Двигатель постоянного тока против генератора постоянного тока
Основная внутренняя структура двигателя постоянного тока и генератора постоянного тока одинакова и работает по законам индукции Фарадея. Однако способ работы двигателя постоянного тока отличается от способа работы операторов генератора постоянного тока. В этой статье более подробно рассматривается структура двигателя постоянного тока и генератора, как они работают, и, наконец, подчеркивается разница между двигателем постоянного тока и генератором.
Подробнее о генераторе постоянного тока
Генераторы имеют две обмотки; один - это якорь, который генерирует электричество за счет электромагнитной индукции, а другой - компонент поля, создающий статическое магнитное поле. Когда якорь движется относительно поля, индуцируется ток из-за изменения потока вокруг него. Ток известен как индуцированный ток, а напряжение, которое приводит его в движение, известно как электродвижущая сила. Повторяющееся относительное движение, необходимое для этого процесса, достигается вращением одного компонента относительно другого. Вращающаяся часть называется ротором, а неподвижная часть называется статором. Ротор выполнен в виде якоря, а составляющая поля – статор. По мере движения ротора магнитный поток меняется в зависимости от относительного положения ротора и статора, где магнитный поток, приложенный к якорю, постепенно меняется и меняет полярность.
Небольшое изменение конфигурации контактных клемм якоря позволяет получить выход без изменения полярности. Такой генератор известен как генератор постоянного тока. Коммутатор, дополнительный компонент, добавленный к контактам якоря, обеспечивает изменение полярности тока в цепи каждые полпериода якоря.
Выходное напряжение якоря становится синусоидальным из-за повторяющегося изменения полярности поля относительно якоря. Коммутатор позволяет переключать контактные зажимы якоря на внешнюю цепь. Щетки прикреплены к контактным клеммам якоря, а токосъемные кольца используются для сохранения электрического соединения между якорем и внешней цепью. Когда полярность тока якоря меняется, этому противодействует изменение контакта с другим токосъемным кольцом, что позволяет току течь в том же направлении.
Поэтому ток через внешнюю цепь представляет собой ток, который не меняет полярность со временем, отсюда и название постоянного тока. Однако ток изменяется во времени, его можно рассматривать как импульсы. Чтобы противостоять этим пульсациям, необходимо регулировать напряжение и ток.
Подробнее о двигателе постоянного тока
Основные части двигателя постоянного тока аналогичны генератору. Ротор - это вращающийся элемент, а статор - неподвижный элемент. У обоих есть обмотки катушки для создания магнитного поля, а отталкивание магнитного поля заставляет ротор двигаться. Ток подается на ротор через токосъемные кольца или используются постоянные магниты. Кинетическая энергия ротора, передаваемая на вал, соединенный с ротором, и создаваемый крутящий момент действуют как движущая сила механизма.
Используются два типа двигателей постоянного тока: щеточный электродвигатель постоянного тока и бесщеточный электродвигатель постоянного тока. Фундаментальный физический принцип работы генераторов постоянного тока и двигателей постоянного тока одинаков.
В щеточных двигателях щетки используются для обеспечения электрической связи с обмоткой ротора, а внутренняя коммутация изменяет полярность электромагнита, чтобы поддерживать устойчивое вращательное движение. В двигателях постоянного тока в качестве статоров используются постоянные или электромагниты. В практичном двигателе постоянного тока обмотка якоря состоит из нескольких катушек в пазах, каждая из которых простирается на 1/p площади ротора для p полюсов. В небольших двигателях количество катушек может составлять всего шесть, а в больших двигателях оно может достигать 300. Все катушки соединены последовательно, и каждое соединение подключено к коллекторной шине. Все катушки под полюсами способствуют созданию крутящего момента.
В небольших двигателях постоянного тока количество обмоток невелико, а в качестве статора используются два постоянных магнита. Когда требуется более высокий крутящий момент, количество обмоток и сила магнита увеличиваются.
Второй тип - это бесщеточные двигатели, которые имеют постоянные магниты, так как ротор и электромагниты расположены в роторе. Мощный транзистор заряжается и приводит в действие электромагниты.
В чем разница между двигателем постоянного тока и генератором постоянного тока?
• Основная внутренняя структура двигателя и генератора одинакова и работает по законам индукции Фарадея.
• Генератор имеет вход механической энергии и выдает постоянный ток на выходе, в то время как двигатель имеет вход постоянного тока и механический выход.
• Оба используют коммутаторный механизм. Двигатели постоянного тока используют коммутаторы для изменения полярности магнитного поля, в то время как генератор постоянного тока использует их для противодействия эффекту поляризации и преобразования выходного сигнала якоря в сигнал постоянного тока.
• Их можно рассматривать как одно и то же устройство, работающее двумя разными способами.
