RSS

Teori Dasar Motor Listrik

15 Mar

Pendahuluan

Telah dikatakan bahwa jika orang Romawi Kuno, dengan peradaban maju dan pengetahuan tentang ilmu pengetahuan, telah mampu mengembangkan sebuah motor uap, perjalanan sejarah akan jauh berbeda. Perkembangan motor listrik di zaman modern telah menunjukkan kebenaran dalam teori ini. Perkembangan motor listrik telah memberi kita yang paling efisien dan efektif untuk melakukan kerja berarti dikenal manusia. Karena motor listrik telah kita dapat sungguh-sungguh sangat mengurangi kerja keras kelangsungan hidup manusia dan telah mampu membangun peradaban yang sekarang sampai ke bintang-bintang. Motor listrik perangkat sederhana pada prinsipnya. Aplikasi ini dapat mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik. Selama bertahun-tahun, motor listrik telah berubah secara substansial dalam desain, namun prinsip-prinsip dasar tetap sama. Dalam bagian ini, Panduan Aksi kita akan membahas prinsip-prinsip dasar ini motor. Kita akan membahas fenomena magnetisme, AC arus dan dasar operasi motor.

Magnetisme

Sekarang, sebelum kita membahas operasi motor dasar review singkat magnet mungkin bermanfaat bagi banyak dari kita. Kita semua tahu bahwa sebuah magnet permanen akan menarik dan memegang benda logam ketika objek itu sudah dekat atau bersentuhan dengan magnet. Magnet permanen dapat melakukan hal ini karena gaya magnet yang melekat disebut sebagai “medan magnet”. Dalam Gambar 1, medan magnet dua magnet permanen yang diwakili oleh “garis-garis fluks”. Garis-garis fluks ini membantu kita untuk memvisualisasikan medan magnet magnet apapun walaupun mereka hanya mewakili fenomena yang tak terlihat. Jumlah garis fluks magnet bervariasi dari satu bidang ke bidang lainnya. Semakin kuat medan magnet, semakin besar jumlah garis fluks yang ditarik untuk mewakili medan magnet. Garis-garis fluks yang digambar dengan arah yang ditunjukkan karena kita harus memvisualisasikan garis-garis ini dan medan magnet yang mereka wakili sebagai memiliki gerakan yang berbeda dari N-tiang ke S-tiang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Lain tapi sejenis medan magnet yang dihasilkan sekitar konduktor listrik bila arus listrik mengalir melalui konduktor seperti ditunjukkan pada Gambar 2-a. Baris ini mendefinisikan fluks dan medan magnet dalam bentuk lingkaran konsentris di sekitar kawat. Beberapa dari Anda mungkin ingat lama “Waktu Hand Rule” seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2-b. Aturan menyatakan bahwa jika Anda mengarahkan jempol tangan kiri Anda ke arah arus, jari-jari anda akan menunjuk ke arah medan magnet.


Gambar 1 – Garis-garis fluks dari medan magnet perjalanan dari N-tiang ke S-tiang.


Gambar 2 – Aliran arus listrik dalam suatu konduktor konsentris set up garis fluks magnet di sekitar konduktor.

Gambar 3 – garis magnet di sekitar konduktor arus berangkat dari N-tiang dan re-enter pada S-tiang.

Ketika kawat dibentuk menjadi sebuah kumparan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 ini, semua individu garis-garis fluks yang dihasilkan oleh setiap bagian dari kawat bergabung bersama untuk membentuk satu medan magnet yang besar sekitar total koil. Seperti halnya dengan magnet permanen, garis-garis fluks ini meninggalkan utara kumparan dan masukkan kembali pada bagian kumparan kutub selatan. Medan magnet dari kumparan kawat jauh lebih besar dan lebih terlokalisasi dibandingkan dengan medan magnet di sekitar konduktor biasa sebelum dibentuk menjadi sebuah kumparan. Ini medan magnet di sekitar kumparan dapat diperkuat dengan menempatkan lebih inti dari besi atau logam serupa di pusat inti. Menyajikan inti logam kurang perlawanan terhadap garis-garis fluks daripada udara, sehingga menyebabkan kekuatan lapangan meningkat. (Ini adalah persis bagaimana kumparan stator dibuat; sebuah kumparan kawat dengan inti besi.) Keuntungan dari medan magnet yang dihasilkan oleh arus kumparan kawat adalah bahwa ketika arus dibalik arah kutub yang medan magnet akan beralih posisi sejak garis-garis fluks telah berubah arah. Fenomena ini diilustrasikan pada Gambar 4. Tanpa magnet ini fenomena yang ada, motor AC seperti yang kita kenal sekarang tidak akan ada.


Gambar 4 – The kutub dari sebuah elektro-magnetik kumparan berubah ketika arah aliran arus perubahan.

Prinsip dasar dari semua motor dapat dengan mudah ditampilkan dengan menggunakan dua elektromagnet dan magnet permanen. Arus mengalir melalui koil no. 1 dalam arah yang seperti kutub utara dibentuk dan melalui koil no. 2 dalam arah yang seperti kutub selatan didirikan. Permanen magnet dengan kutub utara dan selatan merupakan bagian yang bergerak sederhana ini motor. Pada Gambar 5-sebuah kutub utara magnet permanen berlawanan kutub utara dari elektromagnet. Demikian pula, kutub selatan saling berlawanan. Seperti kutub magnet saling tolak, menyebabkan magnet permanen bergerak untuk mulai berbelok. Setelah ternyata bagian jalan sekitar, gaya tarik-menarik antara kutub berbeda menjadi cukup kuat untuk menjaga magnet permanen berputar. Magnet yang berputar terus memutar sampai kutub tidak seperti berbaris. Pada titik ini biasanya rotor berhenti karena tarik-menarik antara kutub berbeda. (Gambar 5-b)


Gambar 5

Namun, jika arah arus dalam kumparan elektromagnetik tiba-tiba terbalik, sehingga membalik polaritas dari dua kumparan, maka akan kembali kutub berlawanan dan saling tolak. (Gambar 5-c). Magnet permanen yang bergerak kemudian akan terus berputar. Jika arah arus dalam kumparan elektromagnetik berubah setiap kali magnet berubah 180 derajat atau setengah keliling, maka magnet akan terus berputar. Perangkat sederhana ini motor dalam bentuk yang paling sederhana. Motor sebenarnya lebih kompleks daripada perangkat sederhana yang ditunjukkan di atas, tetapi prinsipnya sama.

AC Current

Bagaimana dibalik arus dalam kumparan sehingga mengubah polaritas kumparan, Anda bertanya. Yah, seperti yang mungkin Anda ketahui, perbedaan antara DC dan AC adalah bahwa dengan arus DC hanya mengalir dalam satu arah sementara dengan AC arah aliran arus perubahan secara berkala. Dalam kasus AC umum yang digunakan di sebagian besar dari Amerika Serikat, perubahan arah aliran arus 120 kali setiap detik. Arus ini disebut sebagai “60 siklus AC” atau “60 Hertz AC” untuk menghormati Mr Hertz yang pertama kali dikandung konsep arus AC. Karakteristik lain aliran arus adalah bahwa hal itu dapat bervariasi dalam kuantitas. Kita dapat memiliki 5 amp, 10 amp atau 100 ampli aliran misalnya. Murni DC, ini berarti bahwa aliran arus sebenarnya adalah 5,10, atau 100 ampli secara terus-menerus. Kita bisa membayangkan sederhana ini pada waktu-arus grafik dengan garis lurus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.


Gambar 6 – Visualisasi dari DC

Tapi dengan AC itu berbeda. Seperti yang dapat Anda bayangkan, akan lebih sulit bagi arus akan mengalir di misalnya 100 amp arah yang positif satu waktu dan kemudian pada saat berikutnya akan mengalir pada intensitas yang sama ke arah negatif. Sebaliknya, karena saat ini sudah siap untuk mengubah arah, pertama kali mengecil dari nol sampai mencapai aliran dan kemudian secara bertahap membangun di arah lain. Lihat Gambar 7. Perhatikan bahwa arus maksimum (puncak garis) di setiap arah adalah lebih dari nilai tertentu (100 amp dalam kasus ini). Oleh karena itu, nilai tertentu diberikan sebagai rata-rata. Hal ini sebenarnya disebut sebagai “root mean square” nilai, tapi jangan khawatir tentang mengingat ini karena itu adalah tidak penting bagi kita saat ini. Apa yang penting dalam studi kami motor, adalah menyadari bahwa kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh AC elektro-magnetik kumparan bertambah dan berkurang dengan peningkatan dan penurunan aliran arus bolak-balik ini.


Figure 7 – Visualization of AC.

Motor AC listrik dasar memiliki dua bagian: “stator” dan “rotor” seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Stator adalah komponen listrik stasioner. Ini terdiri dari sekelompok individu elektro-magnet diatur sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah lubang silinder, dengan masing-masing satu kutub magnet menghadap ke arah pusat kelompok. Istilah, “stator” berasal dari kata stasioner. Kemudian stator adalah bagian stasioner motor. Rotor merupakan komponen listrik berputar. Ini juga terdiri dari sekelompok elektro-magnet diatur mengelilingi sebuah silinder, dengan menghadap ke arah kutub kutub stator. Rotor, jelas, terletak di dalam stator dan dipasang pada poros motor. Istilah “rotor” berasal dari kata berputar. Maka rotor adalah bagian yang berputar dari motor. Tujuan dari komponen motor ini adalah untuk membuat rotor berputar yang pada gilirannya akan memutar poros motor. Rotasi ini akan terjadi karena magnet yang telah dibahas sebelumnya fenomena yang tidak seperti kutub magnet saling menarik satu sama lain dan seperti kutub mengusir. Jika kita semakin mengubah polaritas kutub stator sedemikian rupa sehingga mereka gabungan medan magnet berputar, maka rotor akan mengikuti dan memutar dengan medan magnet stator.


Gambar 8 – dasar komponen listrik motor AC.

Ini “medan magnet berputar stator dapat lebih dipahami dengan mengkaji Gambar 9. Seperti terlihat, stator magnet memiliki enam tiang dan rotor memiliki dua kutub. Pada waktu 1, stator kutub A-1 dan C-2 adalah kutub utara dan kutub yang berlawanan, A-2 dan C-1, adalah kutub selatan. S-tiang rotor tertarik oleh dua N-kutub stator dan N-kutub rotor tertarik oleh dua kutub selatan stator. Pada waktu 2, polaritas kutub stator berubah sehingga sekarang C-2 dan B-1 dan N-tiang dan C-1 dan B-2 adalah S-kutub. Rotor kemudian dipaksa untuk memutar 60 derajat untuk berbaris dengan kutub stator sebagaimana ditunjukkan. Pada waktu 3, B-1 dan A-2 adalah N. Pada saat 4, A-2 dan C-1 adalah N. Seperti setiap perubahan yang dibuat, kutub rotor tertarik oleh yang berlawanan kutub pada stator. Jadi, sebagai medan magnet stator berputar, rotor dipaksa untuk memutar dengan itu.


Gambar 9 – medan magnet berputar motor AC.

Salah satu cara untuk menghasilkan medan magnet yang berputar di dalam stator dari motor AC adalah dengan menggunakan tiga fase catu daya untuk kumparan stator. Apa, Anda mungkin bertanya, adalah tiga-phase power? Jawaban untuk pertanyaan itu dapat lebih dipahami jika kita memeriksa daya fase tunggal. Gambar 7 adalah visualisasi tunggal-phase power. Generator AC yang terkait memproduksi hanya satu aliran arus listrik yang arah dan intensitas yang bervariasi seperti ditunjukkan oleh garis solid tunggal pada grafik. Dari waktu 0 ke waktu 3, arus mengalir dalam konduktor dalam arah positif. Dari waktu 3 sampai waktu 6, arus mengalir dalam negatif. Pada suatu waktu, saat ini hanya mengalir dalam satu arah. Tetapi beberapa generator menghasilkan tiga terpisah arus mengalir (fase) semua ditumpangkan pada jaringan yang sama. Hal ini disebut sebagai fase tiga daya. Pada satu instan, bagaimanapun, arah dan intensitas dari masing-masing terpisah arus tidak sama dengan fase-fase lain. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 10. Tiga fase terpisah (arus mengalir) diberi label A, B dan C. Pada waktu 1, fasa A adalah nol ampli, fase B adalah dekat maksimum ampere dan mengalir dalam arah positif, dan fase C sudah dekat secara maksimal ampere tapi mengalir ke arah negatif. Pada saat 2, ampere fasa A adalah meningkatkan dan aliran positif, fase B ampere menurun dan aliran masih negatif, dan fasa C telah turun menjadi nol amp. Siklus lengkap (dari nol sampai maksimum dalam satu arah, ke nol dan maksimum dalam arah lain, dan kembali ke nol) diperlukan satu revolusi lengkap dari generator. Oleh karena itu, siklus lengkap, dikatakan telah listrik 360 derajat. Dalam meneliti Gambar 10, kita melihat bahwa setiap fase tersebut dipindahkan 120 derajat dari dua fase lain. Oleh karena itu, kita katakan mereka 120 derajat keluar dari fase.


Gambar 10 – Pola fase yang terpisah tiga-phase power.

Untuk menghasilkan medan magnet yang berputar di dalam stator dari fase tiga motor AC, semua yang perlu dilakukan adalah kumparan stator angin dengan baik dan menghubungkan catu daya mengarah dengan benar. Sambungan selama 6 tiang stator ditunjukkan pada Gambar 11. Setiap fase-fase tiga catu daya terhubung ke kutub berlawanan dan kumparan yang terkait luka dalam arah yang sama. Seperti yang Anda ingat dari Gambar 4, polaritas kutub sebuah elektro-magnet ditentukan oleh arah aliran arus melalui kumparan. Oleh karena itu, jika dua berlawanan elektro-magnet stator adalah luka dalam arah yang sama, polaritas kutub harus dihadapi berlawanan. Oleh karena itu, ketika tiang A1 adalah N, tiang A2 adalah S. Ketika tiang B1 adalah N, B2 adalah S dan sebagainya.


Gambar 11 – Metode dari tiga tahap menghubungkan daya ke enam-kutub stator.

Gambar 12 menunjukkan bagaimana medan magnet berputar yang dihasilkan. Pada time1, aliran arus pada tahap “A” adalah kutub positif dan kutub A-1 adalah N. arus dalam fase “C” adalah kutub negatif, membuat C-2 N-tiang dan C-1 adalah S . Tidak ada aliran arus pada fase “B”, jadi ini tidak kutub magnet. Pada saat 2, fase telah bergeser 60 derajat, membuat tiang C-2 dan B-1 baik N dan C-1 dan B-2 keduanya S. Dengan demikian, sebagai fase pergeseran arus mereka, resultan N dan S kutub bergerak searah jarum jam sekitar stator, menghasilkan medan magnet yang berputar. Rotor bertindak seperti sebuah bar magnet, sepanjang ditarik oleh medan magnet yang berputar.


Gambar 12 – Bagaimana daya tiga fase menghasilkan medan magnet yang berputar.

Sampai saat ini tidak banyak yang telah dikatakan tentang rotor. Dalam contoh sebelumnya, telah diasumsikan rotor kutub yang luka dengan gulungan, sama seperti kutub stator, dan disertakan dengan DC untuk menciptakan tetap polaritas kutub. Ini, dengan cara, adalah persis bagaimana motor AC sinkron bekerja. Namun, sebagian besar motor AC yang digunakan saat ini tidak sinkron motor. Sebaliknya, apa yang disebut “induksi” motor adalah workhorses industri. Jadi bagaimana adalah motor induksi berbeda? Perbedaan besar adalah cara yang saat ini dipasok ke rotor. Ini bukan catu daya eksternal. Seperti yang Anda bayangkan dari nama motor, sebuah teknik induksi digunakan sebagai gantinya. Induksi adalah karakteristik lain dari magnetisme. Ini adalah fenomena alam yang terjadi ketika sebuah konduktor (aluminium batangan dalam kasus rotor, lihat Figur 13) akan dipindahkan melalui medan magnet yang ada atau ketika medan magnet melewati sebuah konduktor bergerak. Dalam kedua kasus, gerakan relatif dari dua menyebabkan arus listrik mengalir dalam konduktor. Hal ini disebut sebagai “disebabkan” aliran arus. Dengan kata lain, dalam sebuah motor induksi aliran arus di rotor tidak disebabkan oleh hubungan langsung ke konduktor ke sumber tegangan, melainkan oleh pengaruh konduktor rotor memotong garis-garis fluks yang dihasilkan oleh medan magnet stator . Arus induksi yang dihasilkan dalam rotor menghasilkan medan magnet di sekeliling konduktor rotor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14. Ini medan magnet di setiap rotor konduktor akan menyebabkan setiap rotor konduktor untuk bertindak seperti magnet permanen di Gambar 9 contoh. Sebagai medan magnet stator berputar, karena efek dari tiga-fase catu daya AC, induksi medan magnet rotor akan tertarik dan akan mengikuti rotasi. Rotor terhubung ke poros motor, sehingga poros akan berputar dan mendorong hubungan beban. Begitulah cara kerja motor! Sederhana, bukan?


Gambar 13 – Konstruksi AC motor induksi rotor.


Gambar 14 – Bagaimana tegangan diinduksikan dalam rotor, mengakibatkan arus pada konduktor rotor.

Teori Motor DC

Pengantar

Tujuan makalah ini adalah untuk menyediakan satu dengan pemahaman DC Motors agar mereka dapat diterapkan dengan percaya diri. Makalah ini berisi informasi dasar dan informasi spesifik yang berlaku dengan Reliance Menengah dan Besar HP HP DC Motors. Karena sifat bisnis Sistem Baldor, penekanan telah ditempatkan pada motor DC Besar lini produk.

Bagian 1: Dynamo Pembangunan

Pertama generator dan motor dipanggil dynamoelertric dinamo atau mesin. Dynamo adalah dari kata Yunani dynamis yang berarti kekuasaan. Webster mendefinisikan dynamoelectric sebagai “yang berhubungan dengan konversi energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya”. Kata motor dari kata Latin yang berarti satu motus yang memberi gerak atau penggerak utama. Untuk dinamo adalah hasil dari usaha-usaha dari beberapa orang, di berbagai negara, pada pertengahan abad kesembilan belas, untuk membuat listrik bekerja untuk mereka.

Definisi
Dynamo: Dari kata Yunani dynamis, yang berarti kekuasaan
Dynamoelectric: Berkaitan dengan konversi oleh induksi dari energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya
Mesin Dynamoelectric: Sebuah dinamo atau generator
Motor: Dari kata Latin motus, salah satu yang memberi gerak, penggerak utama. Suatu alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Generator: Suatu alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Meskipun istilah generator AC dan DC dalam penggunaan umum, generator biasanya dianggap sebagai alat yang memberikan arus DC.
Alternator: Suatu alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik arus bolak-balik, generator AC.
Landmark Of Electric Motor Pembangunan
Elektromagnetisme penemuan pada tahun 1820 Hans Christian Oersted, Denmark
1827 Pernyataan hukum konduksi listrik, hukum Ohm George S. Ohm, Jerman
1830 Penemuan induksi elektromagnetik Joseph Henry, Amerika
1831 Penemuan induksi elektromagnetik Michael Faraday, Inggris

Praktis pertama dinamo, sekitar 1867

Bagian 2: Electric Motor Dan Generator Dasar

Elektrodinamis Prinsip

Hukum Faraday
Agar saat ini dapat diperoleh dari rangkaian listrik, sebuah gaya gerak listrik (tegangan) harus dibangun dan dipertahankan antara kedua ujung rangkaian. Gaya gerak listrik ini dapat dibentuk dalam beberapa cara, salah satunya adalah melalui generator elektromagnetik.

Michael Faraday menemukan bahwa potensial listrik dapat dibuat antar ujung-ujung sebuah konduktor dalam tiga cara berikut:

  • Oleh sebuah konduktor bergerak atau memotong medan magnet stasioner. (DC Generator)
  • Dengan yang bergerak memotong medan magnet stasioner konduktor. (AC Generator)
  • Oleh perubahan dalam jumlah garis-garis magnetik yang dilingkupi oleh loop atau kumparan stasioner. (Transformer)

Hukum Faraday menyatakan bahwa, “EMF (gaya gerak listrik) induksi di antara ujung-ujung sebuah loop atau kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnet yang dilingkupi oleh kumparan; atau EMF terinduksi antara ujung-ujung sebuah bar konduktor sebanding dengan waktu tingkat di mana fluks magnet dipotong oleh kondektur. “

Undang-undang ini menekankan laju perubahan atau menilai atau memotong fluks daripada kepadatan atau luas medan magnet.

Hukum Lenz
Hukum Lenz menyatakan bahwa, “Suatu perubahan dalam fluks magnet yang melewati atau menghubungkan dengan, satu lingkaran atau menyebabkan kumparan induksi EMF harus dalam arah yang akan menentang setiap perubahan dalam kondisi sirkuit, oposisi ini diproduksi magnetis ketika arus mengalir sebagai tanggapan terhadap induced EMF. “

Setiap kali ada perubahan arus dalam sebuah magnetizing koil, yang bekerja untuk mengubah fluks pada kumparan, tegangan diinduksikan yang cenderung untuk mencegah perubahan. Jadi, jika kita mencoba untuk mengurangi arus yang mengalir dalam kumparan magnetizing, tegangan akan dikembangkan yang akan cenderung tetap tidak berubah saat ini. Demikian juga, jika kita berusaha untuk mendirikan sebuah arus dalam sebuah kumparan magnetizing, tegangan akan dikembangkan yang akan cenderung untuk menjaga arus dari meningkat.

Prinsip Dasar Generator

Konversi Energi
Untuk menghasilkan tegangan, perlu untuk memindahkan konduktor melalui medan magnet seperti yang dinyatakan di atas. Mekanik energi yang dibutuhkan untuk memberikan gerak konduktor ini. Dengan bidang energi tetap konstan, kondektur adalah mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Tegangan Generasi
Ada hubungan tertentu antara arah fluks magnet, arah gerakan dari konduktor dan arah induksi EMF. Gambar 1 menunjukkan gerakan konduktor tegak lurus terhadap medan magnet. Tegangan dan arus keluaran yang tegak lurus terhadap kedua gerakan konduktor dan medan magnet.

Gambar 1.
Tegangan Generasi

Untuk menggambarkan hal ini dengan tangan kanan Fleming aturan, ibu jari dan dua jari pertama dari tangan kanan diperluas pada sudut yang tepat untuk satu sama lain, ibu jari akan menunjukkan arah gerakan dari konduktor, jari telunjuk akan menunjukkan arah medan magnet , dan jari tengah akan menunjukkan arah tegangan atau arus.

Dengan menerapkan aturan ini, orang dapat melihat bahwa arus akan terbalik jika gerakan perubahan konduktor dari bawah ke atas. Hal ini berlaku meskipun medan magnet tidak berubah posisi. Oleh karena itu, kumparan berputar pada Gambar 2 akan menghasilkan sebuah tegangan yang terus-menerus berubah arah.

Gambar 2.
Kumparan berputar dalam Medan Magnet

  1. Tegangan induced di Pindah Melalui Konduktor Medan Magnet
  2. Kumparan berputar dalam Medan Magnet

Kumparan di posisi AB, pada Gambar 2, membungkus jumlah maksimum fluks. Fluks menurun sebagai kumparan posisi bergerak menuju CD dan menjadi nol pada CD, karena bidang kumparan sejajar dengan medan magnet. Kemudian peningkatan fluks arah yang berlawanan, mencapai maksimum negatif di BA dan berkurang lagi ke nol pada DC. Fluks membalikkan dan naik kembali pada arah yang asli untuk mencapai maksimum pada AB.

Meskipun fluks maksimum pada posisi AB dan BA dan posisi nol pada CD dan DC, induksi EMF akan maksimum pada posisi CD dan DC dan posisi nol pada AB dan BA. Hal ini benar karena EMF tergantung pada tingkat perubahan laju fluks atau fluks memotong garis dan bukan pada kuantitas terlampir.

Jika kumparan pada Gambar 2 yang diputar pada kecepatan konstan pada medan magnet yang seragam, sebuah gelombang sinus tegangan akan diperoleh. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 3 di mana baik jumlah fluks tertutup dan EMF terinduksi diplot terhadap waktu.

Gambar 3.
Tegangan Sine Wave Disusun oleh rotasi dari sebuah kumparan dengan kecepatan konstan pada medan magnet yang seragam.

Nilai Generated Tegangan
EMF pada setiap instan waktu adalah sebanding dengan jumlah belitan dalam kumparan kali laju perubahan fluks. The C.G.S. (sentimeter gram detik) unit EMF dikenal sebagai abvolt didefinisikan sebagai nilai yang disebabkan, dalam gulungan satu putaran, ketika fluks menghubungkan dengan kumparan berubah pada tingkat satu baris atau Maxwell per detik; atau sebagai nilai yang diinduksi ketika fluks magnet dipotong oleh konduktor pada tingkat satu baris per detik. A volt sama dengan 108 abvolts atau abvolt adalah sama dengan 10-8 volt. Oleh karena itu, nilai sesaat tegangan dinyatakan sebagai:

e = N x (d / Dt) x 10-8

mana:

e = tegangan
N = jumlah belitan
d / Dt = laju perubahan fluks

Persamaan ini dapat dikembangkan lebih lanjut untuk mendapatkan tegangan untuk pergerakan konduktor pada kecepatan konstan melalui suatu medan magnet seragam:

E = N B v tidak x 10-8

mana:

E = tegangan
N = jumlah belitan
B = kerapatan fluks dalam baris per square inch
= Panjang konduktor dalam inci
v = kecepatan dalam inci per detik
= Sudut antara konduktor dan medan fluks

Jika konduktor bergerak langsung di lapangan pada sudut kanan, lalu = 90 ° dan = 1. Persamaan kemudian menjadi:

E = N B x 10 in-8

Perlu dicatat bahwa persamaan ini adalah bentuk khusus dari persamaan asli dan tidak berlaku dalam semua kasus.

PRINSIP DASAR MOTOR

Konversi Energi
Sebagaimana dinyatakan di atas, energi mekanik diubah menjadi energi listrik oleh gerakan konduktor melalui medan magnet. Kebalikan dari ini juga benar. Jika energi listrik dipasok ke sebuah konduktor berbohong normal medan magnet, mengakibatkan arus di konduktor, gaya mekanis sehingga energi mekanik akan diproduksi.

Memproduksi Mechanical Force
Seperti pada generator, motor memiliki hubungan tertentu antara arah fluks magnet, arah gerakan konduktor atau kekuatan, dan arah tegangan atau arus.

Karena motor adalah kebalikan dari generator, Fleming aturan tangan kiri dapat digunakan. Jika ibu jari dan dua jari tangan kiri diperluas pada sudut yang tepat untuk satu sama lain, ibu jari akan menunjukkan arah gerakan, maka telunjuk akan menunjukkan arah medan magnet, dan jari tengah akan menunjukkan arah arus . Dalam baik motor atau generator, jika arah dari setiap dua faktor diketahui, ketiga dapat dengan mudah ditentukan.

Nilai Mechanical Angkatan
Gaya yang bekerja pada sebuah konduktor membawa arus tergantung pada kerapatan medan magnet, panjang konduktor, dan nilai arus yang mengalir dalam konduktor. Dengan mengasumsikan bahwa konduktor yang terletak pada sudut kanan medan magnet, gaya yang dikembangkan dapat dinyatakan sebagai berikut:

F = (B I) / 10

mana:

F = gaya dalam dyne
B = kerapatan fluks dalam baris per sentimeter persegi
= Panjang konduktor dalam sentimeter
I = arus dalam ampere.

Pada saat yang sama torsi sedang diproduksi, konduktor bergerak dalam medan magnet dan menghasilkan tegangan. Tegangan ini bertentangan dengan tegangan yang menyebabkan arus melalui konduktor dan disebut sebagai countervoltage atau EMF kembali. Nilai arus yang mengalir melalui angker tergantung pada perbedaan antara tegangan dan countervoltage.

Contoh Perhitungan

Generator
Diketahui:

N = 60 ternyata
B = 40,000 baris per square inch
= 3,0 inci
v = 600 inci per detik

Cari:

E = tegangan
E = 60 x 40.000 x 3 x 600 x 10-8 = 43,2 volt

Motor
Diketahui:

B = 6.000 baris per sentimeter persegi
= 10 cm,
Aku = 50 ampli

Cari:

F = gaya
F = (6.000 x 10 x 50) / 10 = 300.000 dyne
Newton = Pounds x 4,44823
Dyne = Newton x 100.000

DC Machines, Principles Of Operation

Generator
Dalam generator, konduktor bergerak melalui sebuah medan magnet stasioner menghasilkan tegangan. Jika sebuah kumparan diputar melalui medan magnet seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4, tegangan bolak-balik akan diproduksi. Untuk membuat tegangan ini tersedia untuk sebuah sirkuit eksternal stasioner, dua slip cincin dan sikat harus disediakan. Untuk rangkaian eksternal untuk menghasilkan tegangan DC, maka perlu untuk membalikkan polaritas mengarah eksternal pada waktu yang sama dalam kumparan tegangan dibalik. Hal ini dicapai dengan segmentasi secarik cincin untuk membentuk apa yang disebut komutator. Dasar dua segmen komutator diilustrasikan pada Gambar 5. Kumparan tunggal ini, dua potong komutator akan menghasilkan sebuah searah tetapi tegangan berdenyut seperti ditunjukkan pada Gambar 6. Namun, ketika sejumlah besar segmen komutator atau panel digunakan, tegangan yang dihasilkan akan lebih seragam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 4.
Sikat dan slip ring memberikan tegangan AC
Gambar 5.
Kuas dan Commutator memberikan tegangan DC

Gambar 6.
Searah, berdenyut Voltage

Gambar 7.
Uniform DC Voltage

Sebagaimana dinyatakan di atas, tegangan yang dihasilkan dalam satu konduktor adalah:

E = N B x 10 in-8

mana:

B = kerapatan fluks dalam baris per square inch
= Panjang konduktor dalam inci
v = kecepatan dalam inci per detik

Persamaan ini dapat dikembangkan untuk persamaan berikut mesin DC:

E = (Z / path) x x kutub x (rpm / 60) x 10-8

mana:

Z = jumlah konduktor
= Fluks per kutub dalam garis

Persamaan ini mewakili tegangan rata-rata. Untuk mesin tertentu, itu dapat dikurangi untuk:

E = K1 Dengan

mana:

= Fluks per kutub
S = kecepatan dalam rpm
Ke arah1 = Semua faktor-faktor lain

Motor
Seperti dinyatakan sebelumnya, jika saat ini dipasok ke sebuah konduktor dalam medan magnet, sebuah kekuatan akan diproduksi. Gaya dikembangkan dalam satu konduktor adalah:

F = (B I) / 10

mana:

F = gaya dalam dyne
B = kerapatan fluks dalam baris per sentimeter persegi
= Panjang konduktor dalam sentimeter
I = arus dalam ampere

Persamaan ini dapat dikembangkan untuk berikut ini untuk motor DC:

T = 11,73 x (Z / path) x x kutub x ISebuah x 10-10

mana:

T = torsi dalam ft-lb
Z = jumlah konduktor
= Fluks per kutub dalam garis
I = arus dalam ampere

Untuk mesin tertentu, ini dapat dikurangi dengan:

T = K2 IA

mana:

= Fluks per kutub dalam garis
DiSebuah = Arus dalam ampere
Ke arah2 = Semua faktor-faktor lain

Ke arah2 tidak sama dengan K1 untuk tegangan. Torsi di atas bukan output torsi dari poros, melainkan total torsi yang dikembangkan oleh angker. Bagian dari torsi total ini diperlukan untuk mengatasi inersia angker itu sendiri.

Output tenaga kuda dari setiap motor dapat dinyatakan sebagai:

HP = T x N / C

mana:

T = output torsi dalam ft-lb
N = kecepatan dalam rpm
Konstanta C = 5.252

Konstruksi Umum DC

Tipikal generator atau motor DC biasanya terdiri dari: Sebuah inti angker, sebuah celah udara, tiang, dan kuk yang membentuk rangkaian magnetik; yang angker berkelok-kelok, berliku-liku lapangan, sikat dan komutator yang membentuk rangkaian listrik dan bingkai , akhirnya lonceng, bantalan, sikat mendukung dan poros yang menyediakan dukungan mekanis. Lihat gambar 8.

Gambar 8.
Empat Kutub DC Motor

Armature Core atau Stack
Stack yang angker terdiri magnetik tipis dicap dari laminasi baja lembaran baja dengan blanking mati. Slot menekan laminasi dengan slot mati. Kadang-kadang kedua operasi ini dilakukan sebagai satu. The laminasi yang dilas, terpaku, melesat atau terikat bersama.

Armature Winding
Berkelok-kelok yang angker adalah berkelok-kelok, yang cocok dalam slot angker dan akhirnya dihubungkan ke komutator. Entah itu menghasilkan atau menerima tegangan tergantung pada apakah unit generator atau motor. Angker berliku yang biasanya terdiri dari kawat tembaga, baik bulat atau persegi panjang dan terisolasi dari tumpukan angker.

Lapangan Polandia
Core tiang dapat dibuat dari baja padat coran atau dari laminasi. Pada celah udara, biasanya tiang penggemar keluar ke apa yang dikenal sebagai kepala tiang atau tiang sepatu. Hal ini dilakukan untuk mengurangi keengganan dari celah udara. Biasanya kumparan lapangan terbentuk dan ditempatkan pada tiang core dan kemudian seluruh perakitan sudah terpasang untuk kuk.

Field Coils
Lapangan adalah mereka kumparan gulungan, yang terletak di kutub dan mengatur medan magnet dalam mesin. Mereka juga biasanya terdiri dari kawat tembaga yang terisolasi dari kutub. Bidang kumparan shunt dapat berupa gulungan (secara paralel dengan angker berliku) atau gulungan seri (di seri dengan gulungan angker) atau kombinasi keduanya.

Kuk
Beban adalah cincin baja yang melingkar, yang mendukung lapangan, tiang mekanis dan menyediakan jalur magnetik yang diperlukan di antara tiang. Beban dapat padat atau dilaminasi. Dalam banyak mesin-mesin DC, beban juga berfungsi sebagai bingkai.

Komutator
Komutator adalah penyearah mekanis, yang mengubah tegangan AC yang berputar ke DC tegangan konduktor. Terdiri dari sejumlah segmen biasanya sama dengan jumlah slot. Segmen atau komutator batang bantalan terbuat dari perak, tembaga dan dipisahkan dari satu sama lain oleh isolasi mika.

Kuas dan Brush Holder
Kuas melakukan arus dari komutator ke sirkuit eksternal. Ada banyak jenis kuas. Pemegang kuas biasanya kotak logam yang berbentuk persegi panjang. Pemegang kuas pegas yang memegang sikat kontak dengan komutator. Setiap sikat biasanya memiliki tembaga fleksibel shunt atau dikepang, yang meluas ke kabel memimpin. Sering kali, seluruh sikat perakitan adalah terisolasi dari frame dan dibuat bergerak sebagai satu unit tentang komutator untuk memungkinkan penyesuaian.

Interpoles
Interpoles mirip dengan lapangan utama terletak di kutub dan beban antara kutub medan utama. Mereka telah gulungan secara seri dengan gulungan armature. Interpoles memiliki fungsi mengurangi efek reaksi angker di zona commutating. Mereka menghilangkan kebutuhan untuk menggeser sikat perakitan.

Frame, Akhiri Bells, Shaft, dan Bearings
Frame dan akhir biasanya lonceng baja, aluminium atau magnesium coran digunakan untuk mewadahi dan mendukung bagian-bagian mesin dasar. Yang angker dipasang pada poros baja, yang didukung antara dua bantalan. Bantalan yang baik lengan baju, bola atau roller tipe. Mereka biasanya dilumasi oleh lemak atau minyak.

Back End, Front End
Akhir beban motor adalah Back End. Akhir beban yang berlawanan, paling sering akhir komutator, adalah Front End dari motor.

Gulungan angker

Ring program Winding
Cincin program tua jenis berkelok-kelok, sekarang usang, ditampilkan pada Gambar 9 dan ekuivalen rangkaian pada Gambar 10. Hal ini dapat dilihat bahwa terdapat jumlah yang sama menghasilkan tegangan konduktor pada setiap sisi angker dan tegangan konduktor aditif dari bawah ke atas di setiap sisi. Ada dua jalur antara positif dan sikat negatif dan tegangan per path adalah tegangan yang dihasilkan mesin. Setiap jalan memberikan setengah dari arus keluaran.

Gambar 9.
Dua program Pole Ring Winding
Gambar 10.
Equivalent Circuit, Dua program Pole Ring Winding

Drum Winding
Jenis Drum berkelok-kelok yang terbuat dari gulungan, salah satu yang diilustrasikan pada Gambar 11. Bagian lurus kumparan adalah bagian yang berputar melalui medan magnet di mana tegangan terinduksi. Oleh karena itu, setiap satu kumparan memiliki dua konduktor. Hal ini memiliki keuntungan atas program Cincin berliku di mana hanya satu sisi dari masing-masing kumparan digunakan sebagai konduktor aktif. Ada dua kelas drum gulungan tergantung bagaimana kumparan yang terhubung ke komutator.

Gambar 11.
Jenis drum Winding Coil

Lap Winding
Ketika mengakhiri sambungan dari kumparan dibawa ke bar yang bersebelahan seperti ditunjukkan pada Gambar 12, satu putaran atau paralel terbentuk berkelok-kelok. Dalam jenis ini berkelok-kelok, ada banyak jalan melalui angker karena ada kutub di mesin. Oleh karena itu, untuk mendapatkan penggunaan penuh jenis ini berkelok-kelok, harus ada banyak sikat karena ada kutub, sikat alternatif yang positif dan negatif. Setiap berkelok-kelok dapat digambarkan dalam salah satu dari dua bentuk, bentuk bundar atau bentuk pembangunan. Sebuah pangkuan simplex berliku ditunjukkan pada Gambar 13 (bentuk lingkaran) dan Gambar 14 (bentuk pengembangan.) Dalam bentuk melingkar khusus ini, memotong fluks bagian dari konduktor akan ditampilkan sebagai garis lurus yang memancar dari pusat dan diberi nomor untuk memudahkan dalam menghubungkan mereka ke komutator yang di tengah-tengah diagram. Terluar garis-garis yang menghubungkan mewakili mengakhiri sambungan di bagian belakang angker dan garis-garis yang menghubungkan batin mewakili sambungan pada komutator depan atau akhir angker. Bentuk pengembangan mewakili angker berkelok-kelok seakan-akan terbelah dan berguling keluar datar. Hal ini agak mudah untuk memahami tetapi kontinuitas dari gulungan rusak. Berliku putaran paling cocok untuk tegangan rendah, arus tinggi peringkat karena jumlah jalur paralel.

Gambar 12.
Lap Winding terhubung ke komutator bar
Gambar 13.
Simplex Lap Winding, Edaran Form

Gambar 14.
Simplex Lap Winding, Pengembangan Formulir

Wave Winding
Ketika mengakhiri sambungan dari kumparan tersebar terpisah seperti ditunjukkan pada Gambar 15 gelombang atau serangkaian terbentuk berkelok-kelok. Dalam gelombang berliku hanya ada dua jalan terlepas dari jumlah kutub. Oleh karena itu, jenis ini berkelok-kelok hanya memerlukan dua kuas tapi dapat digunakan sebagai banyak kuas sebagai tiang-tiang. Simplex gelombang yang berkelok-kelok pada Gambar 16 (melingkar) dan Gambar 17 (pembangunan) menunjukkan bahwa koneksi ke pangkuan angker tidak kembali ke kumparan namun kemajuan ke depan. Kumparan tegangan bersifat kumulatif tapi itu perlu perjalanan beberapa kali di sekitar angker dan untuk melewati setengah total berliku dalam rangka untuk menelusuri jalan antara positif dan sikat negatif. Berliku gelombang paling cocok untuk tegangan tinggi arus peringkat rendah karena hanya memiliki dua jalur.

Gambar 15.
Wave Winding terhubung ke komutator bar
Gambar 16.
Simplex Wave Winding, Edaran Form

Gambar 17.
Simplex Wave Winding, Pengembangan Formulir

Slots dan Coils
Jumlah dan ukuran slot tergantung pada persyaratan generator atau motor. Slot harus cukup besar untuk menampung jumlah yang benar konduktor tapi pada saat yang sama, gigi harus cukup besar untuk melewati fluks magnet yang diperlukan. Biasanya, secara sederhana berkelok-kelok, ada banyak kumparan karena ada slot. Ini berarti bahwa setiap slot berisi dua kumparan sisi, satu sisi setiap kumparan berada di atas sebuah slot dan yang lainnya di bagian bawah slot. Setiap kumparan dapat terdiri dari satu atau lebih berubah tergantung pada diterapkan atau tegangan yang dihasilkan unit. Susunan khas kumparan sisi dan slot ditunjukkan pada Gambar 18. Garis solid mewakili mengakhiri sambungan ke depan komutator dan garis putus-putus mewakili mengakhiri sambungan belakang.

Slot Pitch
Slot lapangan mengacu pada jumlah slot direntang oleh masing-masing kumparan. Sebagai contoh, pada Gambar 18, bagian atas kumparan di slot 1 mempunyai dasar dalam slot 4, oleh karena itu, slot lapangan adalah 1-4 atau 3. Sejak bagian atas kumparan secara langsung di bawah kutub utara dan bagian bawah secara langsung di bawah kutub selatan, yang berkelok-kelok dikenal sebagai lapangan penuh berliku. Dalam banyak kasus, karena berbagai alasan, lapangan dikurangi menjadi kurang dari lapangan penuh. Sebagai contoh, jika kumparan pada Gambar 6 membentang 2 slots bukannya tiga, yang berkelok-kelok akan menjadi dua pertiga lapangan yang berkelok-kelok.

Gambar 18.
Coil Sides di Amature Slots

Gulungan medan

Lapangan gulungan memberikan eksitasi yang diperlukan untuk mengatur medan magnet dalam mesin. Ada berbagai jenis gulungan medan yang dapat digunakan dalam generator atau rangkaian motor. Selain gulungan medan berikut jenis, bidang magnet permanen digunakan pada beberapa produk DC yang lebih kecil. Lihat Gambar 19 untuk jenis berkelok-kelok.

Shunt luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveLuka shunt motor, dengan didorong angker di lapangan, menawarkan kecepatan relatif datar-karakteristik torsi. Dikombinasikan dengan dikontrol secara inheren kecepatan tanpa beban, ini memberikan kecepatan yang baik regulasi atas beban lebar kisaran. Sementara torsi awal relatif lebih rendah daripada jenis lainnya berkelok-kelok DC, shunt motor luka menawarkan kontrol sederhana untuk layanan pembalikan.

Senyawa luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveCompound luka (stabil shunt) motor menggunakan sebuah gulungan medan secara seri dengan angker di samping lapangan shunt untuk memperoleh suatu kompromi dalam kinerja antara rangkaian dan jenis shunt motor. Jenis ini menawarkan kombinasi awal yang baik torsi dan kecepatan stabilitas. Standar peracikan adalah sekitar 12%. Peracikan berat hingga 40 hingga 50% dapat diberikan untuk torsi awal tinggi khusus aplikasi, seperti hoists dan crane.

Seri luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveLuka series motor memiliki angker terhubung secara seri dengan lapangan. Meskipun mulai menawarkan torsi sangat tinggi dan torsi baik output per ampere, motor seri memiliki kecepatan miskin peraturan. Kecepatan motor DC seri umumnya terbatas pada 5.000 rpm dan di bawah ini. Seri motor harus dihindari dalam aplikasi di mana mereka akan kehilangan ada beban karena kecenderungan mereka untuk “melarikan diri” di bawah kondisi tanpa beban. Biasanya ini digunakan pada hoist crane dan aplikasi.

Permanent Magnet – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveMotor magnet permanen tidak memiliki lapangan dan luka luka konvensional angker dengan komutator dan sikat. Motor ini memiliki torsi awal yang sangat baik, dengan peraturan kecepatan tidak sebagus senyawa motor. Namun, peraturan kecepatan dapat ditingkatkan dengan berbagai desain, dengan nilai lebih rendah torsi yang sesuai untuk suatu bingkai. Karena lapangan permanen, motor kerugian kurang dengan efisiensi operasi yang lebih baik. Motor ini dapat mengerem secara dinamis dan terbalik di beberapa angker tegangan rendah (10%), tetapi seharusnya tidak plug terbalik dengan tegangan armature penuh. Membalikkan arus bisa tidak lebih tinggi daripada arus armature yang terkunci.

Gambar 19.
Gulungan medan

Terpisah Excited Winding
Ketika bidang terhubung ke sumber daya eksternal, ini adalah bidang bersemangat secara terpisah.

Straight Shunt Winding
Berkelok-kelok ini terhubung secara paralel dengan angker. Lilitan shunt biasanya terdiri dari sejumlah besar belitan kawat ukuran kecil. Ini adalah berkelok-kelok yang baik untuk membalikkan aplikasi karena menyediakan jumlah yang sama torsi di kedua arah. Torsi / kurva saat ini adalah non-linear di atas beban penuh. Luka shunt motor sering memiliki karakteristik kecepatan meningkat dengan meningkatnya beban.

Series Winding
Berkelok-kelok ini tersambung secara seri dengan angker. Serangkaian berliku biasanya terdiri dari sejumlah kecil belitan kawat ukuran besar. Dengan ini berkelok-kelok, motor dapat menghasilkan mulai tinggi dan kelebihan torsi. Desain ini tidak digunakan untuk aplikasi dengan beban ringan atau tidak ada kondisi beban.

Compound Winding
Berkelok-kelok ini terdiri dari shunt seri berkelok-kelok dan berliku. Hal ini juga dikenal sebagai senyawa eksitasi. Berliku seri dapat dirancang sebagai rangkaian awal hanya atau sebagai seri mulai dan jalankan.

Stabil Shunt Winding
Seperti senyawa berkelok-kelok, berkelok-kelok ini terdiri dari shunt seri berkelok-kelok dan berliku. Seri atau stabilisasi berliku memiliki jumlah putaran lebih sedikit daripada seri berkelok-kelok dalam senyawa mesin luka. Sebuah menstabilkan berliku digunakan untuk menjamin kecepatan terkulai dengan berlebihan. Ini juga menambah torsi dalam satu arah operasi dan mengurangi dari torsi dalam arah sebaliknya operasi dan di regenerasi.

Kompensasi shunt Winding
Kompensasi shunt shunt motor memiliki berkelok-kelok dan berliku seri wajah tiang terbuat dari konduktor besar ditempatkan di slot dalam menghadapi lapangan utama kutub. Arah arus dalam gulungan kompensasi adalah lawan dari arus dalam konduktor angker lewat di bawah tiang. Fluks yang dihasilkan oleh gulungan kompensasi menetralkan fluks dari konduktor angker lewat di bawah tiang sehingga distorsi dari fluksi celah udara dapat dikurangi. Kompensasi shunt motor menjaga kecepatan konstan atau diatur dengan baik pada semua beban, tidak ada beban melalui overload. Tidak seperti shunt stabil berkelok-kelok, berliku-liku wajah tiang menambah torsi baik di depan dan berbalik arah rotasi. Kompensasi shunt gulungan, karena masalah biaya dan kesulitan konstruksi, diberikan hanya pada motor besar, biasanya 840 frame dan lebih besar.

Switching

Tegangan maksimum dari sebuah angker berliku dapat diperoleh bila kuas berada dalam kontak dengan orang-orang konduktor, yang di tengah-tengah antara kutub. Ini akan menghasilkan kemungkinan terbesar jumlah konduktor memotong garis-garis magnetik dalam satu arah antara yang positif dan sikat negatif. Posisi sikat ini dikenal sebagai posisi netral tidak ada beban dari kuas. Arus dalam suatu kumparan armature berbalik arah sebagai sisi kumparan berpindah dari satu tiang ke lain yang berlawanan polaritas, sedangkan fungsi dari komutator ini adalah untuk menjaga arus searah. Pembalikan ini sekarang dikenal sebagai pergantian. Komutator bertindak sebagai saklar untuk menjaga arus yang mengalir dalam satu arah. Namun, tingkat perubahan yang cepat dalam arah arus dalam kumparan tertentu menginduksi sebuah tegangan yang cukup dalam kumparan yang cenderung untuk menjaga arus yang mengalir dalam arah yang asli. Oleh karena itu, pembalikan saat ini tertunda menyebabkan laju perubahan dipercepat dekat akhir periode pergantian. Hal ini menghasilkan busur jika pembalikan tidak selesai sebelum istirahat sikat kontak dengan kumparan yang terlibat. Setiap lengkung merugikan pengoperasian mesin dan harus menetral.

Armature Reaksi
Karena konduktor angker arus membawa mereka mendirikan sebuah medan magnet yang mendistorsi atau menentang lapangan utama. Hal ini disebut reaksi angker dan merupakan fungsi dari jumlah beban hadir. Gambar 21 menunjukkan MMF dan bentuk gelombang fluks karena reaksi angker saja; dan Gambar 22 menunjukkan efek gabungan dari keduanya. Hal ini dapat dilihat bahwa reaksi angker menyebabkan fluks bergeser, sehingga cenderung jenuh salah satu ujung tiang. Jika efek ini cukup berarti, dapat merugikan kinerja yang memuaskan dari mesin. Jika cukup parah, hal itu mungkin mengakibatkan flashover, yang merupakan lengkung progresif atas bar berturut-turut sampai busur membentang dari sikat positif ke negatif, sehingga mesin yang mengalami hubungan arus pendek terminal.

Gambar 20.
MMF and Flux Wave Shape due to Main Field only

Gambar 21.
MMF dan Flux Gelombang Shape karena hanya Amature Reaksi

Gambar 22.
Flux Wave Shape, efek gabungan

Brush Shifting
Satu metode untuk mengurangi lengkung karena pergantian non-linear adalah untuk menggeser sikat geometris jauh dari posisi netral. Kemudian pergantian akan terjadi jika yang berlaku kumparan berada di bawah pengaruh medan magnet yang lemah yang akan menghasilkan tegangan pada kumparan, yang menentang tegangan induksi akibat perubahan arus. Oleh karena itu, tegangan baru ini akan membantu bukannya menghalangi pembalikan arus. Dalam generator, perlu untuk menggeser sikat maju dalam arah pergantian rotasi untuk selamanya. Hal ini benar karena aliran arus melalui konduktor berada dalam arah yang sama dengan tegangan dan, itu ditunda sampai pergantian adalah sisi kumparan berada di bawah tiang berikutnya, maka akan dibantu oleh membalikkan arus tegangan. Dalam sebuah motor, perlu untuk menggeser sikat melawan arah rotasi karena aliran arus adalah berlawanan dengan tegangan induksi. Jumlah pergeseran yang diperlukan tergantung pada beban sehingga pergeseran tertentu tidak akan memuaskan untuk semua beban. Salah satu efek dari pergeseran kuas adalah bahwa komponen demagnetization reaksi angker diperkenalkan. Dengan kata lain, ketika kuas dialihkan, reaksi yang angker tidak hanya akan mendistorsi fluks medan utama tetapi juga akan langsung menentang lapangan utama. Ini akan mengakibatkan penurunan fluks medan. Efek lainnya adalah bahwa jika kuas dipindahkan cukup jauh, adalah mungkin untuk mengurangi jumlah ternyata efektif karena akan ada tegangan bertentangan satu sama lain di antara dua kuas.

Pada generator komponen yang demagnetization reaksi angker akan merugikan karena akan ada penurunan tegangan yang dihasilkan dengan meningkatnya beban. Namun, dalam sebuah motor, efeknya akan bermanfaat karena kecepatan akan cenderung tetap konstan.

Interpoles
Metode lain untuk memerangi tegangan induksi yang disebabkan oleh pembalikan arus adalah penggunaan interpoles. Para interpoles terletak di titik netral geometris tengah antara kutub utama dan memberikan pembalikan medan magnet kekuatan dan polaritas yang tepat. Mereka menghilangkan perlunya sikat pergeseran dan, karena ini, efek demagnetization reaksi angker dihilangkan. Para interpole harus memiliki cukup kekuatan untuk mengatasi reaksi angker dan menyediakan lapangan membalik Oleh karena itu, terhubung secara seri dengan gulungan armature. Ketika angker arus meningkat dalam proporsi yang sama. Dalam generator, yang interpole harus memiliki polaritas yang sama seperti tiang berikutnya dalam arah rotasi sementara di sebuah motor yang interpole harus memiliki polaritas yang sama seperti tiang terakhir.

Karakteristik generator

Tidak Load Curve Saturasi
Tipikal kurva kejenuhan tanpa beban ditunjukkan pada Gambar 23. Ini mirip dengan kurva magnetisasi disebutkan sebelumnya, kecuali bahwa itu mewakili seluruh rangkaian magnetik mesin daripada bahan magnetik tertentu. Juga, ia memiliki tegangan keluaran generator bersekongkol melawan arus medan daripada kerapatan fluksi magnetizing melawan kekerasan. Hal ini dapat dilakukan karena generator tegangan berbanding lurus dengan fluks medan dan jumlah belitan adalah tetap. Ada kurva kejenuhan yang berbeda untuk setiap kecepatan. Semakin rendah garis lurus bagian dari kurva mewakili celah udara karena bagian-bagian magnet tidak jenuh. Bila bagian magnetik mulai jenuh, kurva membungkuk sampai kejenuhan lengkap tercapai. Maka kurva menjadi garis lurus lagi.

Gambar 23.
Tidak Load Curve Saturasi

Gambar 23,1
Tidak Load Curve Saturasi
Gambar 23,2
Tidak Load Curve Saturasi

Generator Build Up
Generator membangun biasanya mengacu pada kenaikan bertahap tegangan pada terminal angker ketika mesin diri bersemangat dan dioperasikan dengan kecepatan normal. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 25 dengan mengacu pada garis resistensi lapangan yang menunjukkan bagaimana arus medan bervariasi sebagai tegangan bidang bervariasi. Kemiringan garis ini adalah bidang resistensi pada temperatur konstan. Naik tegangan dimulai dengan magnetisme sisa besi lapangan. Hal ini memberikan tegangan kecil keluaran E1 yang makan kembali ke lapangan sebagai 1. 1 meningkatkan fluks memberikan tegangan yang sedikit lebih besar, E2 . Dan2 menyebabkan 2 mengalir. Proses ini berlanjut sampai mesin mulai jenuh dan berhenti pada titik di mana garis perlawanan lapangan memotong kurva saturasi. Jika kecepatan mesin dikurangi sehingga kurva saturasi menjadi lapangan bersinggungan dengan kurva resistansi, tegangan tidak akan membangun. Hal ini dikenal sebagai kecepatan kritis. Juga, pada kecepatan tertentu, jika resistensi bidang meningkat dengan penambahan resistensi eksternal, resistensi kritis dapat dihubungi.

Gambar 25.
DC Motor Curves

Output tegangan persamaan tegangan telah dinyatakan sebagai:

E = K1 S.

Namun, ini adalah dihasilkan tegangan dan bagian dari itu harus digunakan untuk mengatasi IR tetes dalam mesin, yang disebabkan oleh perlawanan itu dari angker, lapangan seri, interpoles, sikat, dll Jika resistensi itu digabungkan bersama-sama dan disebut angker perlawanan, maka output tegangan pada terminal generator dapat dinyatakan sebagai:

V = E – Isebuah Rsebuah – K1 S –sebuah Rsebuah

mana:

E = dihasilkan tegangan
Disebuah = Amature saat
Rsebuah = Amature rangkaian hambatan
Ke arah1 = Konstanta mesin
= Fluks per kutub
S = kecepatan.

Karakteristik eksternal
Kurva yang menunjukkan hubungan antara tegangan keluaran dan arus keluaran dikenal sebagai karakteristik eksternal. Ditunjukkan pada Gambar 24 adalah kurva karakteristik eksternal untuk generator dengan berbagai jenis eksitasi. Jika generator, yang secara terpisah bersemangat, digerakkan dengan kecepatan konstan dan memiliki arus medan tetap, tegangan keluaran akan berkurang dengan peningkatan arus beban seperti pada gambar. Penurunan ini disebabkan oleh angker angker reaksi penolakan dan efek. Jika fluks medan tetap konstan, tegangan yang dihasilkan akan cenderung tetap konstan dan tegangan keluaran akan sama dengan yang dihasilkan tegangan drop minus inframerah dari rangkaian armature. Namun, komponen demagnetizing reaksi angker cenderung mengurangi fluktuasi, sehingga menambah faktor tambahan, yang mengurangi tegangan keluaran.

Gambar 24.
Generator DC Curves

Dalam bersemangat shunt generator, dapat dilihat bahwa tegangan keluaran berkurang lebih cepat daripada dengan eksitasi terpisah. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa, karena tegangan keluaran berkurang karena efek reaksi angker dan angker IR jatuhkan, tegangan lapangan juga berkurang yang selanjutnya mengurangi fluks. Juga dapat dilihat bahwa di luar nilai kritis tertentu, maka generator shunt menunjukkan tren pembalikan nilai-nilai saat ini dengan penurunan tegangan. Titik ini arus keluaran maksimum dikenal sebagai titik breakdown. Pada kondisi sirkuit pendek, satu-satunya fluksi yang tersedia untuk menghasilkan arus magnet residual dari angker.

Membangun tegangan pada rangkaian generator, rangkaian eksternal harus tersambung dan hambatan direduksi menjadi nilai yang relatif rendah. Karena angker adalah seri dengan lapangan, arus beban harus mengalir untuk memperoleh fluks di lapangan. Sebagai tegangan dan arus beban naik resistensi dapat ditingkatkan ke nilai normal. Sebagai kurva karakteristik eksternal menunjukkan, tegangan output yang dimulai dari nol, mencapai puncaknya, dan kemudian jatuh kembali ke nol.

Kombinasi dari medan shunt lapangan dan serangkaian memberikan yang terbaik karakteristik eksternal seperti yang diilustrasikan pada Gambar 24. Jatuh tegangan, yang terjadi di mesin shunt, yang diimbangi dengan tegangan naik, yang terjadi di mesin seri. Penambahan dalam jumlah yang memadai ternyata offset seri IR yang angker angker drop dan efek reaksi, menghasilkan rata-senyawa generator yang memiliki tegangan yang hampir konstan. Jika lebih seri berubah ditambahkan, tegangan akan naik dengan beban dan mesin dikenal sebagai over-senyawa generator.

Voltage Regulation
Peraturan tegangan adalah perubahan tegangan terminal dengan perubahan arus beban dengan kecepatan konstan. Sebuah generator memiliki peraturan yang baik jika perubahan tegangan antara tanpa beban dan beban penuh kecil. Jika perubahan besar, peraturan yang miskin. Dinyatakan dalam bentuk persamaan:

Persen Voltage Regulation = (ENL – EFL ) / EFL x 100 atau untuk beberapa mesin senyawa, Persen Voltage Regulation = (EFL – ENL ) / EFL x 100

Gambar 24 menunjukkan bahwa regulasi mesin yang terpisah gembira adalah lebih baik daripada mesin shunt. Namun, peraturan yang terbaik adalah senyawa yang diperoleh dengan mesin. Mesin seri praktis tidak ada peraturan sama sekali dan, karenanya, memiliki sedikit aplikasi praktis.

Motor Karakteristik

Motor Operasi
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, sebuah konduktor bergerak melalui sebuah medan magnet karena tindakan motor juga menghasilkan tegangan yang berlawanan dengan tegangan yang diberikan. Ini adalah EMF kembali. Kemudian untuk motor tindakan persamaan tegangan adalah:

V = E + ISebuah RSebuah = K1 S + ISebuah RSebuah

mana:

V = diterapkan atau terminal tegangan
E = kembali EMF
DiSebuah = Amature saat
RSebuah = Angker rangkaian hambatan’s
Ke arah1 = Konstanta mesin
= Fluks per kutub
S = kecepatan

Ketika membandingkan persamaan ini dengan persamaan tegangan generator, dapat dilihat bahwa dalam generator tegangan yang dihasilkan lebih tinggi dari tegangan terminal sementara di sebuah motor yang sebaliknya adalah benar. Oleh karena itu, selama tegangan yang dihasilkan kurang dari tegangan terminal, mesin beroperasi sebagai motor dan mengambil daya dari sisi listrik, tetapi ketika tegangan yang dihasilkan menjadi lebih besar daripada tegangan terminal, mesin menjadi generator, pasokan listrik , dan membutuhkan energi mekanik untuk tetap beroperasi.

Bagian belakang atau counter EMF bertindak sebagai kontrol untuk jumlah arus mekanis yang dibutuhkan untuk setiap beban. Ketika beban mekanik meningkat, efek pertama adalah pengurangan kecepatan. Namun pengurangan kecepatan juga menyebabkan penurunan di belakang EMF, sehingga membuat tersedia peningkatan tegangan untuk arus dalam armature. Oleh karena itu, saat ini meningkat yang pada gilirannya akan meningkatkan torsi. Karena tindakan ini, yang sangat sedikit penurunan dalam kecepatan cukup untuk memenuhi peningkatan permintaan torsi. Juga, daya input diatur ke jumlah yang diperlukan untuk mensuplai motor kerugian dan output.

Speed Torque Curves
Kecepatan kurva torsi untuk tiga bentuk eksitasi ditunjukkan pada Gambar 25. Dalam bersemangat shunt motor, perubahan kecepatan sedikit dan, karenanya, dianggap motor kecepatan konstan. Juga, fluks medan hampir konstan dalam shunt motor dan torsi bervariasi hampir langsung dengan arus armature.

Dalam motor seri kecepatan penurunan dengan peningkatan torsi jauh lebih besar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa fluks medan meningkat dengan meningkatnya arus, sehingga cenderung untuk mencegah penurunan kembali EMF yang sedang disebabkan oleh penurunan kecepatan. Fluks medan bervariasi dalam serangkaian torsi motor dan bervariasi sebagai kuadrat dari arus angker sampai saturasi tercapai. Setelah mencapai kejenuhan, kurva cenderung mendekati garis lurus tren dari shunt motor. Beban yang tidak kecepatan motor seri biasanya terlalu tinggi untuk keamanan dan, oleh karena itu, tidak boleh dioperasikan tanpa beban memadai.

Senyawa kecepatan motor memiliki karakteristik torsi yang terletak antara shunt dan motor seri.

Speed Peraturan
Kecepatan peraturan adalah perubahan kecepatan dengan perubahan beban torsi, kondisi lain yang konstan. Sebuah motor memiliki peraturan yang baik jika tidak ada perubahan antara kecepatan beban dan beban penuh kecepatan kecil.

Persen Speed Peraturan = (SNL – SFL) / SFL x 100 A shunt motor memiliki kecepatan yang baik peraturan sementara motor seri memiliki kecepatan miskin peraturan. Untuk beberapa aplikasi seperti crane atau hoists, motor seri memiliki keunggulan karena hasil yang lebih gerakan disengaja beban lebih berat. Juga, memperlambat dari seri motor lebih baik untuk mulai berat beban. Namun, untuk banyak aplikasi yang shunt motor lebih disukai.

Motor Starting
Ketika angker tidak berputar, bagian belakang EMF adalah nol dan tegangan total tersedia untuk mengirimkan arus melalui armature. Karena resistensi angker rendah, arus yang sangat besar akan mengalir jika tegangan yang diaplikasikan di bawah kondisi ini. Oleh karena itu, perlu untuk memasukkan perlawanan tambahan secara seri dengan angker sampai kecepatan yang memuaskan dicapai di mana EMF belakang akan mengambil alih untuk membatasi input.

Kerugian Dan Efisiensi

Gesekan dan Windage
Kerugian tersebut termasuk bantalan gesekan, gesekan kuas, dan windage. Mereka juga dikenal sebagai kerugian mekanis. Mereka adalah konstan pada kecepatan tertentu, tetapi bervariasi dengan perubahan kecepatan. Power kerugian akibat gesekan meningkat dengan kuadrat dari kecepatan dan yang disebabkan oleh peningkatan windage sebagai kubus dari kecepatan.

Armature Tembaga Kerugian
Ini adalah aku2 R kerugian dari rangkaian angker, yang meliputi angker berkelok-kelok, komutator, dan sikat. Mereka bervariasi secara langsung dengan perlawanan dan sebagai kuadrat dari arus.

Lapangan Tembaga Kerugian
Ini adalah aku2 R kerugian dari rangkaian medan yang dapat mencakup gulungan medan shunt, gulungan medan seri, interpole gulungan dan setiap shunts digunakan dalam kaitannya dengan gulungan ini. Mereka bervariasi secara langsung dengan perlawanan dan sebagai kuadrat dari arus.

Core Kerugian
Ini adalah arus eddy histeresis dan kerugian dalam armature. Dengan perubahan terus-menerus arah fluks dalam besi angker, pengeluaran energi yang dibutuhkan untuk membawa besi melalui loop histeresis lengkap. Ini adalah kerugian histeresis. Juga karena besi merupakan konduktor dan berputar dalam medan magnet, tegangan akan dihasilkan. Hal ini, pada gilirannya, akan mengakibatkan arus yang bersirkulasi kecil yang dikenal sebagai arus eddy. Jika inti yang solid yang digunakan untuk angker, maka kerugian arus eddy akan tinggi. Mereka dikurangi dengan menggunakan laminasi tipis, yang terisolasi dari satu sama lain. Histeresis dan kerugian arus eddy bervariasi dengan kerapatan fluksi dan kecepatan.

Efisiensi
Untuk generasi atau motor, efisiensi sama dengan output dibagi dengan input. Namun, dalam generator, input mekanis sementara output listrik. Dalam sebuah motor yang sebaliknya adalah benar, karena itu:

Motor Efisiensi = (Input – Rugi) / Input
Generator Efisiensi = Output / (Output + Rugi)

Bagian 3: Horsepower Dasar

Pada abad ke-18 Inggris, batubara sedang memberi makan revolusi industri dan Thomas Newcomen didorong menciptakan mesin uap yang digunakan untuk memompa air dari tambang batu bara. Itu Scott Namun, dengan nama James Watt, yang pada 1769 memperbaiki mesin uap sehingga benar-benar bisa dilaksanakan dan praktis. Dalam upayanya untuk menjual mesin uap baru, pertanyaan pertama pemilik tambang batu bara bertanya adalah “mesin anda bisa keluar kerja salah satu kuda saya?” Watt tidak tahu karena ia tidak tahu berapa banyak pekerjaan seekor kuda bisa lakukan. Untuk mengetahuinya, Watt dan mitranya membeli beberapa ukuran rata-rata diukur kuda dan pekerjaan mereka. Mereka menemukan bahwa kuda rata-rata bekerja di tingkat kaki 22.000 pound per menit. Watt memutuskan, untuk beberapa alasan tidak diketahui, untuk menambahkan 50% ke angka ini dan tingkat rata-rata 33.000 kaki kuda di pon per menit.

Yang penting adalah bahwa sekarang ada sistem di tempat untuk mengukur tingkat melakukan kerja. Dan ada satuan daya, tenaga kuda.

Jika mesin uap telah dikembangkan suatu tempat lain di dunia, di mana kuda itu tidak ada binatang beban, kita mungkin rating lembu motor di kekuasaan atau kekuatan unta. Hari ini, motor juga dinilai dalam Watts output.

hp = lb x FPM / 33.000
hp = ft-lb x rpm / 5.252
kW = hp x 0,7457
hpMetrik = Hp x 1,0138

Horsepower seperti yang didefinisikan oleh Watt, adalah sama untuk AC dan DC motor, mesin bensin, anjing kereta, dll

Horsepower dan Electric Motors

Torsi = gaya x jari-jari = lb x ft = T
Speed = rpm = N
Konstan = 5.252 = C
HP = T x N / C

Torsi dan DC Motors

T = k Disebuah

Pada overload, torsi meningkat pada beberapa tingkat lebih rendah daripada peningkatan akibat arus saturasi

D2 L dan Torque

258AT = 324 D2 L
259AT = 378 D2 L

Dengan diameter frame yang sama, yang 259AT memiliki 17% lebih D2 L dan dengan demikian 17% lebih dan 17% lebih Torque. Torsi motor meningkat dengan peningkatan besi dan tembaga, dikombinasikan dengan saat ini. Ini dapat dikatakan bahwa dibutuhkan besi dan tembaga untuk menghasilkan torsi dan torsi membuat produk. Atau dengan kata lain, apa yang membuat Anda membeli produk TORSI dan yang BESI dan TEMBAGA. Tingkat melakukan pekerjaan adalah kekuatan dan HORSEPOWER adalah satuan kekuasaan.

Kecepatan dan DC Motors
Motor DC shunt luka
Dengan beban motor, temperatur dan arus medan tetap konstan, kecepatan armature dikendalikan oleh tegangan.

E = ((Z / a) x x P x (N / 60) x 10-8 ) + (I, Rsebuah R & Iip R & Ib )

Jumlah dari penurunan tegangan rangkaian angker dapat digambarkan sebagai IR

N = (E – IR) / K

Speed contoh: desain motor diberikan G6219, bingkai MC3212, 50 hp, 1150 rpm, 500 volt angker, 85 ampli beban penuh, 0,432 resistansi sirkuit angker panas, 0,206 angker rangkaian resistansi dingin

Danjatuh = IR = 85 amp x 0.432 = 36,72 volt
500 v lengan – 36,72 v drop = 463,28 bekerja volt
Volt per rpm = 463,28 / 1150 rpm = 0,40285
Nkecepatan dasar = 1150 rpm = (500 v – 36.72 v) / 0.40285
Dengan 250 v pada angker, ada bekerja 213,28 volt (250-36,72)
213,28 / 0,40285 = 529 rpm (bukan 1 / 2 kecepatan, 575 rpm)
N = 529 rpm = (250 v – 36.72 v) / 0.40285
N = (E – IR) / Ke arah = (E – IR) / 0,40285
K perubahan dengan perubahan beban dan suhu
HPMetrik = HP x 1,0138
kW = HP x 0,7457

Sumber: http://www.maintanance.wordpress.com

About these ads
 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada Maret 15, 2010 in Mesin Listrik AC

 

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 26 pengikut lainnya.

%d blogger menyukai ini: