シリンダ（ドラム）になります。 これは、巻線とアンカー自体ドラムの名前を受け取りました。 活性導体の同じ数とその中の銅の消費はgrammovskoy巻に比べてはるかに小さいです。

アンカーギアはなり

機械とGRAMM-Gefner Altenekaアンカー表面は滑らかであり、その巻線導体がそれとインダクタの磁極間の隙間に配置されています。 励起極の凹状の円筒面とアーマチュア凸面との間の距離は、数ミリメートルに達しました。 したがって、（ターン数が多い）が大きい起磁力と励磁コイルを適用するために必要な所望の磁界強度を作成します。 これは、大幅にエンジンの大きさや重量を増加させました。 また、電機子コイルの滑らかな表面は、解決することは困難でした。 しかし、どのようにそれをすることができますか？ 実際、現在のアンペア力で導体に作用するためには、（磁束密度）の高い磁場を有する空間内の点でなければなりません。

これは必要ではないことが判明しました。 アメリカの発明者H.マキシム銃は、アンカーがドラムギアを行い、歯の間に形成された溝は、コイル巻取りドラムを配置する場合、極と励起との間のギャップは、ミリメートルの画分に減少させることができることを示しました。 大幅励磁コイルのサイズを小さくすることが可能であるが、トルクDPTは低下しません。

そのようなDCモータの機能として？ 動作原理は、歯付きアンカー磁力がないそのスロット内の導体（それらの磁場が実質的に存在しない）に、そして非常に歯に適用されるという事実に基づいています。 溝内の導体内の電流の存在は、この力の発生のために重要です。

渦電流を取り除く方法

もう一つの重要な改善は、有名な発明タ・エディソン作りました。 彼は、DCモータに加える何？ 動作原理は変わっていませんが、そのアンカーを作られる材料が変更されました。 代わりに、かつての大規模の彼は鋼板によって互いに積層薄い電気的に絶縁されました。 これは、エンジンの効率を増大させ、電機子における渦電流（フーコー電流）の大きさを減少させました。

DCモータの動作原理

電源に励起されたモータ電機子巻線を接続する場合、その中に突入電流と呼ばれ、数回の定格値を超える大電流を生じる：手短に言えば、以下のように製剤化することができます。 また、以下の図に示すように、同じ対向して電機子巻線の導体における電流の逆極性方向の励磁極下。 よると 、ルール、「左手」、 これらのガイドは、アンペアが反時計方向に強制的に回転する電機子を運びます。 誘導された導体電機子巻線に 起電力（逆EMF）を、 供給電圧源への逆向き。 その巻線に電機子加速度が増加し、逆EMFとして。 従って、電機子電流は、エンジン動作点特性に対応する値に最低低減されます。

電機子の回転の速度を高めるためには、そのコイルに電流を増やすかに逆起電力を減少させることのいずれかが必要です。 後者は、界磁巻線内の電流を低減することにより、励起磁界の大きさを減少させることによって達成することができます。 DPTの速度を制御するこの方法は、広く普及しています。

別の励起によるDCモータの動作原理

通常（回転速度を変化させるために）励磁電流の大きさを制御することがより便利にするために行わ別個の電源（独立OM）強力DPTに界磁巻線端子（OB）を含めて。 電機子巻線に並列に接続されたOBと独立OB実質的に類似DPTとDPTの特性に。

シャントDPT

パラレルDCモータの界磁電流の動作原理は、機械的特性によって決定される、すなわち そのシャフト上の負荷トルクの回転速度の依存性。 定格負荷トルクにアイドリングからの遷移で、エンジン回転速度変動を2〜10％です。 これらの機械的性質は、剛性と呼ばれています。

したがって、シャントとDCモータの動作原理は、一定の速度に大きな負荷変動範囲とアクチュエータへの応用を引き起こします。 しかしながら、これは、広く、可変速度で調節された電気駆動装置に使用されます。 また、その速度調整のための電機子電流と界磁電流の変化として用いることができます。

DPTの連続励起

パラレルとして直列励起のDCモータの動作原理は、それがあるため、この場合には柔らかく、機械的特性によって決定されます エンジン回転数が大幅に負荷の変化に応じて変化します。 DCモータを使用することが最も有利どこにありますか？ 組成上昇を克服することで減少とプレーンが完全に電機子巻線に接続されたOBで順次DPTと対応する場合、公称動作に戻るべき鉄道トラクションモータ速度の動作原理。 したがって、このようなデバイスを搭載した、世界の電気機関車の重要な部分。

直列励起によるDCモーターの動作原理は、基本的にDPT一貫したRHと同じであるとして脈流トラクションモータを実装するが、特別なボード上に既に整流電流が実質的なリップルを有する動作するように設計します。