Ano ang Commutation: Prinsipyo sa Paggawa, Mga Epekto sa DC Machines

Ano ang Commutation: Prinsipyo sa Paggawa, Mga Epekto sa DC Machines

Sa aming pang-araw-araw na buhay, ang paggamit ng mga DC machine para sa pang-araw-araw na pangangailangan ay naging isang pangkaraniwang bagay. Ang DC machine ay isang pagbabago ng enerhiya aparato na gumagawa electro-mechanical conversion . Mayroong dalawang uri ng DC machine- ang DC motors at ang Mga generator ng DC . Ang DC Motors ay binago ang DC electrical power sa mekanikal na galaw samantalang ang DC generators ay binago ang mekanikal na galaw sa DC power. Ngunit ang nakuha ay, ang kasalukuyang nabuo sa isang DC generator ay isang AC ngunit ang output ng generator ay DC !! Sa parehong paraan, ang prinsipyo ng motor ay nalalapat kapag ang kasalukuyang nasa likaw ay kahalili, ngunit ang lakas na inilapat sa isang DC motor ay DC !! Kung gayon paano tumatakbo ang mga makina na ito? Ang sagot sa pagtataka na ito ay ang maliit na aparato na pinangalanang 'Commutator'.



Ano ang Commutation?

Ang pag-commute sa mga DC machine ay ang proseso kung saan naganap ang pag-baligtad ng kasalukuyang. Sa DC generator ang prosesong ito ay ginagamit upang baguhin ang sapilitan AC sa mga conductor sa isang output ng DC. Sa DC Motors commutation ay ginagamit upang baligtarin ang mga direksyon ng Kasalukuyang DC bago mailapat sa mga coil ng motor.


Paano Nagaganap ang Proseso ng Pagbawas?

Ang aparato na tinawag na Commutator ay tumutulong sa prosesong ito. Tingnan natin ang paggana ng isang DC motor upang maunawaan ang proseso ng pagbawas. Ang pangunahing prinsipyo kung saan gumagana ang isang motor ay electromagnetic induction. Kapag ang kasalukuyang ay ipinasa sa pamamagitan ng isang conductor gumagawa ito ng mga linya ng magnetic field sa paligid nito. Alam din natin na kapag ang isang magnetikong hilaga at magnetikong timog ay nakaharap sa bawat isa, ang mga magnetikong linya ng puwersa ay lilipat mula sa North Pole magnet patungong South Pole magnet tulad ng ipinakita sa pigura sa ibaba.





Mga Linya ng Magnetikong Lakas

Mga Linya ng Magnetikong Lakas

Kapag ang conductor na may isang magnetikong patlang na sapilitan sa paligid nito, ay inilalagay sa landas ng mga magnetikong linya ng lakas na ito, hinaharangan nito ang kanilang daanan. Kaya't sinisikap ng mga magnetikong linya na alisin ang balakid na ito sa pamamagitan ng paglipat nito paitaas o pababa depende sa direksyon ng kasalukuyang nasa driver . Nagbibigay ito ng epekto sa motor.



Epekto ng Motor sa Coil

Epekto ng Motor sa Coil

Kapag ang isang Coil ng electromagnetic ay inilalagay sa pagitan ng dalawang magnetiko na may hilaga na nakaharap sa timog ng isa pang pang-akit, ang mga linya ng magnetiko ay gumagalaw ng likid paitaas kapag ang kasalukuyang ay nasa isang direksyon at pababa kapag ang kasalukuyang nasa likaw ay nasa baligtad na direksyon. Lumilikha ito ng paikot na paggalaw ng coil. Upang baguhin ang direksyon ng kasalukuyang sa likaw, dalawang mga hugis na kalahating buwan na metal ang nakakabit sa bawat dulo ng likaw na tinatawag na Commutator. Ang mga metal brushes ay inilalagay na may isang dulo na nakakabit sa baterya at ang kabilang dulo ay konektado sa mga commutator.

DC motor

DC motor

Pagkuha sa DC Machine

Ang bawat Armature coil ay naglalaman ng dalawang commutator na nakakabit sa dulo nito. Para sa pagbabago ng kasalukuyang, ang mga segment ng Commutator at brushes ay dapat na mapanatili ang isang patuloy na gumagalaw na contact. Upang makakuha ng mas malaking halaga ng output higit sa isang coil ay ginagamit sa DC machine. Kaya, sa halip na isang pares, mayroon kaming isang bilang ng mga pares ng mga segment ng Commutator.


DC Commutation

DC Commutation

Ang likaw ay maikli-ikli para sa isang napakaikling panahon sa tulong ng mga brush. Ang panahong ito ay kilala bilang panahon ng pagbawas. Isaalang-alang natin ang isang DC motor kung saan ang lapad ng mga Commutator bar ay katumbas ng lapad ng mga brush. Hayaan ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng conductor na Ia. Hayaan ang a, b, c na maging mga segment ng Commutator ng motor. Ang kasalukuyang baligtad sa coil .i.e. ang proseso ng pag-commute ay maaaring maunawaan ng mga hakbang sa ibaba.

Posisyon-1

posisyon 1

posisyon 1

Hayaang magsimulang umiikot ang Armature, pagkatapos ay gumalaw ang brush sa mga segment ng commutator. Hayaan ang unang posisyon ng contact ng brush commutator ay nasa segment b tulad ng ipinakita sa itaas. Tulad ng lapad ng commutator ay katumbas ng lapad ng brush, sa posisyon sa itaas ang kabuuang mga lugar ng commutator at brush ay nakikipag-ugnay sa bawat isa. Ang kabuuang kasalukuyang isinagawa ng segment ng commutator sa brush sa posisyon na ito ay magiging 2Ia.

Posisyon-2

Ngayon ang armature ay umiikot patungo sa kanan at ang brush ay nakikipag-ugnay sa bar a. Sa posisyon na ito, ang kabuuang isinasagawa kasalukuyang ay magiging 2Ia, ngunit ang kasalukuyang nasa coil ay nagbabago. Dito dumadaloy ang kasalukuyang sa pamamagitan ng dalawang mga landas A at B. 3 / 4th ng 2Ia ay nagmula sa likid B at ang natitirang 1 / 4th ay nagmula sa likid A.Kapag KCL ay inilapat sa segment na a at b, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng likid B ay nabawasan sa Ia / 2 at ang kasalukuyang iginuhit sa pamamagitan ng segment a ay Ia / 2.

posisyon 2

posisyon 2

Posisyon-3

Sa posisyon na ito kalahati ng brush, ang isang ibabaw ay nakikipag-ugnay sa segment a at ang iba pang kalahati ay may segment b. Tulad ng kabuuang kasalukuyang iginuhit na trough brush ay 2Ia, ang kasalukuyang Ia ay iginuhit sa pamamagitan ng coil A at ang Ia ay iginuhit sa pamamagitan ng coil B. Gamit ang KCL maaari nating obserbahan na ang kasalukuyang nasa coil B ay magiging zero.

posisyon 3

posisyon 3

Posisyon-4

Sa posisyon na ito, ang ikaapat na bahagi ng ibabaw ng brush ay makikipag-ugnay sa segment b at tatlong pang-apat na may segment a. Narito ang kasalukuyang iginuhit sa pamamagitan ng coil B ay - Ia / 2. Dito maaari nating obserbahan na ang kasalukuyang nasa coil B ay baligtad.

posisyon 4

posisyon 4

Posisyon-5

Sa posisyon na ito, ang brush ay ganap na nakikipag-ugnay sa segment a at ang kasalukuyang mula sa coil B ay Ia ngunit pabaliktad ang direksyon sa kasalukuyang direksyon ng posisyon 1. Sa gayon ang proseso ng pagbawas ay nakumpleto para sa segment b.

posisyon 5

posisyon 5

Mga Epekto ng Pagkuha

Ang computation ay tinatawag na Ideal commutation kapag ang pagbaligtad ng kasalukuyang nakumpleto sa pagtatapos ng panahon ng pag-commute. Kung ang kasalukuyang baligtad ay nakumpleto sa panahon ng pagbawas, ang sparking ay nangyayari sa contact ng brushes at ang sobrang pag-init ay nangyayari na pumapinsala sa ibabaw ng commutator. Ang depekto na ito ay tinatawag na Poorly commutated Machine.

Upang maiwasan ang ganitong uri ng mga depekto mayroong tatlong uri ng mga pamamaraan para sa pagpapabuti ng pagbabawas.

  • Pagbabawas sa paglaban.
  • Pagbabawas ng EMF.
  • Compensating paikot-ikot.

Paggawa ng Paglaban

Upang talakayin ang problema ng hindi magandang pag-commute ay inilalapat ang paraan ng pagbawas ng paglaban. Sa pamamaraang ito, ang mga brushes na tanso ng mas mababang paglaban ay pinalitan ng mga carbon brushes na mas mataas na paglaban. Ang pagtaas ng paglaban sa pagbawas ng lugar ng cross-section. Kaya, ang paglaban ng trailing commutator segment ay tumataas habang ang brush ay gumagalaw patungo sa nangungunang segment. Samakatuwid, ang nangungunang segment ay pinaka pinapaboran para sa kasalukuyang landas at ang malaking kasalukuyang tumatagal sa landas na ibinigay ng nangungunang segment upang maabot ang brush. Maaari itong maunawaan nang mabuti sa pamamagitan ng pagtingin sa aming pigura sa ibaba.

Sa figure sa itaas ng kasalukuyang mula sa coil 3 ay maaaring tumagal ng dalawang mga landas. Landas 1 mula sa coil 3 patungo sa coil 2 at segment b. Path 2 mula sa maikling-circuited coil 2 pagkatapos ay coil 1 at segment a. Kapag ginamit ang mga brushes na tanso kasalukuyang tatahakin ang landas 1 dahil sa mas mababang resistensya na inaalok ng landas. Ngunit kapag ginamit ang mga carbon brushes, mas gusto ng kasalukuyang ang Path 2 dahil habang ang lugar ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng brush at segment ay nababawasan ang pagtaas ng paglaban. Ititigil nito ang maagang pag-baligtad ng kasalukuyang at pinipigilan ang pag-spark sa DC machine.

Pagkuha ng EMF

Ang pag-aari ng induction ng coil ay isa sa mga dahilan para sa mabagal na pag-baligtad ng kasalukuyang habang proseso ng pag-commute. Ang problemang ito ay maaaring malutas sa pamamagitan ng pag-neutralize ng reaksyon ng boltahe na ginawa ng likaw sa pamamagitan ng paggawa ng reverse e.m.f sa maikling circuit coil sa panahon ng pag-commute. Ang pagbabawas ng EMF na ito ay kilala rin bilang pagbawas ng Boltahe.

Maaari itong magawa sa dalawang pamamaraan.

  • Sa pamamagitan ng pamamaraang Brush Shifting.
  • Sa pamamagitan ng Paggamit ng mga commutating poste.

Sa paraan ng paglilipat ng brush, ang mga brush ay inililipat pasulong para sa DC generator at paatras sa DC motor. Nagtatag ito ng isang pagkilos ng bagay sa walang kinikilingan zone. Habang pinuputol ng commutating coil ang pagkilos ng bagay, isang maliit na boltahe ang sapilitan. Tulad ng posisyon ng brush ay kailangang ilipat para sa bawat pagkakaiba-iba sa pag-load, ang pamamaraang ito ay bihirang ginusto.

Sa pangalawang pamamaraan, ginagamit ang mga commutating poste. Ito ang mga maliliit na magnetic poste na nakalagay sa pagitan ng mga pangunahing poste na naka-mount sa stator ng makina. Ang mga ito ay naka-attach sa koneksyon sa serye sa armature. Tulad ng kasalukuyang pag-load ay nagiging sanhi ng pabalik e.m.f. , ang mga commutating poste na ito ay nagpapaalis sa posisyon ng magnetic field.

Kung wala ang mga commutating poste na ito, ang mga slot ng commutator ay hindi mananatiling nakahanay sa mga perpektong bahagi ng magnetic field habang nagbabago ang posisyon ng magnetic field dahil sa likod ng e.mf. Sa panahon ng pag-commute, ang mga commutating poste na ito ay nag-uudyok ng isang e.mf sa maikling circuit coil na sumasalungat sa boltahe ng reaktibo at nagbibigay ng spark-less commutation.

Ang polarity ng commutating poles ay kapareho ng pangunahing poste na matatagpuan sa tabi nito para sa generator habang ang polarity ng commutating poste ay kabaligtaran ng mga pangunahing poste sa motor.

Matuto tungkol ang commutator nalaman namin na ang maliit na aparatong ito ay may mahalagang papel sa wastong pagtatrabaho ng mga DC machine. Hindi lamang bilang isang kasalukuyang converter ngunit din para sa ligtas na paggana ng mga machine nang walang pinsala dahil sa sparks, ang mga commutator ay lubhang kapaki-pakinabang na mga aparato. Ngunit sa pagtaas ng pag-unlad ng teknolohiya, ang mga commutator ay pinalitan ng bagong teknolohiya. Maaari mo bang pangalanan ang bagong pamamaraan na pumalit sa mga commutator sa mga nagdaang araw?