DC Motor Theory

DC Motor, How it works? (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC Motor Theory

DC Circuite electrice


Intrebarea 1

Dacă capetele unei bucșe de sârmă sunt atașate la două benzi metalice semi-circulară, aranjate astfel încât cele două benzi aproape să formeze un cerc complet, iar aceste benzi sunt contactate de două "perii" care se conectează la poli opuși ai unei baterii, va roti buclă de sârmă "/ / www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00384x01.png">

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

În sensul acelor de ceasornic, continuu.

Note:

Provocați elevilor dvs. această întrebare: există vreo modalitate prin care putem obține o bucla de sârmă să se rotească continuu fără a folosi acele benzi metalice de jumătate de cerc pentru a face și a rupe contactul cu bateria? Adresați-vă studenților ce se cheamă cele două benzi metalice de semicerc, în terminologia motorului electric / generatorului.

intrebarea 2

Când întrerupătorul se închide, ampermetrul va înregistra inițial o cantitate mare de curent, apoi curentul se va diminua la o valoare mult mai mică în timp, pe măsură ce motorul se va accelera:

Având în vedere Legea lui Ohm, în care curentul ar trebui să fie o funcție directă de tensiune și rezistență (I = E / R ), explicați de ce se întâmplă acest lucru. La urma urmei, rezistența de înfășurare a motorului nu se schimbă pe măsură ce se rotește, iar tensiunea bateriei este destul de constantă. De ce, atunci, curentul variază atât de mult între pornirea inițială și viteza maximă de operare "# 2"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Curentul motorului este invers proporțional cu viteza, datorită contra-EMF produsă de armătură în timp ce se rotește.

Următoarea întrebare: trageți o diagramă schematică care arată circuitul echivalent al bateriei, al comutatorului, al ampermetrului și al motorului, cu un EMF al motorului reprezentat ca un alt simbol al bateriei. În ce mod trebuie să se confrunte tensiunea contra-EMF, spre deosebire de tensiunea bateriei sau de a ajuta tensiunea acumulatorului?

Note:

Așa-numitul curent de "pornire" al unui motor electric în timpul punerii în funcțiune poate fi destul de substanțial, de peste zece ori mai mare decât curentul normal încărcat complet!

Întrebarea 3

Un motor electric DC centrifugat la 4500 RPM trage 3 amperi de curent cu 110 volți măsurată la bornele sale. Rezistența înfășurărilor armăturii, măsurată cu un ohmmetru atunci când motorul este în repaus, fără putere, este de 2, 45 ohmi. Cât de mult este contra-EMF generatorul de motor la 4500 RPM?

Cât de mult va fi "curentul de intrare" atunci când motorul este inițial alimentat în sus (turația armăturii = 0 RPM), presupunând încă o dată 110 volți la bornele?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Contor E = 102.65 V @ 4500 RPM

Am inrush = 44, 9 A

Note:

Acest calcul îi ajută pe studenți să înțeleagă cât de semnificativ este curentul de intrare al unui motor electric.

Întrebarea 4

Dacă un curent electric este trecut prin acest fir, în ce direcție va fi împins firul (prin interacțiunea câmpurilor magnetice)?

Este un exemplu de motor electric sau de generator electric "# 4"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Cablul va fi împins în acest exemplu de motor .

Note:

Un ajutor vizual pentru înțelegerea interacțiunii celor două câmpuri magnetice este o diagramă care prezintă liniile de flux emise de magneții permanenți, față de liniile circulare ale fluxului din jurul firului. Întrebați-i pe acei studenți care au descoperit ilustrații similare în cercetarea lor pentru a desena o imagine a acestui lucru pe tablă în fața clasei, pentru cei care nu l-au văzut.

Întrebarea 5

Dacă ar fi analizat liniile de flux magnetic ale unui conductor care transportă curent, orientat perpendicular pe un câmp magnetic între doi magneți de bara, interacțiunea ar arăta cam așa:

Această interacțiune a liniilor fluxului magnetic (liniile drepte ale magneților barului față de cercurile sârmei) va produce o forță mecanică pe sârmă (numită forța Lorentz ). În ce direcție va acționa această forță? "# 5"> Răspuns dezvălui Ascunde răspunsul

Note:

Această întrebare servește drept o aplicare bună a regulii drepte (sau a regulii de stânga, dacă urmăriți notația fluxului de electroni).

Întrebarea 6

Dacă curentul este trecut printr-o bucla de sârmă, după cum se arată, în ce direcție se va roti bucla "// // www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00383x01.png">

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

În sensul acelor de ceasornic, cu un sfert de viraj (90 de grade).

Note:

Cereți studenților dvs. să identifice poli de câmp electromagnetic produs de această bucle de sârmă care poartă curent și apoi direcția de cuplu poate deveni mai ușor de înțeles.

Întrebarea 7

Un motor DC poate fi considerat ca o serie de electromagneți, distanțați radial în jurul unui arbore comun:

Acest motor special este de tip "magnet permanent", cu înfășurări de sârmă numai pe armătură.

Scrieți polaritățile magnetice necesare ("N" pentru nord și "S" pentru sud) pe vârfurile electromagnetice ale armăturii, pentru a menține rotația în sensul acelor de ceasornic .

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Următoarea întrebare: să presupunem că acest motor nu sa rotit așa cum ar fi trebuit atunci când a fost alimentat. Identificați unele eșecuri posibile (specifice) care ar putea determina motorul să nu se deplaseze la energizare.

Note:

Ilustrația prezentată atât în ​​întrebare cât și în răspuns oferă un mediu bun pentru discutarea comutării. Discutați cu elevii dvs. cum, pentru ca rotația motorului să fie continuă, electromagneții distanțați radial în jurul arborelui trebuie să se aprindă și să se dezactiveze la momentele potrivite pentru a "trage" și "împinge" întotdeauna în direcția corectă.

Asigurați-vă că petreceți timp cu elevii dvs. cu privire la întrebările de urmărire, luând în considerare posibilitățile non-electrice și electrice.

Întrebarea 8

Definiți următorii termeni pentru motorul DC:

• Camp
• Armatura
• Comutator
• Perie
Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

• Câmp: porțiunea motorului care creează câmpul magnetic staționar
• Armatura: porțiunea rotativă a motorului
• Comutator: benzi de cupru în cazul în care conductele bobinei de armare se termină, de obicei situate la un capăt al arborelui
• Pensulă: un bloc fix de carbon proiectat să intre în contact electric cu barele comutatorului în mișcare

Note:

Elevii pot găsi imagini ale motoarelor electrice DC în căutarea definițiilor acestor termeni. Lăsați-i să arate aceste imagini clasei dacă este posibil. De asemenea, un motor electric dezasamblat este un mare "propulsor" pentru discutarea nomenclatorului motorului electric.

Întrebarea 9

Atunci când un motor de curent continuu funcționează, în general se pot observa scântei unde periile de carbon intră în contact cu segmentele "comutator". Explicați de ce apare această scânteie și, de asemenea, definiți cuvântul "comutare" în utilizarea sa electrică.

Ce indică acest fenomen în ceea ce privește longevitatea motoarelor de curent continuu și adecvarea lor în anumite medii "# 9"> Reveal răspuns Ascunde răspunsul

Pentru a "comuta" înseamnă "a inversa direcția", în sensul electric al cuvântului. Rezultatul barelor și periilor comutatoarelor care realizează și rupe alternativ circuitul electric cu înfășurările armăturii provoacă invariabil un anumit grad de aprindere.

Întrebare de urmărire: identificați un mediu în care un motor scânteietor ar fi nesigur.

Note:

Dacă elevii dvs. se află într-un fel de muncă de întreținere electrică, ce tipuri de întreținere de rutină cred că ar trebui să facă în cazul motoarelor electrice de curent continuu, dat fiind prezența scântei la comutator? Întrebați-le ce probleme de siguranță ar putea prezenta această scânteie în anumite medii. Întrebați-i dacă credeți că există medii care ar fi deosebit de dăunătoare unui design motor precum acesta.

Întrebarea 10

Pe măsură ce bobinele de armatură ale unui motor de curent continuu se rotesc prin liniile de flux magnetic produse de polii de câmp staționar, tensiunea va fi indusă în aceste bobine. Descrieți modul în care acest fenomen se referă la Legea lui Faraday de inducție electromagnetică, în special în ceea ce privește variabilele care influențează magnitudinea tensiunii induse:

e = N


dt

Tensiunea auto-indusă produsă de o armătură rotativă este deseori numită contra-tensiune sau contra-EMF . De ce ar fi numit "contra"? Ce se înțelege prin această terminologie și ce principiu electromagnetic este ilustrat prin caracterul "contra" al acestei tensiuni induse?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Counter-EMF variază direct cu turația armăturii, cu numărul de rotații în înfășurările armăturii și, de asemenea, cu intensitatea câmpului. Se numește EMF "contra" din cauza legii lui Lenz: efectul indus se opune cauzei.

Note:

Principiul pe care doresc să îl comunic cel mai mult cu această problemă este că fiecare motor, atunci când operează, acționează și ca generator (care produce contra-EMF). Acest concept este esențial pentru înțelegerea comportamentului motorului electric, în special a curbelor de cuplu / viteză.

Întrebarea 11

Cantitatea de tensiune aplicată unui motor DC cu magnet permanent și cantitatea de curent care trece prin bobina de armătură a unui motor DC cu magnet permanent sunt legate de două cantități mecanice: viteza maximă și puterea de cuplare (forța de răsucire).

Care cantitate electrică se referă la cantitatea mecanică? Este o tensiune care se referă la viteză și curent la cuplu sau la versa? Explică-ți răspunsul.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Cantitatea de tensiune aplicată unui motor DC cu magnet permanent determină viteza de încărcare fără încărcătură, în timp ce cantitatea de curent prin înfășurările armăturii indică o ieșire a cuplului.

Note:

Această întrebare cere studenților să se refere la conceptele electromagnetismului și inducției electromagnetice împreună cu tensiunea și curentul. În timp ce stilul magnetului permanent al motorului DC prezintă relații aproape liniare între aceste variabile, toate motoarele electrice DC prezintă același model general: mai multă tensiune, mai multă viteză; mai mult curent, mai mult cuplu; toate celelalte variabile fiind egale.

Întrebarea 12

A apărut o problemă în acest circuit motor. Când întrerupătorul este pornit, motorul nu se rotește. Ea, cu toate acestea, atrage o mulțime de curent (de mai multe ori curent normal de funcționare), așa cum este indicat de ampermetru:

Pe baza acestor informații, ceea ce credeți că ar putea fi în neregulă cu circuitul "# 12"> Dezvăluiți răspunsul Ascundeți răspunsul

O cauză probabilă este fie înfășurarea câmpului, fie ceva în armătură (o perie, poate) a eșuat. Problemele interne ale motorului nu sunt însă singurele posibilități!

Note:

Această întrebare este un exercițiu în gândirea diagnosticului. Încercați întotdeauna elevii să încerce să diagnosticheze natura problemei cu informațiile date înainte de a lua mai multe măsurători sau observații. De prea multe ori, oamenii iau mai multe măsurători decât este necesar pentru a depana sistemele electrice, deoarece nu se gândesc destul de atent la ceea ce fac.

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →