Müasir dünyanın DC elektrik mühərriki (və yeri gəlmişkən, AC) olmadan necə görünəcəyini təsəvvür etmək belə çətindir. İstənilən müasir mexanizm elektrik mühərriki ilə təchiz edilmişdir. Fərqli bir məqsədi ola bilər, lakin onun mövcudluğu, bir qayda olaraq, kritikdir. Yaxın gələcəkdə DC mühərrikinin rolunun yalnız artacağı gözlənilir. Artıq bu gün bu cihaz olmadan sürəti tənzimlənən yüksək keyfiyyətli, etibarlı və səssiz avadanlıq yaratmaq mümkün deyil. Lakin bu, dövlətin və bütövlükdə dünya iqtisadiyyatının inkişafının açarıdır.
DC motorunun tarixindən
1821-ci ildə təcrübələr zamanı məşhur alim Faraday təsadüfən kəşf etdi ki, bir maqnit və cərəyan keçirici bir şəkildəbir-birinə təsir etmək. Xüsusilə, daimi bir maqnit sadə bir cərəyan keçirən keçirici dövrənin fırlanmasına səbəb ola bilər. Bu təcrübələrin nəticələri sonrakı tədqiqatlar üçün istifadə edilmişdir.
Artıq 1833-cü ildə Tomas Davenport onu idarə edə bilən kiçik elektrik mühərriki olan model qatar yaratdı.
1838-ci ildə Rusiya İmperiyasında 12 yerlik sərnişin qayığı tikildi. Elektrik mühərrikli bu qayıq Neva boyunca cərəyana qarşı getdikdə, o, təkcə elmi ictimaiyyətdə deyil, əsl emosiya partlayışına səbəb oldu.
DC mühərriki necə işləyir
Əgər məktəbdə fizika dərslərində olduğu kimi işə səthi baxsanız, görünə bilər ki, burada tamamilə mürəkkəb bir şey yoxdur. Ancaq bu, yalnız ilk baxışdan görünür. Əslində, elektrik sürücüsü elmi texniki fənlər dövrəsində ən çətin elmlərdən biridir. Elektrik mühərrikinin işləməsi zamanı hələ də tam başa düşülməyən və müxtəlif fərziyyə və fərziyyələrlə izah edilən bir sıra mürəkkəb fiziki hadisələr baş verir.
Sadələşdirilmiş versiyada DC mühərrikinin işləmə prinsipi aşağıdakı kimi təsvir edilə bilər. Bir dirijor maqnit sahəsinə yerləşdirilir və ondan cərəyan keçir. Üstəlik, dirijorun kəsiyini nəzərə alsaq, onun ətrafında görünməz qüvvə konsentrik dairələr yaranır - bu, dirijordakı cərəyanla əmələ gələn bir maqnit sahəsidir. Artıq qeyd edildiyi kimi, bu maqnit sahələri insan gözü üçün görünməzdir. Ancaq onları vizual olaraq müşahidə etməyə imkan verən sadə bir hiylə var. Ən asan yol, telin keçməsi üçün kontrplakda və ya qalın bir kağız vərəqində bir deşik etməkdir. Bu halda, çuxurun yaxınlığında olan səth nazik bir təbəqə ilə incə dağılmış maqnit metal tozu ilə örtülməlidir (incə yonqar da istifadə edilə bilər). Dövrə bağlandıqda, toz hissəcikləri maqnit sahəsi şəklində düzülür.
Əslində, bir DC mühərrikinin işləmə prinsipi bu fenomenə əsaslanır. U formalı maqnitin şimal və cənub qütbləri arasında cərəyan keçirən keçirici yerləşdirilir. Maqnit sahələrinin qarşılıqlı təsiri nəticəsində naqil hərəkətə gətirilir. Hərəkət istiqaməti dirəklərin necə yerləşdirilməsindən asılıdır və gimlet qaydası adlanan qayda ilə dəqiq müəyyən edilə bilər.
Amper Gücü
Cərəyan keçiricisini daimi maqnit sahəsindən kənara itələyən qüvvə Amper qüvvəsi adlanır - məşhur elektrik hadisələri tədqiqatçısının şərəfinə. Cərəyan vahidi də onun adını daşıyır.
Bu qüvvənin ədədi qiymətini tapmaq üçün nəzərdən keçirilən keçiricidəki cərəyanı onun uzunluğuna və maqnit sahəsinin böyüklüyünə (vektoruna) vurmaq lazımdır.
Düstur belə görünəcək:
F=IBL.
Ən sadə mühərrik modeli
Kobud desək, ən primitiv mühərriki qurmaq üçün maqnit sahəsinə keçirici materialdan (teldən) ibarət çərçivə yerləşdirmək və onu cərəyanla gücləndirmək lazımdır. Çərçivə müəyyən bir açıya dönəcək və dayanacaq. Mütəxəssislərin jarqonunda bu mövqeelektrik sürücüsünün sahəsi "ölü" adlanır. Dayanmanın səbəbi maqnit sahələrinin, belə demək mümkünsə, kompensasiya edilməsidir. Başqa sözlə, bu, nəticə qüvvəsi sıfıra bərabər olduqda baş verir. Buna görə DC motor qurğusuna bir deyil, bir neçə çərçivə daxildir. Həqiqi bir sənaye qurğusunda (avadanlığa quraşdırılmış) belə elementar sxemlər çox, çox ola bilər. Beləliklə, qüvvələr bir çərçivədə balanslaşdırıldıqda, digər çərçivə onu "stupor"dan çıxarır.
Müxtəlif gücə malik mühərriklərin cihazının xüsusiyyətləri
Hətta elektrik mühəndisliyi dünyasından uzaq olan bir adam dərhal anlayacaq ki, daimi maqnit sahəsinin mənbəyi olmadan hər hansı bir DC elektrik mühərrikindən söhbət gedə bilməz. Belə mənbələr kimi müxtəlif cihazlar istifadə olunur.
Aşağı güclü DC mühərrikləri (12 volt və ya daha az) üçün daimi maqnit ideal həll yoludur. Ancaq bu seçim böyük güc və ölçü vahidləri üçün uyğun deyil: maqnitlər çox bahalı və ağır olacaq. Buna görə də, 220 V və ya daha çox DC mühərrikləri üçün bir endüktörün (sahə sarğı) istifadə edilməsi daha məqsədəuyğundur. İndüktörün maqnit sahəsinin mənbəyinə çevrilməsi üçün ona enerji verilməlidir.
Elektrik mühərriki dizaynı
Ümumiyyətlə, hər hansı bir DC mühərrikinin dizaynına aşağıdakı elementlər daxildir:kollektor, stator və armatur.
Armatur mühərrik sarğı üçün daşıyıcı element kimi xidmət edir. Tel çəkilməsi üçün perimetri ətrafında yivləri olan elektrik məqsədləri üçün nazik polad təbəqələrdən ibarətdir. Bu vəziyyətdə istehsal materialı çox vacibdir. Artıq qeyd edildiyi kimi, elektrik poladdan istifadə olunur. Bu dərəcəli material süni şəkildə yetişdirilmiş böyük taxıl ölçüsü və yumşaqlığı (aşağı karbon tərkibi nəticəsində) ilə xarakterizə olunur. Bundan əlavə, bütün struktur nazik, izolyasiya edilmiş təbəqələrdən ibarətdir. Bütün bunlar parazitar cərəyanların yaranmasına imkan vermir və armaturun həddindən artıq istiləşməsinin qarşısını alır.
Stator sabit hissədir. Daha əvvəl müzakirə olunan maqnit rolunu yerinə yetirir. Laboratoriyada model mühərrikin işini nümayiş etdirmək, prinsipləri aydınlaşdırmaq və daha yaxşı başa düşmək üçün iki qütblü bir stator istifadə olunur. Həqiqi sənaye mühərrikləri çox sayda dirək cütü olan cihazlardan istifadə edir.
Kollektor DC mühərrikinin sarım dövrələrinə cərəyan verən açardır (birləşdirici). Onun mövcudluğu ciddi şəkildə zəruridir. Bu olmadan, mühərrik rəvan deyil, süpürgə işləyəcək.
Mühərrik növləri
Texnologiyanın və xalq təsərrüfatının tamamilə bütün sahələrində istifadə olunacaq və istismar zamanı təhlükəsizlik və etibarlılıq sahəsində bütün tələblərə cavab verən universal mühərrik yoxdur.
DC mühərriki seçərkən çox diqqətli olmalısınız. Təmir olduqca çətin və bahalıdıryalnız müvafiq ixtisaslı kadrlar tərəfindən həyata keçirilə bilən prosedur. Mühərrikin dizaynı və imkanları tələblərə cavab vermirsə, onda təmirə xeyli vəsait xərclənəcək.
Dörd əsas DC mühərrik növü var: fırçalı, çevirici, birqütblü və universal fırçalı DC mühərrikləri. Bu növlərin hər birinin özünəməxsus müsbət və mənfi keyfiyyətləri var. Onların hər birinin qısa təsviri verilməlidir.
DC fırçalı mühərriklər
Bu tip mühərrikləri həyata keçirməyin çoxlu sayda mümkün yolu var: bir kollektor və cüt sayda dövrə, bir neçə kollektor və bir neçə dolama dövrə, üç kollektor və eyni sayda dolama növbəsi, dörd kollektor və iki dolama növbələri, lövbərdə dörd kollektor və dörd dövrə və nəhayət - çərçivəsiz lövbərli səkkiz kollektor.
Bu tip mühərriklər icra və istehsalın müqayisəli sadəliyi ilə xarakterizə olunur. Məhz bu səbəbdən o, universal mühərrik kimi tanınıb və tətbiqi çox genişdir: oyuncaq radio ilə idarə olunan avtomobillərdən tutmuş Almaniya və ya Yaponiya istehsalı olan çox mürəkkəb və yüksək texnologiyalı CNC dəzgahlarına qədər.
İnverter mühərrikləri haqqında
Ümumiyyətlə, bu tip mühərrik kollektora çox bənzəyir və eyni üstünlüklərə və mənfi cəhətlərə malikdir. Yeganə fərq işə salma mexanizmindədir: daha çoxdurmükəmməldir, bu da sürəti asanlıqla tərsinə çevirməyə və rotorun sürətini tənzimləməyə imkan verir. Beləliklə, bu tip DC mühərrikinin performansı bir sıra parametrlərə görə kollektor mühərriklərindən üstündür.
Amma bir şeydə qazanc varsa, o zaman bəzi şeylərdə zərər də olacaq. Bu, kainatın danılmaz qanunudur. Beləliklə, bu vəziyyətdə: üstünlük çox vaxt uğursuz olan olduqca mürəkkəb və şıltaq bir texnika ilə təmin edilir. Təcrübəli mütəxəssislərin fikrincə, inverter tipli DC mühərriklərinin təmiri olduqca çətindir. Bəzən hətta təcrübəli elektrikçilər də sistemdəki nasazlığı diaqnoz edə bilmirlər.
Birqütblü DC mühərriklərinin xüsusiyyətləri
İş prinsipi dəyişməz olaraq qalır və keçiricinin maqnit sahələrinin cərəyan və maqnitlə qarşılıqlı təsirinə əsaslanır. Ancaq cari keçirici bir tel deyil, bir ox üzərində fırlanan bir diskdir. Cərəyan aşağıdakı kimi verilir: bir kontakt metal oxda bağlanır, digəri isə sözdə fırça vasitəsilə metal dairənin kənarını birləşdirir. Belə bir mühərrik, göründüyü kimi, olduqca mürəkkəb bir dizayna malikdir və buna görə də tez-tez uğursuz olur. Əsas tətbiqi elektrik və elektrik ötürücülərinin fizikası sahəsində elmi tədqiqatlardır.
Universal kommutator mühərriklərinin xüsusiyyətləri
Prinsipcə, bu tip mühərrik yeni heç nə daşımır. Amma onun çox mühüm xüsusiyyəti var - kimi işləmək bacarığıDC şəbəkəsindən və AC şəbəkəsindən. Bəzən onun bu xüsusiyyəti avadanlığın təmirinə və modernləşdirilməsinə əhəmiyyətli dərəcədə qənaət edə bilər.
Alternativ cərəyan tezliyi ciddi şəkildə tənzimlənir və 50 Hertz-dir. Başqa sözlə, mənfi yüklü hissəciklərin hərəkət istiqaməti saniyədə 50 dəfə dəyişir. Bəziləri səhvən elektrik mühərrikinin rotorunun da fırlanma istiqamətini (saat əqrəbi istiqamətində - saat əqrəbinin əksinə) saniyədə 50 dəfə dəyişməli olduğuna inanırlar. Əgər bu doğru olsaydı, AC elektrik mühərriklərinin hər hansı faydalı tətbiqindən söhbət gedə bilməzdi. Reallıqda nə baş verir: armatur və stator sarımlarının cərəyanı ən sadə kondansatörlərdən istifadə edərək sinxronlaşdırılır. Və buna görə də, armatur çərçivəsindəki cərəyanın istiqaməti dəyişdikdə, onun statordakı istiqaməti də dəyişir. Beləliklə, rotor daim bir istiqamətdə fırlanır.
Təəssüf ki, bu tip DC mühərrikinin səmərəliliyi çevirici və birqütblü mühərriklərdən xeyli aşağıdır. Buna görə də, onun istifadəsi kifayət qədər dar ərazilərlə məhdudlaşır - burada əməliyyat xərclərini (məsələn, hərbi mühəndislik) nəzərə almadan istənilən qiymətə maksimum etibarlılıq əldə etmək lazımdır.
Yekun müddəalar
Texnologiya yerində dayanmır və bu gün dünyanın bir çox elmi məktəbləri bir-biri ilə rəqabət aparır və yüksək effektivliyə və məhsuldarlığa malik ucuz və qənaətcil mühərrik yaratmağa çalışır. DC elektrik mühərriklərinin gücü ildən-ilə artır, eyni zamanda onlarınenerji istehlakı.
Alimlər gələcəyin elektrik avadanlıqları tərəfindən müəyyən ediləcəyini və neft dövrünün çox tezliklə bitəcəyini proqnozlaşdırırlar.
