เครื่อง DC สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทคือ มอเตอร์กระแสตรง เช่นเดียวกับ DC เครื่องกำเนิดไฟฟ้า . เครื่อง DC ส่วนใหญ่เทียบเท่ากับเครื่อง AC เนื่องจากมีกระแสไฟฟ้ากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอยู่ในนั้น เอาท์พุทของเครื่อง DC คือเอาท์พุท DC เนื่องจากจะแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง การแปลงกลไกนี้เรียกว่าคอมมิวเตเตอร์ดังนั้นเครื่องเหล่านี้จึงมีชื่อเป็นเครื่องสับเปลี่ยน เครื่อง DC มักใช้กับมอเตอร์ ประโยชน์หลักของเครื่องนี้ ได้แก่ การควบคุมแรงบิดและความเร็วที่ง่าย การใช้งานเครื่อง DC จำกัด เฉพาะรถไฟโรงสีและเหมืองแร่ ตัวอย่างเช่นรถรางรถไฟใต้ดินและรถเข็นอาจใช้มอเตอร์กระแสตรง ในอดีตรถยนต์ได้รับการออกแบบให้มีไดนาโม DC สำหรับชาร์จแบตเตอรี่
เครื่อง DC คืออะไร?
เครื่อง DC เป็นอุปกรณ์ปรับเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า หลักการทำงานของ DC เครื่อง คือเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดภายในสนามแม่เหล็กจากนั้นแรงแม่เหล็กจะสร้างแรงบิดที่หมุนมอเตอร์กระแสตรง เครื่อง DC แบ่งออกเป็นสองประเภทเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงและมอเตอร์กระแสตรง
เครื่อง DC
หน้าที่หลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงคือการแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงในขณะที่มอเตอร์กระแสตรงจะแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพลังงานกล มอเตอร์ AC มักใช้ในงานอุตสาหกรรมเพื่อเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล อย่างไรก็ตามมอเตอร์กระแสตรงสามารถใช้งานได้ในกรณีที่จำเป็นต้องมีการควบคุมความเร็วที่ดีและช่วงความเร็วที่เพียงพอเช่นเดียวกับในระบบธุรกรรมไฟฟ้า
การก่อสร้างเครื่อง DC
การสร้างเครื่อง DC สามารถทำได้โดยใช้ชิ้นส่วนที่จำเป็นบางอย่างเช่น Yoke, Pole core & pole shoes, Pole coil & field coil, Armature core, Armature ที่คดเคี้ยวหรือตัวนำ, สับเปลี่ยน, แปรงและแบริ่ง บางส่วนของ ชิ้นส่วนของเครื่อง DC จะกล่าวถึงด้านล่าง
การก่อสร้างเครื่อง DC
แอก
อีกชื่อหนึ่งของแอกคือกรอบ หน้าที่หลักของแอกในเครื่องคือการรองรับเชิงกลสำหรับเสาและปกป้องทั้งเครื่องจากความชื้นฝุ่น ฯลฯ วัสดุที่ใช้ในแอกได้รับการออกแบบด้วยเหล็กหล่อเหล็กหล่อหรือเหล็กรีด
เสาและแกนเสา
ขั้วของเครื่อง DC เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าและขดลวดสนามจะคดเคี้ยวระหว่างเสา เมื่อใดก็ตามที่ขดลวดสนามมีพลังงานขั้วจะให้ฟลักซ์แม่เหล็ก วัสดุที่ใช้คือเหล็กหล่อเหล็กหล่อหรือแกนเสา สามารถสร้างด้วยการเคลือบเหล็กที่ผ่านการอบอ่อนเพื่อลดการตกของพลังงานเนื่องจากกระแสน้ำไหลวน
เสารองเท้า
เสารองเท้าในเครื่อง DC เป็นส่วนที่กว้างขวางเช่นเดียวกับการขยายพื้นที่ของเสา เนื่องจากบริเวณนี้ฟลักซ์สามารถแพร่กระจายออกไปภายในช่องว่างของอากาศได้เช่นเดียวกับฟลักซ์พิเศษสามารถส่งผ่านช่องอากาศไปยังเกราะได้ วัสดุที่ใช้ในการสร้างเสารองเท้าคือเหล็กหล่อหรือเหล็กหล่อและยังใช้การเคลือบเหล็กอบอ่อนเพื่อลดการสูญเสียพลังงานเนื่องจากกระแสน้ำไหลวน
ขดลวดสนาม
ในนี้ขดลวดจะได้รับบาดเจ็บในบริเวณแกนเสาและตั้งชื่อเป็นขดลวดสนาม เมื่อใดก็ตามที่กระแสไฟฟ้าถูกจ่ายผ่านขดลวดสนามมากกว่าที่แม่เหล็กไฟฟ้าจะทำให้ขั้วซึ่งสร้างฟลักซ์ที่ต้องการ วัสดุที่ใช้สำหรับขดลวดสนามคือทองแดง
แกนกระดอง
แกนกระดองประกอบด้วยช่องจำนวนมากภายในขอบ ตัวนำกระดองอยู่ในช่องเหล่านี้ ให้เส้นทางที่ไม่เต็มใจต่ำไปยังฟลักซ์ที่สร้างขึ้นด้วยการคดเคี้ยวของสนาม วัสดุที่ใช้ในแกนนี้เป็นวัสดุที่มีความสามารถในการซึมผ่านต่ำเช่นเหล็กหล่ออย่างอื่น การเคลือบใช้เพื่อลดการสูญเสียเนื่องจากกระแสไหลวน
กระดองไขลาน
ขดลวดกระดองสามารถเกิดขึ้นได้โดยการเชื่อมต่อตัวนำกระดองเข้าด้วยกัน เมื่อใดก็ตามที่ขดลวดกระดองถูกหมุนด้วยความช่วยเหลือของผู้เสนอญัตติพิเศษแรงดันไฟฟ้ารวมทั้งฟลักซ์แม่เหล็กจะเกิดขึ้นภายใน ขดลวดนี้เชื่อมโยงกับวงจรภายนอก วัสดุที่ใช้สำหรับขดลวดนี้เป็นวัสดุที่เป็นตัวนำเช่นทองแดง
สับเปลี่ยน
หน้าที่หลักของคอมมิวเตเตอร์ในเครื่อง DC คือรวบรวมกระแสจากตัวนำกระดองรวมทั้งจ่ายกระแสไปยังโหลดโดยใช้แปรง และยังให้แรงบิดแบบทิศทางเดียวสำหรับมอเตอร์กระแสตรง เครื่องเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้นด้วยชิ้นส่วนจำนวนมากในรูปแบบขอบของทองแดงที่ดึงยาก เซกเมนต์ในคอมมิวเตเตอร์ได้รับการปกป้องจากชั้นไมกาบาง ๆ
แปรง
แปรงในเครื่อง DC รวบรวมกระแสจากคอมมิวเตเตอร์และจ่ายให้กับโหลดภายนอก แปรงสึกหรอเวลาตรวจบ่อยๆ วัสดุที่ใช้ในแปรงคือแกรไฟต์หรือคาร์บอนซึ่งอยู่ในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
ประเภทของเครื่อง DC
การกระตุ้นของเครื่อง DC แบ่งออกเป็นสองประเภทคือการกระตุ้นแบบแยกและการกระตุ้นด้วยตนเอง ในเครื่อง dc ชนิดกระตุ้นที่แยกจากกันขดลวดฟิลด์จะเปิดใช้งานด้วยแหล่ง DC แยกต่างหาก ในเครื่อง dc ชนิดกระตุ้นตัวเองการไหลของกระแสตลอดการม้วนสนามจะมาพร้อมกับเครื่อง ประเภทหลักของเครื่อง DC แบ่งออกเป็นสี่ประเภทซึ่งรวมถึงดังต่อไปนี้
- เครื่อง DC ตื่นเต้นแยกต่างหาก
- เครื่องปัดแผล / ปัด
- ชุดเครื่องแผล / ซีรีส์
- แผลผสม / เครื่องผสม.
ตื่นเต้นแยกกัน
ในเครื่อง DC แบบตื่นเต้นแยกแหล่งจ่ายกระแสตรงแยกต่างหากจะถูกใช้เพื่อเปิดใช้งานขดลวดสนาม
บาดแผลปัด
ใน Shunt wound DC Machines ขดลวดสนามจะเชื่อมต่อแบบขนานกัน กระดอง . เนื่องจากฟิลด์ shunt ได้รับแรงดันไฟฟ้า o / p ที่สมบูรณ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่เช่นนั้นแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์โดยปกติจะทำจากลวดละเอียดจำนวนมากที่มีกระแสไฟฟ้าสนามขนาดเล็ก
ซีรีส์บาดแผล
ในเครื่องจักรซีรีส์ซีรีส์ซีรีส์ขดลวดฟิลด์จะเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมผ่านกระดอง เนื่องจากการคดเคี้ยวของสนามแบบอนุกรมทำให้กระแสของกระดองรวมทั้งกระแสของกระดองมีขนาดใหญ่ด้วยเหตุนี้การม้วนสนามแบบอนุกรมจึงมีการบิดลวดเพียงไม่กี่เส้นของพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่
แผลผสม
เครื่องผสมมีทั้งซีรีส์และฟิลด์ปัด ขดลวดทั้งสองจะดำเนินการกับเสาเครื่องทุกตัว ซีรีส์ที่คดเคี้ยวของเครื่องประกอบด้วยการบิดไม่กี่ส่วนของพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่เช่นเดียวกับขดลวดปัดรวมถึงการบิดลวดละเอียดหลายแบบ
การเชื่อมต่อของเครื่องผสมสามารถทำได้สองวิธี หากสนามปัดเป็นพันธมิตรขนานกันโดยเกราะเท่านั้นเครื่องสามารถตั้งชื่อเป็น 'เครื่องจักรผสมปัดสั้น' และหากสนามปัดเป็นพันธมิตรขนานกันโดยทั้งเกราะและเขตข้อมูลอนุกรมแล้ว เครื่องนี้มีชื่อว่า 'long shunt compound machine'
สมการ EMF ของเครื่อง DC
เครื่อง DC e.m.f สามารถกำหนดได้เมื่อกระดองในเครื่อง dc หมุนแรงดันไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้นภายในขดลวด ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า e.m.f ของการหมุนสามารถเรียกได้ว่า emf ที่สร้างขึ้นและ Er = Eg ในมอเตอร์แรงเคลื่อนไฟฟ้าของการหมุนสามารถเรียกได้ว่าเป็นตัวนับหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับและ Er = Eb
ให้Φเป็นฟลักซ์ที่มีประโยชน์สำหรับทุกขั้วภายในเวเบอร์
P คือจำนวนเสาทั้งหมด
z คือจำนวนตัวนำทั้งหมดภายในกระดอง
n คือความเร็วในการหมุนของกระดองในการปฏิวัติในแต่ละวินาที
A คือเลขที่ ของเลนขนานตลอดทั้งกระดองระหว่างแปรงขั้วตรงข้าม
Z / A คือหมายเลข ของตัวนำกระดองภายในอนุกรมสำหรับแต่ละเลนคู่ขนาน
เนื่องจากฟลักซ์สำหรับแต่ละขั้วคือ ‘Φ’ ตัวนำทุกตัวจะเฉือนฟลักซ์ ‘PΦ’ ภายในการปฏิวัติครั้งเดียว
แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตสำหรับแต่ละตัวนำ = ฟลักซ์สแลชสำหรับการปฏิวัติแต่ละครั้งใน WB / เวลาที่ใช้สำหรับการปฏิวัติครั้งเดียวภายในไม่กี่วินาที
เมื่อการปฏิวัติ ‘n’ เสร็จสิ้นภายในวินาทีเดียวและการปฏิวัติ 1 ครั้งจะเสร็จสิ้นภายใน 1 / n วินาที ดังนั้นเวลาสำหรับการปฏิวัติกระดองเดี่ยวคือ 1 / n วินาที
ค่ามาตรฐานของแรงดันไฟฟ้าที่ผลิตสำหรับแต่ละตัวนำ
p Φ / 1 / n = np Φโวลต์
แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตได้ (E) สามารถตัดสินใจได้ด้วยหมายเลขของตัวนำกระดองภายในอนุกรม I ใด ๆ เลนเดียวระหว่างแปรงดังนั้นแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่เกิดขึ้น
E = แรงดันไฟฟ้ามาตรฐานสำหรับแต่ละตัวนำ x หมายเลข ของตัวนำภายในซีรีส์สำหรับแต่ละเลน
E = n.P.Φ x Z / A
สมการข้างต้นคือ e.m.f สมการของเครื่อง DC
เครื่อง DC Vs เครื่อง AC
ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ AC และมอเตอร์กระแสตรงมีดังต่อไปนี้
มอเตอร์ AC | มอเตอร์กระแสตรง |
มอเตอร์ AC เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนผ่าน AC | มอเตอร์กระแสตรงเป็นมอเตอร์หมุนชนิดหนึ่งที่ใช้ในการเปลี่ยนพลังงานจากกระแสตรงเป็นทางกล |
สิ่งเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภทเช่นมอเตอร์ซิงโครนัสและมอเตอร์เหนี่ยวนำ | มอเตอร์เหล่านี้มีให้เลือกสองประเภทเช่นแปรงและมอเตอร์แปรง |
อินพุตของมอเตอร์กระแสสลับเป็นกระแสสลับ | อินพุตของมอเตอร์กระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง |
ในมอเตอร์นี้ไม่มีแปรงและตัวสับเปลี่ยน | ในมอเตอร์นี้มีแปรงถ่านและคอมมิวเตเตอร์ |
เฟสจ่ายอินพุตของมอเตอร์ ac มีทั้งเฟสเดียวและสามเฟส | เฟสจ่ายอินพุตของมอเตอร์กระแสตรงเป็นเฟสเดียว |
ลักษณะของกระดองของมอเตอร์ ac คือกระดองไม่ได้ใช้งานในขณะที่สนามแม่เหล็กหมุน | ลักษณะของกระดองของมอเตอร์กระแสตรงคือกระดองจะหมุนในขณะที่สนามแม่เหล็กยังคงไม่ทำงาน |
มีขั้วอินพุตสามช่องเช่น RYB | มีขั้วอินพุตสองขั้วเช่นบวกและลบ |
การควบคุมความเร็วมอเตอร์ AC ทำได้โดยการเปลี่ยนความถี่ | การควบคุมความเร็วมอเตอร์กระแสตรงทำได้โดยการเปลี่ยนกระแสของขดลวดกระดอง |
ประสิทธิภาพของมอเตอร์ AC น้อยลงเนื่องจากการสูญเสียกระแสเหนี่ยวนำและการลื่นของมอเตอร์ | ประสิทธิภาพของมอเตอร์กระแสตรงสูงเนื่องจากไม่มีกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและการลื่นไถล |
ไม่ต้องบำรุงรักษาใด ๆ | ต้องมีการบำรุงรักษา |
มอเตอร์กระแสสลับถูกใช้ทุกที่ที่ต้องการความเร็วสูงและแรงบิดแปรผัน | มอเตอร์กระแสตรงถูกใช้ทุกที่ที่ต้องการความเร็วรอบและแรงบิดสูง |
ในทางปฏิบัติสิ่งเหล่านี้ถูกใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ | ในทางปฏิบัติสิ่งเหล่านี้ใช้ในเครื่องใช้ |
การสูญเสียในเครื่อง DC
เรารู้ว่า หน้าที่หลักของเครื่อง DC คือการแปลงพลังงานกลเป็น พลังงานไฟฟ้า . ตลอดวิธีการแปลงนี้ไม่สามารถเปลี่ยนกำลังอินพุตทั้งหมดเป็นกำลังขับเนื่องจากการสูญเสียพลังงานในรูปแบบที่แตกต่างกัน ประเภทของการสูญเสียอาจเปลี่ยนจากอุปกรณ์หนึ่งไปเป็นอีกอุปกรณ์หนึ่ง การสูญเสียเหล่านี้จะทำให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ลดลงและอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นด้วย การสูญเสียพลังงานของเครื่อง DC สามารถแบ่งออกเป็นทางไฟฟ้ามิฉะนั้นการสูญเสียทองแดงการสูญเสียแกนหรือการสูญเสียเหล็กการสูญเสียทางกลการสูญเสียแปรงและการสูญเสียโหลดจรจัด
ข้อดีของเครื่อง DC
ข้อดีของเครื่องนี้มีดังต่อไปนี้
- เครื่อง DC เช่นมอเตอร์กระแสตรงมีข้อดีหลายอย่างเช่นแรงบิดเริ่มต้นสูงการย้อนกลับการสตาร์ทและการหยุดอย่างรวดเร็วความเร็วที่เปลี่ยนแปลงได้ผ่านอินพุตแรงดันไฟฟ้า
- สิ่งเหล่านี้ควบคุมได้ง่ายมากและราคาถูกกว่าเมื่อเทียบกับ AC
- การควบคุมความเร็วทำได้ดี
- แรงบิดสูง
- การทำงานเป็นไปอย่างราบรื่น
- ปราศจากฮาร์มอนิก
- การติดตั้งและการบำรุงรักษาทำได้ง่าย
การใช้งานเครื่อง DC
ในปัจจุบันการสร้างพลังงานไฟฟ้าสามารถทำได้จำนวนมากในรูปของ AC (กระแสสลับ) ดังนั้นการใช้ประโยชน์จากเครื่อง DC เช่นมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจึงมีข้อ จำกัด อย่างมากเนื่องจากใช้เป็นหลักในการกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับขนาดเล็กและกลาง ในอุตสาหกรรมเครื่อง DC ถูกใช้สำหรับกระบวนการต่างๆเช่นการเชื่อมด้วยไฟฟ้า ฯลฯ
โดยทั่วไปแล้ว AC จะถูกสร้างขึ้นและหลังจากนั้นจะเปลี่ยนเป็น DC ด้วยความช่วยเหลือของวงจรเรียงกระแส ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงจึงถูกระงับผ่านแหล่งจ่ายไฟ AC ซึ่งได้รับการแก้ไขเพื่อใช้ในหลายแอปพลิเคชัน มักใช้มอเตอร์กระแสตรงเช่นไดรฟ์ความเร็วตัวแปรและเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงบิดที่รุนแรง
การประยุกต์ใช้เครื่อง DC เป็นมอเตอร์นั้นใช้โดยแบ่งออกเป็นสามประเภทเช่น Series, Shunt & Compound ในขณะที่การใช้เครื่อง dc เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบ่งออกเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบตื่นเต้นซีรีส์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแบ่งส่วน
ดังนั้นนี่คือข้อมูลเกี่ยวกับเครื่อง DC จากข้อมูลข้างต้นในที่สุดเราสามารถสรุปได้ว่าเครื่อง DC เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง & มอเตอร์ dc . เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงมีประโยชน์เป็นหลักในการจ่ายแหล่งจ่ายไฟ DC ไปยังเครื่อง DC ในสถานีไฟฟ้า ในขณะที่มอเตอร์กระแสตรงขับเคลื่อนอุปกรณ์บางอย่างเช่นเครื่องกลึงพัดลมปั๊มหอยโข่งแท่นพิมพ์หัวรถจักรไฟฟ้ารอกเครนสายพานลำเลียงโรงรีดรถลากอัตโนมัติเครื่องทำน้ำแข็ง ฯลฯ นี่คือคำถามสำหรับคุณว่าคืออะไร การเปลี่ยนในเครื่อง dc?