Qu'est-ce qu'une machine à courant continu: construction et fonctionnement

La machine DC peut être classée en deux types à savoir Moteurs à courant continu ainsi que DC générateurs . La plupart des machines à courant continu sont équivalentes aux machines à courant alternatif car elles incluent des courants alternatifs ainsi que des tensions alternatives. La sortie de la machine CC est une sortie CC car ils convertissent la tension CA en tension CC. La conversion de ce mécanisme est connue sous le nom de commutateur, ainsi ces machines sont également appelées machines à commutation. La machine à courant continu est le plus souvent utilisée pour un moteur. Les principaux avantages de cette machine comprennent la régulation du couple ainsi que la vitesse facile. Le applications de la machine DC est limité aux trains, aux moulins et aux mines. Par exemple, les voitures de métro souterraines, ainsi que les chariots, peuvent utiliser des moteurs à courant continu. Dans le passé, les automobiles étaient conçues avec des dynamos DC pour charger leurs batteries.

Qu'est-ce qu'une machine DC?

Une machine à courant continu est un dispositif électromécanique d'altération d'énergie. Le principe de fonctionnement d'un DC machine C'est lorsque le courant électrique circule à travers une bobine dans un champ magnétique, puis la force magnétique génère un couple qui fait tourner le moteur à courant continu. Les machines DC sont classées en deux types tels que le générateur DC ainsi que le moteur DC.

Machine à courant continu

La fonction principale du générateur CC est de convertir la puissance mécanique en puissance électrique CC, tandis qu'un moteur CC convertit la puissance CC en puissance mécanique. Le Moteur AC est fréquemment utilisé dans les applications industrielles pour transformer l'énergie électrique en énergie mécanique. Cependant, un moteur à courant continu est applicable là où une bonne régulation de vitesse et une large plage de vitesses sont nécessaires, comme dans les systèmes de transaction électrique.

Construction de la machine DC

La construction de la machine à courant continu peut être effectuée en utilisant certaines des pièces essentielles telles que le joug, le noyau de pôle et les chaussures de pôle, la bobine de pôle et la bobine de champ, le noyau d'armature, l'enroulement d'armature sinon le conducteur, le commutateur, les balais et les roulements. Certains pièces de la machine DC est discuté ci-dessous.

Construction de la machine DC

Joug

Un autre nom d'un joug est le cadre. La fonction principale de la culasse de la machine est d'offrir un support mécanique destiné aux poteaux et protège l'ensemble de la machine de l'humidité, de la poussière, etc. Les matériaux utilisés dans la culasse sont conçus avec de la fonte, de l'acier moulé ou de l'acier laminé.

Pôle et noyau de pôle

Le pôle de la machine à courant continu est un électroaimant et l'enroulement de champ s'enroule entre les pôles. Chaque fois que l'enroulement de champ est excité, le pôle donne un flux magnétique. Les matériaux utilisés pour cela sont l'acier moulé, la fonte sinon le noyau polaire. Il peut être construit avec les tôles en acier recuit pour réduire la chute de puissance due aux courants de Foucault.

Chaussure de pôle

Le sabot de poteau dans la machine DC est une partie importante ainsi que pour agrandir la région du poteau. En raison de cette région, le flux peut être réparti dans l'entrefer et un flux supplémentaire peut être passé à travers l'espace d'air vers l'armature. Les matériaux utilisés pour construire le sabot de poteau sont de la fonte, sinon de la fonte, et ont également utilisé une stratification en acier recuit pour réduire la perte de puissance due aux courants de Foucault.

Enroulements de champ

En cela, les enroulements sont blessés dans la région du noyau polaire et appelés bobine de champ. Chaque fois que le courant est fourni à travers un enroulement de champ, il électromagnétique les pôles qui génèrent le flux requis. Le matériau utilisé pour les enroulements de champ est le cuivre.

Noyau d'armature

Le noyau d'armature comprend un grand nombre de fentes à l'intérieur de son bord. Le conducteur d'induit est situé dans ces fentes. Il fournit le chemin à faible réluctance vers le flux généré par l'enroulement de champ. Les matériaux utilisés dans ce noyau sont des matériaux de perméabilité à faible réluctance comme le fer autrement coulé. La stratification est utilisée pour diminuer la perte due aux courants de Foucault.

Enroulement d'induit

L'enroulement d'armature peut être formé en interconnectant le conducteur d'armature. Chaque fois qu'un enroulement d'induit est tourné à l'aide d'un moteur principal, la tension, ainsi que le flux magnétique, y sont induits. Ce bobinage est associé à un circuit extérieur. Les matériaux utilisés pour cet enroulement sont des matériaux conducteurs comme le cuivre.

Commutateur

La fonction principale du commutateur dans la machine à courant continu est de collecter le courant du conducteur d'induit et de fournir le courant à la charge à l'aide de balais. Et fournit également un couple unidirectionnel pour le moteur à courant continu. Le commutateur peut être construit avec un grand nombre de segments sous forme de bord en cuivre étiré dur. Les segments du collecteur sont protégés de la fine couche de mica.

Pinceaux

Les brosses de la machine CC collectent le courant du collecteur et le fournissent à la charge extérieure. Les brosses s'usent avec le temps pour être inspectées fréquemment. Les matériaux utilisés dans les brosses sont du graphite sinon du carbone qui est de forme rectangulaire.

Types de machines à courant continu

L'excitation de la machine à courant continu est classée en deux types, à savoir l'excitation séparée, ainsi que l'auto-excitation. Dans un type à excitation distinct de machine à courant continu, les bobines de champ sont activées avec une source DC séparée. Dans le type de machine à courant continu à auto-excitation, le flux de courant à travers l'enroulement de champ est fourni avec la machine. Les principaux types de machines à courant continu sont classés en quatre types, dont les suivants.

• Machine DC excitée séparément
• Machine à bobinage / shunt.
• Machine en série / série.
• Machine enroulée / composée.

Séparément excité

Dans une machine CC excitée séparément, une source CC séparée est utilisée pour activer les bobines de champ.

Shunt Blessure

Dans les machines à courant continu à enroulement shunt, les bobines de champ sont alliées en parallèle via l'armature . Comme le champ shunt obtient la tension o / p complète d'un générateur sinon une tension d'alimentation du moteur, il est normalement constitué d'un grand nombre de torsions de fil fin avec un petit courant de champ transportant.

Série Blessure

Dans les machines à courant continu à enroulement en série, les bobines de champ sont alliées en série à travers l'armature. Comme l'enroulement de champ en série reçoit le courant d'induit, ainsi que le courant d'induit est énorme, pour cette raison, l'enroulement de champ en série comprend quelques torsades de fil de grande région de section transversale.

Blessure composée

Une machine composée comprend à la fois la série et les champs shunt. Les deux enroulements sont réalisés avec chaque pôle de la machine. L'enroulement en série de la machine comprend quelques torsions d'une énorme région de section transversale, ainsi que les enroulements de shunt, comprennent plusieurs torsions de fil fines.

La connexion de la machine composée peut se faire de deux manières. Si le champ shunt est allié en parallèle uniquement par l'armature, alors la machine peut être nommée `` machine composée de shunt court '' et si le champ shunt est allié en parallèle à la fois par l'armature et par le champ série, alors le la machine est appelée «machine composée à long shunt».

Équation EMF de la machine DC

Le Machine à courant continu e.m.f peut être défini comme lorsque l'armature de la machine à courant continu tourne, la tension peut être générée dans les bobines. Dans un générateur, le e.m.f de rotation peut être appelé emf généré, et Er = Eg. Dans le moteur, la force électromotrice de rotation peut être appelée comme contre-force ou contre-force électromotrice, et Er = Eb.

Soit Φ le flux utile pour chaque pôle dans les webers

P est le nombre total de pôles

z est le nombre total de conducteurs dans l'armature

n est la vitesse de rotation d'une armature dans le tour pour chaque seconde

A est le non. de voie parallèle dans toute l'armature parmi les brosses de polarité opposée.

Z / A est le non. de conducteur d'induit en série pour chaque voie parallèle

Comme le flux pour chaque pôle est «Φ», chaque conducteur coupe un flux «PΦ» en une seule révolution.

La tension produite pour chaque conducteur = slash de flux pour chaque tour en WB / Temps pris pour un seul tour en quelques secondes

Au fur et à mesure que «n» révolutions sont terminées en une seule seconde, 1 tour sera effectué en 1 / n seconde. Ainsi, le temps d'un seul tour d'armature est de 1 / n sec.

La valeur standard de la tension produite pour chaque conducteur

p Φ / 1 / n = np Φ volts

La tension produite (E) peut être décidée avec le nombre de conducteurs d'induit dans la série I n'importe quelle voie parmi les balais ainsi, toute la tension produite

E = tension standard pour chaque conducteur x non. de conducteurs en série pour chaque voie

E = n.P.Φ x Z / A

L'équation ci-dessus est le e.m.f. l'équation de la machine DC.

Machine à courant continu contre machine à courant alternatif

La différence entre le moteur à courant alternatif et le moteur à courant continu comprend les éléments suivants.

Pertes dans la machine à courant continu

Nous savons que la fonction principale d'une machine DC consiste à convertir l'énergie mécanique en énergie électrique . Tout au long de cette méthode de conversion, toute la puissance d'entrée ne peut pas être transformée en puissance de sortie en raison de la perte de puissance sous différentes formes. Le type de perte peut changer d'un appareil à l'autre. Ces pertes diminueront l'efficacité de l'appareil ainsi que la température augmentera. Les pertes d'énergie de la machine CC peuvent être classées en pertes électriques sinon de cuivre, pertes de noyau sinon pertes de fer, pertes mécaniques, pertes de brosse et pertes de charge parasite.

Avantages de la machine à courant continu

Les avantages de cette machine sont les suivants.

• Les machines à courant continu comme les moteurs à courant continu présentent divers avantages tels que le couple de démarrage est élevé, l'inversion, le démarrage et l'arrêt rapides, les vitesses variables via l'entrée de tension
• Ceux-ci sont très faciles à contrôler et moins chers par rapport à AC
• Le contrôle de la vitesse est bon
• Le couple est élevé
• L'opération est transparente
• Sans harmoniques
• L'installation et la maintenance sont faciles

Applications de la machine à courant continu

À l'heure actuelle, la production d'énergie électrique peut se faire en vrac sous forme de courant alternatif (courant alternatif). Par conséquent, l'utilisation de machines à courant continu telles que les moteurs et les générateurs générateurs à courant continu est extrêmement limitée car ils sont principalement utilisés pour fournir l'excitation de la gamme minuscule et moyenne d'alternateurs. Dans les industries, les machines à courant continu sont utilisées pour différents processus tels que le soudage, l'électrolyse, etc.

Généralement, le courant alternatif est généré et après cela, il est transformé en courant continu à l'aide de redresseurs. Par conséquent, le générateur CC est supprimé par une alimentation CA qui est redressée pour être utilisée dans plusieurs applications. Les moteurs à courant continu sont fréquemment utilisés comme des variateurs de vitesse et lorsque des changements de couple sévère se produisent.

L'application de la machine à courant continu en tant que moteur est utilisée en divisant en trois types tels que la série, le shunt et le composé, tandis que l'application de la machine à courant continu en tant que générateur est classée en générateurs excités séparément, en série et en shunt.

Il s'agit donc de machines DC. À partir des informations ci-dessus, enfin, nous pouvons conclure que les machines à courant continu sont des générateurs à courant continu et docteur moteur . Le générateur DC est principalement utile pour fournir des sources DC vers la machine DC dans les centrales électriques. Alors que le moteur à courant continu entraîne certains appareils comme les tours, les ventilateurs, les pompes centrifuges, les presses à imprimer, les locomotives électriques, les palans, les grues, les convoyeurs, les laminoirs, les pousse-pousse automatiques, les machines à glace, etc. Voici une question pour vous, qu'est-ce que c'est commutation dans la machine à courant continu?