Այսօր անհնար է պատկերացնել մարդկային քաղաքակրթությունը և բարձր տեխնոլոգիական հասարակությունն առանց էլեկտրականության։ Էլեկտրական տեխնիկայի շահագործումն ապահովող հիմնական սարքերից մեկը շարժիչն է։ Այս մեքենան գտել է ամենալայն տարածումը՝ արդյունաբերությունից (հովհարներ, ջարդիչներ, կոմպրեսորներ) մինչև կենցաղային օգտագործման (լվացքի մեքենաներ, գայլիկոններ և այլն): Բայց ո՞րն է էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի սկզբունքը:
Նպատակակետ
Էլեկտրաշարժիչի աշխատանքի սկզբունքը և նրա հիմնական նպատակներն են տեխնոլոգիական գործընթացների կատարման համար անհրաժեշտ մեխանիկական էներգիան աշխատանքային մարմիններին փոխանցելը։ Շարժիչն ինքն է առաջացնում այն ցանցից սպառվող էլեկտրաէներգիայի շնորհիվ։ Ըստ էության, էլեկտրական շարժիչի շահագործման սկզբունքը էլեկտրական էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելն է: Նրա կողմից առաջացած մեխանիկական էներգիայի քանակը ժամանակի մեկ միավորում կոչվում է հզորություն։
Դիտումներշարժիչներ
Կախված մատակարարման ցանցի բնութագրերից՝ կարելի է առանձնացնել շարժիչի երկու հիմնական տեսակ՝ ուղղակի և փոփոխական հոսանքի վրա: Ամենատարածված DC մեքենաները սերիական, անկախ և խառը գրգռվածությամբ շարժիչներն են: AC շարժիչների օրինակներ են համաժամանակյա և ասինխրոն մեքենաները: Չնայած ակնհայտ բազմազանությանը, ցանկացած նպատակի համար էլեկտրական շարժիչի սարքը և շահագործման սկզբունքը հիմնված են հաղորդիչի փոխազդեցության վրա հոսանքի և մագնիսական դաշտի կամ մշտական մագնիսի (ֆերոմագնիսական օբյեկտի) հետ մագնիսական դաշտի հետ:
Ընթացիկ հանգույց - շարժիչի նախատիպ
Գլխավոր կետը այնպիսի հարցում, ինչպիսին է էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի սկզբունքը, կարելի է անվանել ոլորող մոմենտ ստեղծելու տեսք: Այս երևույթը կարելի է դիտարկել՝ օգտագործելով հոսանք ունեցող շրջանակի օրինակը, որը բաղկացած է երկու հաղորդիչից և մագնիսից։ Հոսանքը հաղորդիչներին մատակարարվում է շփման օղակների միջոցով, որոնք ամրագրված են պտտվող շրջանակի առանցքի վրա: Ձախ ձեռքի հայտնի կանոնի համաձայն՝ շրջանակի վրա ուժեր կգործեն, որոնք առանցքի շուրջ կստեղծեն ոլորող մոմենտ։ Այս ընդհանուր ուժի ազդեցությամբ այն կպտտվի ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ: Հայտնի է, որ պտտման այս պահն ուղիղ համեմատական է մագնիսական ինդուկցիայի (B), հոսանքի ուժգնությանը (I), շրջանակի մակերեսին (S) և կախված է դաշտային գծերի և վերջինիս առանցքի միջև եղած անկյունից։ Այնուամենայնիվ, մի պահի գործողության ներքո, որը փոխվում է իր ուղղությամբ, շրջանակը տատանվում է: Ինչ կարելի է անել մշտական ստեղծելու համարուղղություններ? Այստեղ երկու տարբերակ կա՝
- փոխել էլեկտրական հոսանքի ուղղությունը շրջանակում և հաղորդիչների դիրքը մագնիսի բևեռների նկատմամբ;
- փոխեք դաշտի ուղղությունը, մինչդեռ շրջանակը պտտվում է նույն ուղղությամբ:
Առաջին տարբերակը օգտագործվում է DC շարժիչների համար: Եվ երկրորդը AC շարժիչի սկզբունքն է:
Փոխելով հոսանքի ուղղությունը մագնիսի նկատմամբ
Շրջանակի հաղորդիչում լիցքավորված մասնիկների շարժման ուղղությունը հոսանքով փոխելու համար ձեզ անհրաժեշտ է սարք, որը կսահմանի այս ուղղությունը՝ կախված հաղորդիչների գտնվելու վայրից: Այս դիզայնն իրականացվում է լոգարիթմական կոնտակտների օգտագործմամբ, որոնք ծառայում են հանգույցին հոսանքի մատակարարմանը: Երբ մեկ օղակը փոխարինում է երկուսին, երբ շրջանակը պտտվում է կես պտույտով, հոսանքի ուղղությունը փոխվում է, և ոլորող մոմենտը պահպանում է այն: Կարևոր է նշել, որ մեկ օղակը հավաքվում է երկու կեսերից, որոնք մեկուսացված են միմյանցից:
DC մեքենայի դիզայն
Վերոնշյալ օրինակը DC շարժիչի աշխատանքի սկզբունքն է: Իրական մեքենան, իհարկե, ունի ավելի բարդ դիզայն, որտեղ տասնյակ շրջանակներ են օգտագործվում խարիսխի ոլորուն ձևավորելու համար: Այս ոլորուն հաղորդիչները տեղադրվում են գլանաձև ֆերոմագնիսական միջուկի հատուկ ակոսների մեջ: Պտուտակների ծայրերը կապված են մեկուսացված օղակների հետ, որոնք կազմում են կոլեկտոր:Փաթաթումը, կոմուտատորը և միջուկը բուն շարժիչի մարմնի վրա առանցքակալների մեջ պտտվող խարիսխ են: Գրգռման մագնիսական դաշտը ստեղծվում է մշտական մագնիսների բևեռներով, որոնք գտնվում են բնակարանում: Փաթաթումը միացված է ցանցին, և այն կարելի է միացնել կամ խարիսխի միացումից անկախ կամ հաջորդաբար: Առաջին դեպքում էլեկտրական շարժիչը կունենա անկախ գրգռում, երկրորդում՝ հաջորդական։ Գոյություն ունի նաև խառը գրգռման ձևավորում, երբ օգտագործվում են միանգամից երկու տեսակի ոլորուն միացում:
Սինխրոն մեքենա
Սինխրոն շարժիչի աշխատանքի սկզբունքը պտտվող մագնիսական դաշտի ստեղծումն է։ Այնուհետև այս դաշտում պետք է տեղադրել այն հաղորդիչները, որոնք ուղղաձիգ են հաստատուն հոսանքով ուղղությամբ: Արդյունաբերության մեջ շատ լայն տարածում գտած սինխրոն շարժիչի աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է վերը նշված օրինակի վրա՝ հոսանք ունեցող օղակով։ Մագնիսով ստեղծված պտտվող դաշտը ձևավորվում է ոլորուն համակարգի միջոցով, որը միացված է ցանցին: Սովորաբար օգտագործվում են եռաֆազ ոլորուններ, սակայն միաֆազ AC շարժիչի շահագործման սկզբունքը չի տարբերվի եռաֆազից, բացառությամբ, հնարավոր է, հենց փուլերի քանակի, ինչը նշանակալի չէ դիզայնի առանձնահատկությունները դիտարկելիս: Ոլորունները տեղադրվում են ստատորի անցքերում՝ շրջագծի շուրջ որոշակի տեղաշարժով: Սա արվում է ձևավորված օդային բացվածքում պտտվող մագնիսական դաշտ ստեղծելու համար:
Սինխրոնիզմ
Շատ կարևոր կետ է էլեկտրական շարժիչի համաժամանակյա աշխատանքըվերը նշված շինարարությունը. Երբ մագնիսական դաշտը փոխազդում է ռոտորի ոլորման հոսանքի հետ, ձևավորվում է ինքնին շարժիչի պտտման գործընթացը, որը համաժամանակյա կլինի ստատորի վրա ձևավորված մագնիսական դաշտի ռոտացիայի նկատմամբ: Սինխրոնիզմը կպահպանվի այնքան ժամանակ, մինչև հասնի առավելագույն ոլորող մոմենտը, որն առաջանում է դիմադրության պատճառով: Եթե ծանրաբեռնվածությունը մեծանա, մեքենան կարող է դուրս գալ համաժամացման:
Ինդուկցիոն շարժիչ
Ասինխրոն էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի սկզբունքը ռոտորի վրա պտտվող մագնիսական դաշտի և փակ շրջանակների (ուրվագծերի) առկայությունն է՝ պտտվող մաս։ Մագնիսական դաշտը ձևավորվում է այնպես, ինչպես համաժամանակյա շարժիչում `ստատորի ակոսներում տեղակայված ոլորունների օգնությամբ, որոնք միացված են փոփոխական լարման ցանցին: Ռոտորի ոլորունները բաղկացած են մեկ տասնյակ փակ օղակաձև շրջանակներից և սովորաբար ունեն կատարման երկու տեսակ՝ փուլային և կարճ միացման: AC շարժիչի շահագործման սկզբունքը երկու տարբերակներում էլ նույնն է, միայն դիզայնը փոխվում է: Սկյուռային վանդակի ռոտորի դեպքում (նաև հայտնի է որպես սկյուռի վանդակ), ոլորուն հալած ալյումինով լցնում են անցքերի մեջ: Ֆազային ոլորման արտադրության ժամանակ յուրաքանչյուր փուլի ծայրերը դուրս են բերվում սահող կոնտակտային օղակների միջոցով, քանի որ դա թույլ կտա լրացուցիչ ռեզիստորներ ներառել շղթայում, որոնք անհրաժեշտ են շարժիչի արագությունը վերահսկելու համար:
Քարշող մեքենա
Քարշիչի աշխատանքի սկզբունքը նման է DC շարժիչի սկզբունքին: Մատակարարման ցանցից հոսանքը մատակարարվում է բարձրացող տրանսֆորմատորին: Հետագաեռաֆազ փոփոխական հոսանքը փոխանցվում է հատուկ քարշակային ենթակայաններ: Կա ուղղիչ: Այն փոխակերպում է AC-ը DC-ի: Ըստ սխեմայի, այն իրականացվում է իր բևեռականություններից մեկով դեպի շփման լարերը, երկրորդը `ուղղակի դեպի ռելսեր: Պետք է հիշել, որ շատ ձգողական մեխանիզմներ գործում են սահմանված արդյունաբերականից տարբեր հաճախականությամբ (50 Հց): Ուստի էլեկտրական շարժիչի համար օգտագործվում է հաճախականության փոխարկիչ, որի գործողության սկզբունքը հաճախականությունների փոխակերպումն է և այս հատկանիշի կառավարումը։
Բարձրացված պանտոգրաֆում լարումը մատակարարվում է խցիկներին, որտեղ տեղակայված են մեկնարկային ռեոստատները և կոնտակտորները: Կարգավորիչների օգնությամբ ռեոստատները միացված են քարշիչ շարժիչներին, որոնք տեղակայված են ճոպանների առանցքների վրա։ Դրանցից հոսանքը անվադողերի միջով հոսում է դեպի ռելսերը, այնուհետև վերադառնում քարշակային ենթակայան՝ դրանով իսկ ավարտելով էլեկտրական միացումը։
