Пояснение принципа работы ДПТ

[Гость Dog01]

Приветствую!

Решил поизучать электрические машины, начал читать «Электрические машины» И.П. Копылова, но дается не очень легко, потому начал параллельно искать объяснение на пальцах в интернете. Вот есть такая иллюстрация вращения медной проволоки в магнитном поле, здесь все направления предельно понятны по правилу левой руки:

 

Потом на некоторых схематичных иллюстрациях начинают появляться обмотки. И если я правильно понимаю, каждая из обмоток пересекает ось вращения:

Но далее я нахожу другие картинки с обмотками, в том числе и на Википедии, который меня ставят в ступор:

Скрытый текст

Здесь обмотки уже не пересекают ось вращения. Рассмотрим, например, синюю обмотку. Получается, что на видимой верхней части ротора ток имеет одно направление, но на нижней части ротора, которую не видно на иллюстрации, обмотка закручивается и направление тока в той части уже противоположное, соответственно, силы Ампера будут противоположны друг другу. Но на Википедии этот ротор смело вращается по часовой на GIF. Или мне не хватает какого-то пространственного воображения, или что, не знаю. Но ведь верно понимаю, что последние две иллюстрации не соответствуют друг другу?

P.S. Буду также рад за рекомендацию литературы общего принципа работы электрических машин, желательно без глубоких математических выкладок.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[J_Ohm]

Красная и синяя обмотки просто половинки целой. Сверху видно же как синяя переходит в красную.

Или я вас не понял.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[E_C_C]

Интернет в целом,  и википедия в частности, не самый удачный способ получения знаний. Редактировать статьи может кто угодно,  ошибки не исключны. Хоть там и есть контроль, нужно фильтровать контент в голове.

Особенно все что касается объяснения "на пальцах " сложных вещей , неизбежно возникают условности и неточности. 

Да и засилие малограмотных , но жаждущих славы  авторов присутствует,  даже на этом форуме стоит только загляну в раздел " идеи и технологии будущего"  ... что уж говорить о свободном интернете , мусора и откровенного бреда очень много. 

з/ы обмотки не пересекают ось вращения , конструктивно они вокруг оси , принципиальной разницы между обмоткой и рамкой нет , рамка с током это та же  обмотка в один виток , добавили витков , усилили магнитное поле, но его конфигурация (форма) осталась та же, что и для рамки.

дальше добавили ещё рамок (обмоток) , поле более равномерно распределилось , добавились полюса.

прикрутили все обмотки к коллектору, чтобы при вращении ток протекал только через те , которые находятся во взаимосвязи с магнитами статора , подали ток и все завертелось ))

[Реклама]

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Гость Dog01]

2 часа назад, J_Ohm сказал:

Красная и синяя обмотки просто половинки целой. Сверху видно же как синяя переходит в красную.

Или я вас не понял.

Если бы каждый виток катушки переходил на противоположную сторону, то вопросов бы не было. А судя по иллюстрации это единичный провод.

1 час назад, E_C_C сказал:

Интернет в целом,  и википедия в частности, не самый удачный способ получения знаний. Редактировать статьи может кто угодно,  ошибки не исключны. Хоть там и есть контроль, нужно фильтровать контент в голове.

Особенно все что касается объяснения "на пальцах " сложных вещей , неизбежно возникают условности и неточности. 

Да и засилие малограмотных , но жаждущих славы  авторов присутствует,  даже на этом форуме стоит только загляну в раздел " идеи и технологии будущего"  ... что уж говорить о свободном интернете , мусора и откровенного бреда очень много. 

Согласен, что очень много мусора, но что делать, если рядом в окружении нет специалистов по этой теме? Приходится полагаться на сторонние источники, когда по книге возникают вопросы.

1 час назад, E_C_C сказал:

з/ы обмотки не пересекают ось вращения , конструктивно они вокруг оси , принципиальной разницы между обмоткой и рамкой нет , рамка с током это та же  обмотка в один виток , добавили витков , усилили магнитное поле, но его конфигурация (форма) осталась та же, что и для рамки.

дальше добавили ещё рамок (обмоток) , поле более равномерно распределилось , добавились полюса.

прикрутили все обмотки к коллектору, чтобы при вращении ток протекал только через те , которые находятся во взаимосвязи с магнитами статора , подали ток и все завертелось ))

Ваше объяснение логично и оно совпадает со схематичным принципом работы, который я приводил выше:

Но в моем понимании это объяснение расходится с тем, что изображено на картинке с Википедии (и это не единственное подобное изображение обмоток ротора в сети). Если бы первая половина каждой обмотки лежала в левой части ротора ближе к северному полюсу, а вторая половина переходила бы в правую часть ротора ближе к южному полюсу, то все стало бы на свои места. Но сейчас я смотрю дополнительные иллюстрации на Википедии с разных сторон и вопросов меньше не становится.

Скрытый текст

Если я правильно понимаю, для правильного вращения одна половина катушки (или рамки, возвращаясь к самой первой иллюстрации в шапке) должна находиться ближе к одному полюсу, вторая половина - ближе к другому полюсу. Но на картинках все иначе. Я перерисовываю это в схематичное изображение и не понимаю, как это вообще должно работать

Скрытый текст

 

 

 

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[E_C_C]

нет " правильного " и "неправильного" вращения,  разница только в полярности напряжения. 

Одноименные полюса отталкиваются, разноименные притягиваются.

Правило левой руки определяет силу действующую на проводник , с током в магнитном поле  , а речь идет уже о катушках ( обмотка по сути катушка )  и направление зависит от того где какой полюс образуется и как взаимодействует со статорным магнитом.

 

по второму правилу правой руки  посмотри где будет S где N

з/ы для упрощенный модели , как на рисунке , вообще нет разницы куда начать вращаться, более того может быть такое положение,  что якорь уравновесится и вращения не произойдет .

Но в реальностм этого не будет,  т.к. на рисунке примитивная  модель, на самом же деле все намного сложнее. 

Изменено 8 июля, 2019 пользователем E_C_C

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[E_C_C]

может так более понятно.

если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по току в витках, то отставленный большой палец укажет направление магнитных линий внутри соленоида.

т.к. обмотка мотается на магнитомягком материале ( эл.тех. сталь)  , то якорные полюса намагничиваются и происходит движение якоря , при этом за счет коллектра меняется полярность приложенного напряжения , полюса перемагничиваются , и процесс повторяется.

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[_VN_]

14 часа назад, Гость Dog01 сказал:

Решил поизучать электрические машины, начал читать..., но дается не очень легко, потому начал параллельно искать объяснение на пальцах в интернете

  На первом курсе института нам объявили, что необходимо забыть изученное ранее в школе... Всё совсем не так, как Вы себе представляете. Обмотки электрической машины состоят из проводников с протекающим через них потоками электронов, которые в процессе движения создают в пространстве электромагнитное поле, которое, в свою очередь, взаимодействует с электромагнитными полями соседних проводников. Поэтому "изучение" ДПТ без знания названных законов взаимодействия  похоже на изучение медицины на уровне феодального строя до изобретения микроскопа, который показал клеточное строение живых тканей и микробов.

  На Вашем уровне было бы полезно взять любой ДПТ, установить его на какой-то нагрузочный стенд и исследовать его нагрузочные характеристики в разных режимах. Через пару лет экспериментов  станете специалистом в этой области. 

[Гость Dog01]

2 минуты назад, E_C_C сказал:

нет " правильного " и "неправильного" вращения,  разница только в полярности напряжения. 

Под «правильным» я имел ввиду вообще хоть какое-то вращение, которое не завершится спустя несколько секунд при наличии тока в обмотке

Ваша картинка в принципе ничем не отличается от той, что я приводил с Википедии. В иллюстрации с рамкой все однозначно, по правилу левой руки нижнюю часть рамки выталкивает влево, верхнюю часть - вправо, отсюда создается вращение по часовой стрелке.

А в какую сторону на вашей картинке направлена сила Ампера на синем якоре? Направление тока на ней меняется на каждом изгибе основы якоря, в результате сила Ампера направлена в противоположные стороны, откуда тогда берется момент вращения?

Нашел вот фотографию коллекторного двигателя, которая совпадает с моим представлением о его работе и небольшое описание:

Скрытый текст

 

 

Сформирован 24-х ламелями. К каждой подходит конец предыдущей и начало следующей обмотки. Идут, перекрещиваясь. Каждая обмотка ложится сразу на две соседние в круге ламели. Как понятно из сказанного, суммарное количество катушек равняется числу секций коллектора (24). Расположены в два слоя, первый лежит на поверхности в нишах сердечника, второй прячется внутри.

На одной половине оборота направление поля обмотки, допустим, положительное, на второй – отрицательное. Смена происходит в момент пересечения щеткой двух ламелей, к которым подходят концы катушки. Правильное распределение углов относительного положения щеток, полюсов статора, сдвига намотки якоря обеспечивает рациональную передачу мощности. Наибольшим моментом в данную долю секунды обладает катушка, перпендикуляр плоскости которой максимально приближен полюсу статора.

Сердечник сформирован 12-ю секциями. Каждая катушка наматывается через четыре провала. Например, занимает первую, шестую ниши. И так далее, по кругу, образуется четыре катушки. Следовательно, при намотке следует соблюдать аналогичный порядок. Важно правильно задать угол меж (двумя) контактными ламелями, куда подходят окончания провода, и плоскостью перпендикуляра катушки. Примерно 45 градусов, щетки расположены к полюсам статора примерно под этим же углом.

 

Идут перекрещиваясь(!) - ключевой момент, и он, на мой взгляд, полностью совпадает с законом Ампера и правилом левой руки в отличие от вышеупомянутых иллюстраций.

[E_C_C]

5 минут назад, _VN_ сказал:

Через пару лет экспериментов  станете специалистом в этой области. 

через пару десятков лет.

хирургу вы тоже посоветуете , порезать десяток другой пациентов, поэкспериментировать , от чего мрут,  а от чего нет ))?

Давно уже все эксперименты проведены, теория электрических машин расписана от и до , смысл тратить время на уже изученное ?

[_VN_]

1 час назад, E_C_C сказал:

хирургу вы тоже посоветуете , порезать десяток другой пациентов, поэкспериментировать

В данном случае "пациент" ДПТ , недорогой и доступный... К тому же опытных специалистов-практиков мало. А в этой области тоже нужна многолетняя практика. Например, даже провод в обмотках рекомендуется проверить на "чистоту".  Был случай, когда бухту провода пришлось сдать на металлолом -  вместо электролитической меди была использована горновая... 

А хирурги начинают свою практику в анатомичке...

Теория электрических машин давно  разработана и смысла в её изучении нет. Но на прикладном уровне есть над чем "поэкспериментировать". 

[J_Ohm]

23 часа назад, Гость Dog01 сказал:

И если я правильно понимаю, каждая из обмоток пересекает ось вращения:

Ось вращения - центральная точка якоря (ротора). Обмотки ее не пресекают. Зато они пересекают магнитный поток статора.

Скрытый текст

 

Крестиком обозначается течение тока от зрителя. Ток в одной из половин обмотки показан неправильно, поскольку, если он в одну половину втекает, то из другой вытекает.

Якорь изображен в "мертвой точке".  В этом положении у двигателя исчезает вращательный момент, у генератора - ЭДС, а обмотка переключаются коллектором. У машин с несколькими обмотками такого нет.