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Wie funktioniert ein Gleichstrommotor?

Dieselbe Gleichstrommaschine kann als Motor oder Generator verwendet werden. Daher theoretisch Bau eines Gleichstrommotors ist das gleiche wie das eines Gleichstromgenerators.

Arbeitsprinzip eines Gleichstrommotors

Ein Elektromotor ist eine elektrische Maschine, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Das grundlegende Arbeitsprinzip eines Gleichstrommotors ist: "Wenn sich ein stromführender Leiter in einem Magnetfeld befindet, erfährt er eine mechanische Kraft ". Die Richtung dieser Kraft wird durch Flamen angegebenDie Regel für die linke Hand und ihre Größe wird durch F = BIL angegeben. Dabei ist B = magnetische Flussdichte, I = Strom und L = Länge des Leiters innerhalb des Magnetfelds.
Flemings linke Handregel: Wenn wir den ersten Finger strecken, den zweiten Fingerund der Daumen unserer linken Hand ist senkrecht zueinander, und die Richtung des Magnetfelds wird durch den ersten Finger dargestellt, die Richtung des Stroms wird durch den zweiten Finger dargestellt, dann repräsentiert der Daumen die Richtung der Kraft, die durch den Stromfluss erfahren wird Dirigent.
Arbeiten der Gleichstrommotoranimation
Animation: Funktion des Gleichstrommotors
(Kredit: Lookang)
Die obige Animation hilft beim Verständnis der Arbeitsprinzip eines Gleichstrommotors. Wenn Ankerwicklungen mit einem Gleichstrom verbunden sindIn der Versorgung stellt sich ein elektrischer Strom in der Wicklung ein. Das Magnetfeld kann durch Feldwicklung (Elektromagnetismus) oder durch Verwendung von Permanentmagneten bereitgestellt werden. In diesem Fall erfahren stromführende Ankerleiter aufgrund des Magnetfelds eine Kraft gemäß dem oben genannten Prinzip.
Kommutator wird segmentiert, um zu erreichenunidirektionales Drehmoment. Andernfalls hätte sich die Kraftrichtung jedes Mal geändert, wenn die Bewegungsrichtung des Leiters im Magnetfeld umgekehrt wird. So funktioniert ein Gleichstrommotor!

Zurück EMF

Nach den Grundgesetzen der Natur, neinEnergieumwandlung ist möglich, bis der Umwandlung etwas entgegensteht. Bei Generatoren wird dieser Widerstand durch magnetischen Widerstand erzeugt, bei Gleichstrommotoren dagegen zurück emf.
Wenn sich der Anker eines Motors dreht, wird derLeiter schneiden auch die magnetischen Flusslinien, und entsprechend dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion induziert eine EMK in den Ankerleitern. Die Richtung dieser induzierten EMK ist so, dass sie dem Ankerstrom entgegenwirkt (Iein). Das folgende Schaltbild zeigt die Richtung der Gegen-EMK und des Ankerstroms. Größe der Zurück emf kann durch die EMK-Gleichung eines Gleichstromgenerators gegeben werden.

Bedeutung der Gegenkraft

Die Stärke der Gegenkraft ist direkt proportional zuGeschwindigkeit des Motors. Die Last eines Gleichstrommotors wird plötzlich reduziert. In diesem Fall ist das erforderliche Drehmoment im Vergleich zum aktuellen Drehmoment gering. Die Motordrehzahl steigt aufgrund des zu hohen Drehmoments an. Da dies proportional zur Geschwindigkeit ist, nimmt auch die Größe der Gegen-EMK zu. Mit zunehmender Gegenkraft wird der Ankerstrom abnehmen. Da das Drehmoment dem Ankerstrom proportional ist, nimmt es ebenfalls ab, bis es für die Last ausreichend ist. Somit wird die Geschwindigkeit des Motors reguliert.
Andererseits, wenn ein Gleichstrommotor plötzlich istgeladen, verringert die Last die Geschwindigkeit. Aufgrund der Abnahme der Geschwindigkeit nimmt auch die Gegenkraft ab, wodurch mehr Ankerstrom erzeugt wird. Ein erhöhter Ankerstrom erhöht das Drehmoment, um die Lastanforderung zu erfüllen. Daher die Anwesenheit der zurück EMF macht einen Gleichstrommotor "selbstregulierend".

Arten von Gleichstrommotoren

Gleichstrommotoren werden normalerweise anhand ihrer Erregungskonfiguration wie folgt klassifiziert:
  • Separat angeregt (Feldwicklung wird von externer Quelle gespeist)
  • Aufgeregt -
    • Reihenwicklung (Feldwicklung ist in Reihe mit dem Anker geschaltet)
    • Nebenschlusswicklung (Feldwicklung ist parallel zum Anker geschaltet)
    • Verbundwunde -
      • Langer Shunt
      • Kurzer Shunt
Hier finden Sie die Klassifizierung der Gleichstrommaschinen.

Bemerkungen