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Analogías Hidráulico-Eléctricas: Motores de la C.C., parte 5

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La naturaleza análoga de sistemas hydráulicos y de sus contrapartes eléctricas puede ser comparada y ser puesta en contraste examinando los motores y la conversión de energía.

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¿El motor convencional de la C.C. consiste en pedazos de poste inmóviles, una bobina de rotor abarcada de una o más vueltas de un conductor, una serie de los segmentos del conmutador (dos para cada bobina en el rotor), y un par de cepillos para ligar la corriente del mundo inmóvil del exterior al interior del motor? mundo giratorio de s. Los segmentos del conmutador se hacen típicamente del cobre y los cepillos consisten en el grafito. Ambos son conductores, más el grafito proporciona un lubricante sólido entre el cobre y el grafito que llevan para cepillar más de largo vida.

El cuadro 14 ofrece mismo un dibujo de Johnsond del simplifieJack de un motor de la C.C. en su forma más básica. Aquí, la bobina de rotor tiene solamente una vuelta. Sin embargo, haciendo este tipo del motor funcione requiere muchas más vueltas desarrollar cantidades prácticas de esfuerzo de torsión. Los pedazos de poste del estator se demuestran como imanes permanentes, y, de hecho, algunos pequeños motores se construyen con un estator del imán permanente. En motores más grandes, la corriente controlable a través de bobinas acciona los electroimanes. ¿Después, nosotros? demostración del ll que la corriente de la bobina de estator en el motor de la C.C. es perfectamente análoga al ajuste de la dislocación en bombas y motores volumétricos.

El motor de la C.C. del cuadro 14 funciona como sigue: Los imanes del estator proporcionan una fuente de flujo magnético. Cuando el rotor, con los segmentos de los cepillos y del conmutador (colectivamente, los segmentos del conmutador simplemente se llaman el conmutador), están conectados con una batería externa como se muestra, el lado derecho de la bobina de rotor actual-que lleva se sumerge en el campo magnético. Experimenta posteriormente una fuerza debida el actual que es llevado adentro una dirección lejos del espectador.

La regla derecha lleva a una fuerza que se dirija hacia arriba (memoria que la dirección del flujo magnético del estator sea del poste de N al poste de S) en esos conductores. Pues las vueltas actuales al conmutador en el lado izquierdo de la bobina de rotor, él experimentan el mismo flujo magnético, pero la dirección actual ahora viene hacia el espectador. La dirección opuesta de la corriente, pero con iguales N--s a la dirección del flujo del campo, causa una fuerza hacia abajo en el lado izquierdo de la bobina de rotor. El resultado es un esfuerzo de torsión que tiende a dar vuelta al rotor en una dirección a la izquierda.

El conmutador mantiene la corriente la bobina de rotor que entra en la dirección correcta en los dos lados de la bobina. Asuma que el rotor está en la posición demostrada en el cuadro 14 y giro en la dirección a la izquierda. En ese punto, la bobina experimenta la cantidad más grande de flujo de los imanes del estator y por lo tanto genera la cantidad más grande de esfuerzo de torsión. ¿Las roturas entre los dos segmentos del conmutador se sitúan en los 12 y los 6 o? registre las posiciones, como se muestra, y la corriente puede entrar en y dejar libremente la bobina con los cepillos completamente que entran en contacto con y sus segmentos respectivos del conmutador.

Sin embargo, cuando el rotor da vuelta a 90 grados a la izquierda de la posición demostrada, tres acciones ocurren. ¿Primero, los lados de la bobina de rotor mueven paralelo al flujo del estator, que doesn? t genera cualquier voltaje. En segundo lugar, los cepillos, que son más anchos que el boquete que separa los segmentos del conmutador, crean un cortocircuito a través de la batería y a través de los dos extremos de la bobina de rotor. Tercero, éste es el punto donde ocurre la conmutación real.

Si el rotor da vuelta a, por ejemplo, cerca de 15 o 20 más grados, el lado de la bobina que ahora llevó la corriente lejos del observador comienza a llevar la corriente hacia el observador. Es decir la corriente instantánea en la bobina de rotor se fuerza para cambiar la dirección. ¡El rotor está llevando realmente corriente alternada aunque es un motor de la C.C.! Esto es perfectamente análogo a un motor hidráulico en el cual los pistones, engranajes, o las paletas, con sus acciones de intercambio, lleven flujo de alternancia mientras que la placa portuaria (conmutador hidráulico) convierte el flujo directo entrante en flujo de alternancia interno. El conmutador en el motor de la C.C. convierte la corriente continua entrante en flujo de alternancia interno.

La condición del cortocircuito en el punto de la conmutación es claramente un problema. Mientras que el motor funciona, los cepillos y el conmutador crean energía-perder la formación de arcos. Los cepillos para el motor, según las indicaciones del cuadro 14, son demasiado anchos para el boquete de la separación, y llevarían a la corriente excesiva. Los boquetes deben ser ensanchados y/o los cepillos tienen que ser enangostados para ser prácticos. Los problemas con la conmutación en el motor de la C.C. son casi perfectamente análogos a los problemas de la cruce en una bomba de pistón, cuando el diámetro del pistón es mayor que la separación entre los puertos del riñón.

¿La condición flujo-conductor-actual, según lo indicado previamente, explica el rotor? esfuerzo de torsión máximo de s en la posición demostrada en el cuadro 14. También da lugar a la cantidad más grande de voltaje contrario inducido en el rotor.

Los médicos del arte y de la ciencia electromecánicos llaman a tal emf inducido del contador del voltaje, invirtiendo al sinónimo arcaico de la fuerza electromotriz (emf) para el voltaje. ¿Él? ¿s llamó al emf contrario porque tiende a? ¿empuje? ¿corriente nuevamente dentro de la batería, opuestamente a la batería, y él? s la misma corriente que comenzó la acción en el primer lugar. ¿Él doesn? t empuja literalmente la corriente nuevamente dentro de la batería; eso requeriría la existencia del movimiento perpetuo o una carga que domina en el eje. El motor genera a un emf del contador que reduzca la corriente como el rotor acelera. ¿Llaman el emf del contador también a veces voltaje trasero del emf o de la velocidad, porque él? voltaje del S.A. inducido por la velocidad relativa entre el campo del flujo magnético y un conductor.

Poner una carga externa en el eje de salida del motor retrasará el motor. Mientras que retrasa, la bobina de rotor se mueve más lentamente a través del campo del estator, reduciendo el voltaje inducido. ¿Mientras que reducido el emf contrario lucha contra el voltaje de la batería, las subidas actuales, que aumenta el motor? s hizo salir el esfuerzo de torsión de modo que pueda intentar superar la carga. ¿Al mismo tiempo, la corriente más alta de la batería? ¿dice la batería? ¿eso allí? s una carga creciente en el motor.

Esto revela un concepto importante de todas las máquinas de la energía-conversión: ¿Cuándo la carga de la salida aumenta, el lado de la entrada-energía de la máquina recibe a? ¿mensaje? para entregar más energía de entrada de cumplir el requisito de levantamiento de energía de la carga. ¿Él? manifestación del S.A. del ahorro de energía. ¿Usted puede? t sale más energía que usted introduce. ¿Usted puede? t tiene eficacia de energía mayor del de 100%. ¿Y usted puede? t alcanza el movimiento perpetuo. ¿Como las pompas hydráulicas y los motores, motores eléctricos? ¿si CA o C.C.? debe obedecer este principio.

Determinación de velocidad del C.C.-Motor

La velocidad de los motores de CA se liga siempre a la frecuencia del voltaje de fuente de la CA. El motor síncrono tiene características que permitan que empiece con la velocidad cero, y se trabará así sobre el campo de rotación y funcionará a la velocidad síncrona. Y el motor de inducción se acerca a la velocidad síncrona del campo de rotación.

¿Así pues, qué determina velocidad del C.C.-motor? ¿Indicado simplemente, él? s atado directamente al voltaje aplicado y a la fuerza del campo magnético del estator. ¿Sin embargo, él? s calculado no fácilmente por el usuario del motor. De hecho, puede ser difícil clavar abajo la fuerza del estator-campo, y requiere datos de la placa de identificación.

Después de que la corriente continua externa se aplique en el motor, los resultados actuales en el esfuerzo de torsión, el rotor aceleran, y el voltaje de la velocidad se acumula. Esto hace la corriente caer, así reduciendo el esfuerzo de torsión y la aceleración. ¿En un cierto punto? ¿no si se asume que ninguna carga está en el eje del motor? el emf del contador se acerca al voltaje aplicado, la corriente acerca a las paradas cero, y de la aceleración. El motor alcanza una velocidad sin carga de estado estacionario cuando el emf del contador es aproximadamente igual al voltaje de fuente. La carga de eje cada vez mayor reducirá velocidad, según lo discutido ya.

Velocidad del motor que controla

Debe ser obvio que el voltaje de fuente creciente puede acelerar velocidad del motor de la C.C. Pero un fenómeno interesante ocurre si el campo del estator se hace variable. ¿Considere un motor de la C.C. eso? s equipado de un campo electromágnetico del estator. ¿Es decir el doesn del magnetismo? t viene de los imanes permanentes; algo, viene de una bobina envuelta alrededor de los pedazos de poste del estator del hierro. El campo magnético del estator se refiere casi siempre, simplemente, como el campo. Con el estator-campo controlable actual, llamado corriente de campo, la fuerza del campo magnético del estator puede también ser controlada.

¿Considere el motor está funcionando en, por ejemplo, 1500 RPM, en un voltaje de fuente y una corriente de campo particulares, y entonces allí? s un aumento en corriente de campo. ¿Qué sucede? ¡La mayor fuerza de campo producirá a un mayor emf del contador a la velocidad que prevalece y el motor retrasará!

La corriente de campo, que hace la variable del motor, es perfectamente análoga a la dislocación de un motor volumétrico. En un flujo dado de la entrada, un aumento en la dislocación retrasará el motor hidráulico. La corriente de campo de disminución acelera el motor de la C.C. en una carga de eje dada y un voltaje de fuente dado. La dislocación de disminución de un motor hidráulico acelera el motor hidráulico en un esfuerzo de torsión dado del flujo y de la carga. Una vez más la analogía es esencialmente perfecta.