Դժվար է նույնիսկ պատկերացնել, թե ինչպիսին կլիներ ժամանակակից աշխարհը առանց DC էլեկտրական շարժիչի (ի դեպ, AC): Ցանկացած ժամանակակից մեխանիզմ հագեցած է էլեկտրական շարժիչով։ Այն կարող է ունենալ այլ նպատակ, բայց դրա առկայությունը, որպես կանոն, կրիտիկական է։ Ակնկալվում է, որ մոտ ապագայում DC շարժիչի դերը միայն կավելանա։ Արդեն այսօր, առանց այս սարքի, անհնար է ստեղծել բարձրորակ, հուսալի և անաղմուկ սարքավորում՝ կարգավորելի արագություններով։ Բայց սա է պետության և ընդհանուր առմամբ համաշխարհային տնտեսության զարգացման բանալին։
DC շարժիչի պատմությունից
1821 թվականին փորձերի ժամանակ հայտնի գիտնական Ֆարադեյը պատահաբար հայտնաբերեց, որ մագնիսը և հոսանք կրող հաղորդիչը ինչ-որ կերպ.ազդել միմյանց վրա. Մասնավորապես, մշտական մագնիսը կարող է առաջացնել պարզ հոսանք կրող հաղորդիչ շղթայի պտույտ: Այս փորձերի արդյունքներն օգտագործվել են հետագա հետազոտությունների համար։
Արդեն 1833 թվականին Թոմաս Դավենպորտը ստեղծեց գնացքի մոդել՝ փոքր էլեկտրական շարժիչով, որը կարող էր այն վարել:
1838 թվականին Ռուսական կայսրությունում 12 նստատեղով մարդատար նավ է կառուցվել։ Երբ այս էլեկտրական շարժիչով աշխատող նավը Նևայի երկայնքով ընթացավ հոսանքին հակառակ, այն առաջացրեց զգացմունքների իսկական պայթյուն գիտական և ոչ միայն գիտական համայնքում:
Ինչպես է աշխատում DC շարժիչը
Եթե աշխատանքին մակերեսորեն նայեք, ինչպես դպրոցում են անում ֆիզիկայի դասերին, կարող է թվալ, որ դրանում ոչ մի բարդ բան չկա։ Բայց սա միայն առաջին հայացքից։ Փաստորեն, էլեկտրական շարժիչի գիտությունը ամենադժվարներից մեկն է տեխնիկական առարկաների ցիկլում: Էլեկտրաշարժիչի աշխատանքի ընթացքում տեղի են ունենում մի շարք բարդ ֆիզիկական երևույթներ, որոնք դեռևս լիովին չեն հասկացվում և բացատրվում են տարբեր վարկածներով ու ենթադրություններով։
Պարզեցված տարբերակում DC շարժիչի շահագործման սկզբունքը կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ. Մագնիսական դաշտում դիրիժոր է տեղադրվում և դրա միջով հոսանք է անցնում։ Ավելին, եթե հաշվի առնենք հաղորդիչի խաչմերուկը, ապա դրա շուրջ անտեսանելի ուժի համակենտրոն շրջանակներ են առաջանում. սա մագնիսական դաշտ է, որը ձևավորվում է հաղորդիչի հոսանքով: Ինչպես արդեն նշվեց, այս մագնիսական դաշտերը անտեսանելի են մարդու աչքի համար:Բայց կա մի պարզ հնարք, որը թույլ է տալիս տեսողականորեն դիտարկել դրանք։ Ամենահեշտ ձևը նրբատախտակի կամ հաստ թղթի վրա անցք անելն է, որի միջով անցկացվում է մետաղալարը: Այս դեպքում անցքի մոտ մակերեսը պետք է ծածկվի նուրբ ցրված մագնիսական մետաղի փոշու բարակ շերտով (կարելի է օգտագործել նաև մանր թեփ)։ Երբ շղթան փակ է, փոշի մասնիկները շարվում են մագնիսական դաշտի տեսքով:
Իրականում, DC շարժիչի շահագործման սկզբունքը հիմնված է այս երևույթի վրա: U-աձեւ մագնիսի հյուսիսային և հարավային բևեռների միջև տեղադրված է հոսանք կրող հաղորդիչ։ Մագնիսական դաշտերի փոխազդեցության արդյունքում մետաղալարը շարժման մեջ է դրվում։ Շարժման ուղղությունը կախված է նրանից, թե ինչպես են բևեռները տեղակայված և կարող է ճշգրտորեն որոշվել այսպես կոչված գիմլետի կանոնով:
Ամպերի ուժ
Այն ուժը, որը հոսանք կրող հաղորդիչը դուրս է մղում մշտական մագնիսի դաշտից, կոչվում է Ամպերի ուժ՝ էլեկտրական երևույթների հայտնի հետազոտողի անունով: Նրա անունով է կոչվում նաև հոսանքի միավորը։
Այս ուժի թվային արժեքը գտնելու համար անհրաժեշտ է դիտարկվող հաղորդիչի հոսանքը բազմապատկել նրա երկարությամբ և մագնիսական դաշտի մեծությամբ (վեկտորով):
Բանաձևը կունենա հետևյալ տեսքը՝
F=IBL.
Ամենապարզ շարժիչի մոդել
Կոպիտ ասած՝ ամենապրիմիտիվ շարժիչը կառուցելու համար անհրաժեշտ է մագնիսական դաշտում տեղադրել հաղորդիչ նյութի շրջանակը (մետաղալար) և հոսանք տալ այն։ Շրջանակը կպտտվի որոշակի անկյան տակ և կդադարի: Այս դիրքորոշումը մասնագետների ժարգոնումէլեկտրական շարժիչի տարածքը կոչվում է «մեռած»: Կանգառի պատճառն այն է, որ մագնիսական դաշտերը, այսպես ասած, փոխհատուցվում են։ Այլ կերպ ասած, դա տեղի է ունենում, երբ արդյունքի ուժը հավասարվում է զրոյի: Հետեւաբար, DC շարժիչի սարքը ներառում է ոչ թե մեկ, այլ մի քանի շրջանակ: Իրական արդյունաբերական միավորում (որը տեղադրված է սարքավորումների վրա) կարող են լինել շատ, շատ նման տարրական սխեմաներ: Այսպիսով, երբ ուժերը հավասարակշռվում են մի շրջանակի վրա, մյուս շրջանակը այն դուրս է բերում «խռովությունից»:
Տարբեր հզորության շարժիչների սարքի առանձնահատկությունները
Նույնիսկ էլեկտրատեխնիկայի աշխարհից հեռու մարդն անմիջապես կհասկանա, որ առանց մշտական մագնիսական դաշտի աղբյուրի՝ ուղղակի որևէ DC էլեկտրական շարժիչի մասին խոսք լինել չի կարող։ Որպես այդպիսի աղբյուրներ օգտագործվում են տարբեր սարքեր:
Ցածր հզորությամբ DC շարժիչների համար (12 վոլտ կամ ավելի քիչ) մշտական մագնիսը իդեալական լուծում է: Բայց այս տարբերակը հարմար չէ մեծ հզորության և չափի միավորների համար. մագնիսները չափազանց թանկ և ծանր կլինեն: Հետևաբար, 220 Վ և ավելի DC շարժիչների համար ավելի նպատակահարմար է օգտագործել ինդուկտոր (դաշտային ոլորուն): Որպեսզի ինդուկտորը դառնա մագնիսական դաշտի աղբյուր, այն պետք է սնուցվի:
Էլեկտրական շարժիչի դիզայն
Ընդհանուր առմամբ, ցանկացած DC շարժիչի դիզայնը ներառում է հետևյալ տարրերը.կոլեկցիոներ, ստատոր և արմատուրա։
Արմատուրան ծառայում է որպես շարժիչի ոլորուն կրող տարր: Այն բաղկացած է էլեկտրական նպատակների համար պողպատի բարակ թիթեղներից, որոնց պարագծի շուրջ ակոսներ են մետաղալարը դնելու համար: Արտադրության նյութն այս դեպքում շատ կարևոր է։ Ինչպես արդեն նշվեց, օգտագործվում է էլեկտրական պողպատ: Այս տեսակի նյութը բնութագրվում է արհեստականորեն աճեցված մեծ հատիկի չափով և փափկությամբ (ածխածնի ցածր պարունակության արդյունքում): Բացի այդ, ամբողջ կառույցը բաղկացած է բարակ, մեկուսացված թիթեղներից: Այս ամենը թույլ չի տալիս մակաբույծ հոսանքներ առաջանալ և կանխում է խարիսխի գերտաքացումը։
Ստատորը ֆիքսված մաս է: Այն կատարում է ավելի վաղ քննարկված մագնիսի դերը: Լաբորատորիայում մոդելային շարժիչի աշխատանքը ցուցադրելու համար, պարզության և սկզբունքների ավելի լավ հասկանալու համար, օգտագործվում է երկու բևեռով ստատոր: Իրական արդյունաբերական շարժիչները օգտագործում են սարքեր մեծ թվով բևեռների զույգերով:
Կոլեկտորը անջատիչ (միակցիչ) է, որը հոսանք է մատակարարում DC շարժիչի ոլորուն սխեմաներին: Նրա ներկայությունը խիստ անհրաժեշտ է։ Առանց դրա շարժիչը կաշխատի կտրուկ, ոչ սահուն:
Շարժիչների տարատեսակներ
Չկա մեկ ունիվերսալ շարժիչ, որը կօգտագործվի տեխնոլոգիայի և ազգային տնտեսության բացարձակապես բոլոր ճյուղերում և կբավարարի շահագործման ընթացքում անվտանգության և հուսալիության ոլորտում բոլոր պահանջները:
Դուք պետք է շատ զգույշ լինեք DC շարժիչ ընտրելիս: Վերանորոգումը չափազանց դժվար է և թանկընթացակարգ, որը կարող է իրականացվել միայն համապատասխան որակավորում ունեցող անձնակազմի կողմից: Իսկ եթե շարժիչի դիզայնն ու հնարավորությունները չեն համապատասխանում պահանջներին, ապա զգալի միջոցներ կծախսվեն վերանորոգման վրա։
Գոյություն ունեն DC շարժիչների չորս հիմնական տեսակ՝ խոզանակային, ինվերտորային, միաբևեռ և ունիվերսալ խոզանակով DC շարժիչներ: Այս տեսակներից յուրաքանչյուրն ունի իր դրական և բացասական հատկությունները: Դրանցից յուրաքանչյուրի համառոտ նկարագրությունը պետք է տրվի։
DC խոզանակով շարժիչներ
Այս տիպի շարժիչների ներդրման մեծ թվով հնարավոր եղանակներ կան՝ մեկ կոլեկտոր և զույգ թվով սխեմաներ, մի քանի կոլեկտորներ և մի քանի ոլորուն սխեմաներ, երեք կոլեկտորներ և նույն թվով ոլորուն պտույտներ, չորս կոլեկցիոներ և երկու: ոլորուն պտույտներ, չորս կոլեկտորներ և չորս սխեմաներ խարիսխի վրա, և վերջապես՝ ութ կոլեկտոր՝ առանց շրջանակի խարիսխով։
Շարժիչի այս տեսակը բնութագրվում է կատարման և արտադրության համեմատական պարզությամբ: Այս պատճառով է, որ այն հայտնի է դարձել որպես ունիվերսալ շարժիչ, որի կիրառումը շատ լայն է՝ խաղալիք ռադիոկառավարվող մեքենաներից մինչև գերմանական կամ Ճապոնիայի արտադրության շատ բարդ և բարձր տեխնոլոգիական CNC հաստոցներ:
Inverter շարժիչների մասին
Ընդհանուր առմամբ, այս տեսակի շարժիչը շատ նման է կոլեկտորին և ունի նույն առավելություններն ու թերությունները: Միակ տարբերությունը գործարկման մեխանիզմի մեջ է. այն ավելին էկատարյալ, ինչը թույլ է տալիս հեշտությամբ փոխել արագությունը և կարգավորել ռոտորի արագությունը: Այսպիսով, այս տիպի DC շարժիչի աշխատանքը մի շարք պարամետրերով գերազանցում է կոլեկտորային շարժիչներին:
Բայց եթե ինչ-որ բանում շահ կա, ապա որոշ բաներում կորուստ կլինի: Սա տիեզերքի անհերքելի օրենք է: Այսպիսով, այս դեպքում գերազանցությունը ապահովում է բավականին բարդ և քմահաճ տեխնիկան, որը հաճախ ձախողվում է: Փորձառու մասնագետների կարծիքով, ինվերտերի տիպի DC շարժիչների վերանորոգումը բավականին դժվար է իրականացնել։ Երբեմն նույնիսկ փորձառու էլեկտրիկները չեն կարողանում ախտորոշել համակարգի անսարքությունը:
Միաբևեռ DC շարժիչների առանձնահատկությունները
Գործողության սկզբունքը մնում է նույնը և հիմնված է հաղորդիչի մագնիսական դաշտերի փոխազդեցության վրա հոսանքի և մագնիսի հետ։ Բայց ընթացիկ հաղորդիչը մետաղալար չէ, այլ առանցքի վրա պտտվող սկավառակ: Հոսանքը մատակարարվում է հետևյալ կերպ՝ մի կոնտակտը փակվում է մետաղական առանցքի վրա, իսկ մյուսը, այսպես կոչված, խոզանակի միջոցով, միացնում է մետաղական շրջանագծի եզրը։ Նման շարժիչը, ինչպես երևում է, ունի բավականին բարդ դիզայն և, հետևաբար, հաճախ ձախողվում է: Հիմնական կիրառումը գիտական հետազոտություններն են էլեկտրաէներգիայի և էլեկտրական շարժիչի ֆիզիկայի բնագավառում։
Ունիվերսալ կոմուտատոր շարժիչների առանձնահատկությունները
Սկզբունքորեն այս տեսակի շարժիչը ոչ մի նոր բան չի կրում։ Բայց այն ունի մի շատ կարևոր հատկություն՝ աշխատելու ունակությունDC ցանցից և AC ցանցից: Երբեմն դրա այս հատկությունը կարող է զգալի գումար խնայել սարքավորումների վերանորոգման և արդիականացման վրա:
Փոփոխական հոսանքի հաճախականությունը խստորեն կարգավորվում է և 50 Հերց է: Այսինքն՝ բացասական լիցքավորված մասնիկների շարժման ուղղությունը փոխվում է վայրկյանում 50 անգամ։ Ոմանք սխալմամբ կարծում են, որ էլեկտրական շարժիչի ռոտորը նույնպես պետք է փոխի պտտման ուղղությունը (ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ - հակառակ ուղղությամբ) վայրկյանում 50 անգամ: Եթե դա ճիշտ լիներ, ապա AC էլեկտրական շարժիչների ցանկացած օգտակար կիրառություն բացառված կլիներ: Ինչ է տեղի ունենում իրականում. խարիսխի և ստատորի ոլորունների հոսանքը համաժամացվում է ամենապարզ կոնդենսատորների միջոցով: Եվ հետևաբար, երբ արմատուրայի շրջանակի վրա հոսանքի ուղղությունը փոխվում է, նրա ուղղությունը ստատորի վրա նույնպես փոխվում է: Այսպիսով, ռոտորն անընդհատ պտտվում է մեկ ուղղությամբ։
Ցավոք, այս տիպի DC շարժիչների արդյունավետությունը շատ ավելի ցածր է, քան ինվերտորային և միաբևեռ շարժիչներինը: Հետևաբար, դրա օգտագործումը սահմանափակվում է բավականին նեղ տարածքներով, որտեղ անհրաժեշտ է ցանկացած գնով ձեռք բերել առավելագույն հուսալիություն՝ առանց հաշվի առնելու գործառնական ծախսերը (օրինակ՝ ռազմական տեխնիկան):
վերջնական դրույթներ
Տեխնոլոգիան դեռ կանգուն չէ, և այսօր աշխարհի բազմաթիվ գիտական դպրոցներ մրցում են միմյանց հետ և ձգտում են ստեղծել բարձր արդյունավետությամբ և արդյունավետությամբ էժան և խնայող շարժիչ: DC էլեկտրական շարժիչների հզորությունը տարեցտարի աճում է, մինչդեռ նրանցէներգիայի սպառում։
Գիտնականները կանխատեսում են, որ ապագան կորոշեն էլեկտրական սարքավորումները, և նավթի դարաշրջանը շատ շուտով կավարտվի:
