Өріс катушкасы - Field coil

Қазіргі заманғы арзан әмбебап мотор, а шаңсорғыш. Өрістің орамдары артқы жағына, екі жағына қара мыс түсті. Ротордың ламинатталған ядросы сұр металдан жасалған, катушкаларды орауға арналған қараңғы ойықтары бар. Коммутатор (ішінара жасырын) қолданудан күңгірт болды; бұл алдыңғы жаққа қарай. Алдыңғы қатардағы үлкен қоңыр құйылған-пластиктен жасалған бөлік щетка бағыттаушылары мен щеткаларын (екі жағы), сондай-ақ алдыңғы қозғалтқыш мойынтірегін қолдайды.

A далалық катушка болып табылады электромагнит а жасау үшін қолданылады магнит өрісі электромагниттік машинада, әдетте айналмалы электр машинасы сияқты а мотор немесе генератор. Ол ток өтетін сым катушкасынан тұрады.

Айналмалы машинада өріс катушкалары темірге оралады магниттік ядро магнит өрісінің сызықтарын бағыттайтын. Магниттік ядро ​​екі бөліктен тұрады; а статор ол стационарлық және а ротор ішінде айналады. Магниттік өріс сызықтары үздіксіз циклде немесе магниттік тізбек статордан ротор арқылы және қайтадан статор арқылы. Өріс катушкалары статорда немесе роторда болуы мүмкін.

Магниттік жол сипатталады тіректер, магнит өрісінің сызықтары статордан роторға немесе керісінше өтетін ротордың айналасындағы тең бұрыштардағы орындар. Статор (және ротор) полюстер саны бойынша жіктеледі. Көптеген келісімдер бір полюсте бір өріс катушкасын қолданады. Кейбір ескі немесе қарапайым келісімдерде екі шетінде полюсі бар бір өріс катушкасы қолданылады.

Далалық катушкалар көбінесе айналмалы машиналарда кездескенімен, олар әрдайым бірдей терминологиямен болмаса да, көптеген басқа электромагниттік машиналарда қолданылады. Оларға қарапайым электромагниттер сияқты күрделі зертханалық құралдарға дейін масс-спектрометрлер және NMR машиналары. Өріс катушкалары кезінде кеңінен қолданылған динамиктер жеңіл магниттердің жалпы қол жетімділігіне дейін (қараңыз) Далалық катушка дауыс зорайтқышы көбірек).

Бекітілген және айналмалы өрістер

Көпшілігі[1 ескерту] Тұрақты ток өріс катушкалары тұрақты, статикалық өрісті тудырады. Көпшілігі үш фазалы Айнымалы өрістің катушкалары айналмалы өрісті an бөлігі ретінде құру үшін қолданылады электр қозғалтқышы. Бір фазалы Айнымалы қозғалтқыштар осы үлгілердің кез-келгеніне сәйкес келуі мүмкін: әдетте шағын моторлар әмбебап қозғалтқыштар, коммутатормен щеткаланған тұрақты ток қозғалтқышы сияқты, бірақ айнымалы токтан жұмыс істейді. Үлкен айнымалы ток қозғалтқыштары - бұл үш фазалы немесе бір фазалы болсын, асинхронды қозғалтқыштар.

Статорлар мен роторлар

Көптеген[1 ескерту] айналмалы электр машиналары қозғалатын роторға токты беруді (немесе шығарып алуды), әдетте жылжымалы контактілер арқылы қажет етеді: а коммутатор немесе сырғанау сақиналары. Бұл контактілер көбінесе осындай машинаның ең күрделі және аз сенімді бөлігі болып табылады, сонымен қатар машинаның жұмыс істей алатын максималды ток күшін шектеуі мүмкін. Осы себепті машиналар екі орам жиынтығын пайдалану керек болған кезде, ең аз ток өткізетін орамалар, әдетте, роторға және статорда ең үлкен ток бар орамдарға орналастырылады.

Өріс катушкаларын екеуіне де орнатуға болады ротор немесе статор, құрылғының дизайны үшін қандай әдіс тиімді болатынына байланысты.

Ішінде щеткаланған тұрақты ток қозғалтқышы өріс тұрақты, бірақ арматура тогы үнемі айналатындай етіп ауыстырылуы керек. Бұл ротордағы арматура орамдарын а арқылы беру арқылы жасалады коммутатор, айналмалы сырғанау сақинасы мен ажыратқыштардың тіркесімі. Айнымалы токтың асинхронды қозғалтқыштарында статорда өріс катушкалары қолданылады, ротордағы ток а индукциясы арқылы беріледі тиін торы.

Генераторлар үшін өріс тогы шығыс токтан аз.[2 ескерту] Тиісінше, өріс роторға орнатылып, сырғанау сақиналары арқылы жеткізіледі. Шығу тогы статордан алынады, жоғары токты сырғулардың қажеттілігін болдырмайды. Қазіргі кезде түзеткіштері бар айнымалы ток генераторларының пайдасына ескірген тұрақты ток генераторларында коммутация қажеттілігі щеткалар мен коммутаторлар қажет болуы мүмкін дегенді білдіреді. Пайдаланылатын жоғары токты, төмен вольтты генераторлар үшін электрлік қаптау, бұл үлкен және күрделі щетканы қажет етуі мүмкін.

Биполярлы және көпполярлы өрістер

Айқын өрісті биполярлы генератор
Сәйкес өріс биполярлы генераторы
Сәйкес өріс, төрт полюсті, шунтпен қоректенетін тұрақты ток генераторы
Төрт полюсті статордың Грамм сақинасынан немесе барабан роторынан өтетін өріс сызықтары.

Генератордың дамуының алғашқы жылдарында статор өрісі эволюциялық жетілдіруден өтті биполярлы өрісті кейінірек көппольды дизайнға жіберіңіз.

Биполярлық генераторлар 1890 жылға дейін әмбебап болған, бірақ кейінгі жылдары оны көпполярлы өріс магниттері алмастырды. Содан кейін биполярлық генераторлар өте аз мөлшерде жасалды.[1]

Осы екі негізгі типтің арасындағы баспалдақ статордың айналасындағы сақинада орналасқан екі өріс катушкаларынан тұратын полюсті биполярлы генератор болды.

Бұл өзгеріс қажет болды, себебі жоғары кернеулер қуатты ұсақ сымдарға тиімдірек жібереді. Шығу кернеуін арттыру үшін, а Тұрақты ток генераторды тезірек айналдыру керек, бірақ бұл белгілі бір жылдамдықтан асып кетуі өте үлкен қуат беру генераторлары үшін өте тиімді.

Айналасындағы полюстердің санын көбейту арқылы Грамм сақинасы, сақинаны бір айналымда негізгі екі полюсті генераторға қарағанда көбірек магниттік сызықтарды кесу үшін жасауға болады. Демек, төрт полюсті генератор екі полюсті генератордың кернеуінен екі есе, алты полюсті генератор екі полюстің кернеуінен үш есе шығара алады және т.с.с. Бұл шығыс кернеуін айналу жылдамдығын арттырмай арттыруға мүмкіндік береді.

Көпполярлы генераторда арматура және өріс магниттері өріс магниттері бекітілген дөңгелек жақтаумен немесе «сақиналы қамытпен» қоршалған. Бұл беріктіктің, қарапайымдылықтың, симметриялы көріністің және минималды магниттік ағып кетудің артықшылықтарына ие, өйткені полюстер бөліктері беткі қабаты мен жолына ең аз мүмкіндік береді магнит ағыны екі полюсті дизайнға қарағанда қысқа.[1]

Орам материалдары

Катушкалар әдетте оралады эмальданған мыс сым, кейде деп аталады магнит сымы. Өріс материалы өріс катушкасы тұтынатын қуатты азайту үшін төмен қарсылыққа ие болуы керек, бірақ ең бастысы жылуды ысыраптау өндірілген Омдық жылыту. Орамдағы артық жылу - бұл істен шығудың жалпы себебі. Мыстың қымбаттауына байланысты алюминий орамдары көбірек қолданылуда.

Мыстан гөрі жақсы материал, оның жоғары құнын қоспағанда, күміс болар еді, өйткені бұл одан да төмен қарсылық. Күміс сирек жағдайларда қолданылған. Кезінде Екінші дүниежүзілік соғыс The Манхэттен жобасы біріншісін салу атом бомбасы ретінде белгілі электромагниттік құрылғылар калетрондар дейін уранды байыту. Мыңдаған тонна күміс қарызға алынды АҚШ қазынашылығы олардың магниттері үшін жоғары тиімділігі төмен төзімді өріс катушкаларын жасау резервтері.[2][3]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б Өріс катушкалары электр машиналарының кең массивінде кездеседі, сондықтан оларды оқылымды түрде жіктеуге тырысу кейбір түсініксіз мысалдарды жоққа шығаруы мүмкін.
  2. ^ Бұл нақты нәтиже күш бұл өріс қуатына қарағанда үлкен, дегенмен бұл іс жүзінде токтың да үлкен екенін білдіреді.
  1. ^ а б Хоукинске арналған электрлік нұсқаулық, 1 том, Авторлық құқық 1917, Тео. Audel & Co., 14 тарау, Динамо сыныптары, 182 бет
  2. ^ «Калутрондардың күміс төсемі». ORNL шолуы. Oak Ridge ұлттық зертханасы. 2002. мұрағатталған түпнұсқа 2008-12-06.
  3. ^ Смит, Д.Рэй (2006). «Миллер, 14700 тонна күміс Манхэттен жобасын алудың кілті». Oak Ridger. Архивтелген түпнұсқа 2007-12-17.