Двигатель постоянного тока против генератора постоянного тока
Базовая 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 генератора постоянного тока. В этой статье более подробно рассматривается структура двигателя и генератора постоянного тока и принцип их работы, и, наконец, подчеркивается разница между двигателем постоянного тока и генератором.
Подробнее о генераторе постоянного тока
Генераторы состоят из двух обмоток; один - это якорь, который генерирует электричество за счет электромагнитной индукции, а другой - компонент поля, который создает статическое магнитное поле. Когда якорь движется относительно поля, возникает ток из-за изменения магнитного потока вокруг него. Ток известен как индуцированный ток, а напряжение, которое его возбуждает, известно как электродвижущая сила. Повторяющееся относительное движение, необходимое для этого процесса, достигается вращением одного компонента относительно другого. Вращающаяся часть называется ротором, а неподвижная часть - статором. Ротор выполнен в виде якоря, а составляющая поля - в виде статора. Когда ротор движется, магнитный поток изменяется в зависимости от относительного положения ротора и статора,где магнитный поток, приложенный к якорю, постепенно изменяется и меняет полярность.
Небольшое изменение конфигурации контактных выводов якоря позволяет получить выход без изменения полярности. Такой генератор известен как генератор постоянного тока. Коммутатор, дополнительный компонент, добавляемый к контактам якоря, обеспечивает изменение полярности тока в цепи каждые полупериод якоря.
Выходное напряжение якоря становится синусоидальным из-за повторяющегося изменения полярности поля относительно якоря. Коммутатор позволяет заменять контактные выводы якоря на внешнюю цепь. Щетки прикреплены к контактным клеммам якоря, а контактные кольца используются для поддержания электрического соединения между якорем и внешней цепью. Когда полярность тока якоря изменяется, этому противодействуют путем изменения контакта с другим контактным кольцом, что позволяет току течь в том же направлении.
Следовательно, ток через внешнюю цепь - это ток, полярность которого не меняется со временем, отсюда и название постоянного тока. Однако ток меняется во времени и выглядит как импульсы. Чтобы противостоять этим эффектам пульсации, необходимо регулировать напряжение и ток.
Подробнее о двигателе постоянного тока
Основные части двигателя постоянного тока аналогичны генератору. Ротор - это вращающийся компонент, а статор - это неподвижный компонент. Оба имеют обмотки катушек для создания магнитного поля, а отталкивание магнитного поля заставляет ротор двигаться. Ток подается на ротор через контактные кольца или используются постоянные магниты. Кинетическая энергия ротора, передаваемая на вал, соединенный с ротором, и создаваемый крутящий момент действуют как движущая сила механизма.
Используется 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 поддержания электрического соединения с обмоткой ротора, а внутренняя коммутация изменяет полярность электромагнита, чтобы поддерживать вращательное движение. В двигателях постоянного тока в качестве статоров используются постоянные или электромагниты. В практическом двигателе постоянного тока обмотка якоря состоит из ряда катушек в пазах, каждая из которых занимает 1 / p площади ротора для p-полюсов. В небольших двигателях количество катушек может составлять всего шесть, в то время как в больших двигателях оно может достигать 300. Все катушки соединены последовательно, и каждый переход соединен с шиной коммутатора. 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 - бесщеточные двигатели, у которых есть постоянные магниты, поскольку ротор и электромагниты расположены в роторе. Транзистор высокой мощности заряжается и приводит в движение электромагниты.
В чем разница между двигателем постоянного тока и генератором постоянного тока?
• Базовая 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 механизм коммутатора. Двигатели постоянного тока используют коммутаторы для изменения полярности магнитного поля, в то время как генератор постоянного тока использует их, чтобы противостоять эффекту поляризации и превращать выходной сигнал якоря в сигнал постоянного тока.
• Их можно рассматривать как одно и то же устройство, работающее двумя разными способами.
