정류 란 무엇인가 : 작동 원리, DC 기계에 미치는 영향

문제를 제거하기 위해 도구를 사용해보십시오





우리의 일상 생활에서 일상적인 필요에 따라 DC 기계를 사용하는 것은 일반적인 일이되었습니다. DC 기계는 에너지 변환 만드는 장치 전기 기계 변환 . DC 기계에는 DC 모터와 DC 모터의 두 가지 유형이 있습니다. DC 발전기 . DC 모터는 DC 전력을 기계적 동작으로 변환하는 반면 DC 발전기는 기계적 동작을 DC 전력으로 변환합니다. 그러나 문제는 DC 발전기에서 생성 된 전류는 AC이지만 발전기의 출력은 DC입니다 !! 마찬가지로 코일의 전류가 번갈아 가면서 모터의 원리가 적용되지만 DC 모터에인가되는 전력은 DC !! 그렇다면이 기계들은 어떻게 돌아가고 있습니까? 이 경이로움에 대한 답은“Commutator”라는 작은 장치입니다.

정류 란 무엇입니까?

DC 기계의 정류는 전류 반전이 발생하는 프로세스입니다. DC 발생기에서이 프로세스는 도체에서 유도 된 AC를 DC 출력으로 변환하는 데 사용됩니다. DC 모터에서 정류는 방향을 바꾸는 데 사용됩니다. DC 전류 모터의 코일에 적용되기 전에.




정류 프로세스는 어떻게 진행됩니까?

Commutator라는 장치가이 과정을 도와줍니다. 정류 과정을 이해하기 위해 DC 모터의 기능을 살펴 보겠습니다. 모터가 작동하는 기본 원리는 전자기 유도입니다. 전류가 도체를 통과하면 주변에 자기장 라인이 생성됩니다. 우리는 또한 자북과 자 남이 서로 마주 할 때 아래 그림과 같이 자력선이 북극 자석에서 남극 자석으로 이동한다는 것을 알고 있습니다.

자기력선

자기력선



주변에 자기장이 유도 된 도체가 이러한 자력선의 경로에 배치되면 경로가 차단됩니다. 따라서 이러한 자기 선은 전류의 방향에 따라 위 또는 아래로 이동하여 장애물을 제거하려고합니다. 운전사 . 이것은 운동 효과를 일으킨다.

코일에 대한 모터 효과

코일에 대한 모터 효과

전자기 코일 북쪽이 다른 자석의 남쪽을 향하는 두 개의 자석 사이에 배치되며, 자석 라인은 전류가 한 방향 일 때 코일을 위로, 코일의 전류가 역방향 일 때 아래로 이동합니다. 이것은 코일의 회전 운동을 생성합니다. 코일의 전류 방향을 변경하기 위해 두 개의 반달 모양의 금속이 Commutator라고하는 코일의 각 끝에 부착됩니다. 금속 브러시는 한쪽 끝이 배터리에 연결되고 다른 쪽 끝이 정류자에 연결된 상태로 배치됩니다.

DC 모터

DC 모터

DC 기계의 정류

각 전기자 코일에는 끝에 연결된 두 개의 정류자가 있습니다. 전류 변환을 위해 정류자 세그먼트와 브러시는 지속적으로 움직이는 접촉을 유지해야합니다. 더 큰 출력 값을 얻으려면 DC 기계에서 하나 이상의 코일이 사용됩니다. 따라서 한 쌍 대신 여러 쌍의 정류자 세그먼트가 있습니다.


DC 정류

DC 정류

코일은 브러시를 사용하여 매우 짧은 시간 동안 단락됩니다. 이 기간을 정류 기간이라고합니다. 정류자 막대의 너비가 브러시의 너비와 같은 DC 모터를 고려해 보겠습니다. 도체를 통해 흐르는 전류를 Ia로 둡니다. a, b, c를 모터의 정류자 세그먼트라고합니다. 코일의 전류 반전. 정류 과정은 아래 단계로 이해할 수 있습니다.

위치 -1

위치 1

위치 1

전기자가 회전하기 시작하면 브러시가 정류자 세그먼트 위로 이동합니다. 위에 표시된 것처럼 브러시 정류자 접점의 첫 번째 위치를 세그먼트 b에 둡니다. 정류자의 너비가 브러시의 너비와 같으므로 위의 위치에서 정류자와 브러시의 전체 면적이 서로 접촉합니다. 이 위치에서 정류자 세그먼트가 브러시로 전도하는 총 전류는 2Ia입니다.

위치 -2

이제 뼈대가 오른쪽으로 회전하고 브러시가 바 a와 접촉합니다. 이 위치에서 총 전도 전류는 2Ia이지만 코일의 전류는 변경됩니다. 여기서 전류는 두 경로 A와 B를 통해 흐릅니다. 2Ia의 3/4는 코일 B에서 나오고 나머지 1/4은 코일 A에서 나옵니다. KCL 세그먼트 a와 b에 적용되고 코일 B를 통과하는 전류는 Ia / 2로 감소하고 세그먼트 a를 통해 끌어온 전류는 Ia / 2입니다.

위치 2

위치 2

위치 -3

브러시의이 위치에서 표면은 세그먼트 a와 접촉하고 다른 절반은 세그먼트 b와 접촉합니다. 총 전류 소모 브러시가 2Ia이므로 전류 Ia는 코일 A를 통해, Ia는 코일 B를 통해 그려집니다. KCL을 사용하면 코일 B의 전류가 0이되는 것을 관찰 할 수 있습니다.

위치 3

위치 3

위치 -4

이 위치에서 브러시 표면의 1/4은 세그먼트 b와 접촉하고 3/4는 세그먼트 a와 접촉합니다. 여기서 코일 B를 통해 끌어온 전류는 – Ia / 2입니다. 여기서 코일 B의 전류가 역전되는 것을 볼 수 있습니다.

위치 4

위치 4

위치 -5

이 위치에서 브러시는 세그먼트 a와 완전히 접촉하고 코일 B의 전류는 Ia이지만 위치 1의 현재 방향과 반대 방향이므로 세그먼트 b에 대한 정류 프로세스가 완료됩니다.

위치 5

위치 5

정류의 효과

정류 기간이 끝날 때까지 전류 반전이 완료 될 때 계산을 이상적인 정류라고합니다. 정류 기간 중에 전류 반전이 완료되면 브러시 접촉에서 스파크가 발생하고 과열이 발생하여 정류자 표면이 손상됩니다. 이 결함을 Poorly commutated Machine이라고합니다.

이러한 유형의 결함을 방지하기 위해 정류를 개선하는 세 가지 유형의 방법이 있습니다.

  • 저항 정류.
  • EMF 정류.
  • 권선 보상.

저항 정류

열악한 정류 문제를 해결하기 위해 저항 정류 방식이 적용됩니다. 이 방법에서는 저항이 낮은 구리 브러시가 저항이 높은 카본 브러시로 대체됩니다. 저항은 단면적이 감소함에 따라 증가합니다. 따라서 브러시가 선행 세그먼트로 이동함에 따라 후행 정류자 세그먼트의 저항이 증가합니다. 따라서 선행 세그먼트는 현재 경로에 가장 선호되며 큰 전류는 선행 세그먼트가 제공하는 경로를 사용하여 브러시에 도달합니다. 이것은 아래 그림을 보면 잘 이해할 수 있습니다.

위 그림에서 코일 3의 전류는 두 가지 경로를 취할 수 있습니다. 코일 3에서 코일 2 및 세그먼트 b 로의 경로 1. 단락 된 코일 2의 경로 2, 코일 1 및 세그먼트 a. 구리 브러시를 사용하면 경로에서 제공하는 낮은 저항으로 인해 전류가 경로 1을 사용합니다. 그러나 카본 브러시를 사용하면 브러시와 세그먼트 사이의 접촉 면적이 감소함에 따라 저항이 증가하기 때문에 전류가 경로 2를 선호합니다. 이것은 전류의 조기 반전을 중지하고 DC 기계에서 스파크를 방지합니다.

EMF 정류

코일의 유도 특성은 정류 과정에서 전류가 천천히 반전되는 이유 중 하나입니다. 이 문제는 정류 기간 동안 단락 회로 코일에서 역 e.m.f를 생성하여 코일에 의해 생성 된 리액턴스 전압을 중화하여 해결할 수 있습니다. 이 EMF 정류는 전압 정류라고도합니다.

이것은 두 가지 방법으로 수행 할 수 있습니다.

  • 브러시 이동 방법으로.
  • 정류 극을 사용하여.

브러시 이동 방식에서는 브러시가 DC 발전기에서는 앞으로 이동하고 DC 모터에서는 뒤로 이동합니다. 이것은 중립 영역에서 플럭스를 설정합니다. 정류 코일이 자속을 차단함에 따라 작은 전압이 유도됩니다. 하중의 변화에 ​​따라 브러시 위치를 변경해야하므로이 방법은 거의 선호되지 않습니다.

두 번째 방법에서는 정류 극이 사용됩니다. 이것은 기계의 고정자에 장착 된 주극 사이에 배치 된 작은 자극입니다. 이들은 전기자와 직렬 연결로 부착됩니다. 부하 전류로 인해 e.m.f. , 이러한 정류 극은 자기장의 위치를 ​​중화합니다.

이러한 정류 극이 없으면 정류자 슬롯이 자기장의 이상적인 부분과 정렬되어 있지 않을 것입니다. 정류 기간 동안 이러한 정류 극은 리액턴스 전압에 반대하고 스파크없는 정류를 제공하는 단락 코일에서 e.m.f를 유도합니다.

정류 극의 극성은 발전기 옆에 위치한 주 극과 동일하지만 정류 극의 극성은 모터의 주 극과 반대입니다.

배우기 정류자 우리는이 작은 장치가 DC 기계의 적절한 작동에 중요한 역할을한다는 것을 발견했습니다. 전류 변환기로서뿐만 아니라 스파크에 의한 손상없이 기계의 안전한 작동을 위해 정류자는 매우 유용한 장치입니다. 그러나 기술 발전이 증가함에 따라 정류자는 새로운 기술로 대체되고 있습니다. 최근 정류자를 대체 한 새로운 기술의 이름을 말할 수 있습니까?