Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электромагниттік машинада магнит өрісін тудыруға қолданылатын электромагнит.
Electromagnet used to generate a magnetic field in an electro magnetic machine
Өрістік катушка – электромагниттік машинада, әдетте электр қозғалтқышы немесе генератор сияқты айналмалы электр машинасының магнит өрісін тудыруға қолданылатын электромагнит. Ол ток өткен сымнан тұрады. Айналмалы машинада өрістік катушкалар магнит өрісі сызықтарын бағыттайтын темір магниттік өзекке оралған. Магниттік өзек екі бөліктен тұрады: тұрақты статор және оның ішінде айналатын ротор. Магнит өрісі сызықтары статордан ротор арқылы және қайта статорға үздіксіз циклмен немесе магниттік контур арқылы өтеді. Өрістік катушкалар статорда немесе роторда орналасуы мүмкін. Магниттік жол полюстермен сипатталады, бұл ротордың тең бұрыштарындағы орналасқан жерлер, онда магнит өрісі сызықтары статордан роторға немесе керісінше өтеді. Статор (және ротор) олардың полюстерінің саны бойынша жіктеледі. Көптеген конструкцияларда әр полюске бір өрістік катушка қолданылады. Кейбір ескі немесе қарапайым конструкцияларда әр шетінде бір полюсі бар жалғыз өрістік катушка қолданылады. Өрістік катушкалар көбінесе айналмалы машиналарда кездеседі, бірақ олар басқа электромагниттік машиналарда да қолданылады, тіпті әрқашан бірдей терминология қолданылмайды. Бұларға қарапайым электромагниттерден бастап, массалық спектрометрлер және ЯМР (NMR) машиналары сияқты күрделі зертханалық құралдар жатады. Өрістік катушкалар бұрын динамиктерде кеңінен қолданылған, бірақ жеңіл тұрақты магниттер қолжетімді болғаннан кейін қолданылуы азайды.
A field coil is an electromagnet used to generate a magnetic field in an electro magnetic machine, typically a rotating electrical machine such as a motor or generator. It consists of a coil of wire through which a current flows. In a rotating machine, the field coils are wound on an iron magnetic core which guides the magnetic field lines. The magnetic core is in two parts; a stator which is stationary, and a rotor, which rotates within it. The magnetic field lines pass in a continuous loop or magnetic circuit from the stator through the rotor and back through the stator again. The field coils may be on the stator or on the rotor. The magnetic path is characterized by poles, locations at equal angles around the rotor at which the magnetic field lines pass from stator to rotor or vice versa. The stator (and rotor) are classified by the number of poles they have. Most arrangements use one field coil per pole. Some older or simpler arrangements use a single field coil with a pole at each end. Although field coils are most commonly found in rotating machines, they are also used, although not always with the same terminology, in many other electromagnetic machines. These include simple electromagnets through to complex lab instruments such as mass spectrometers and NMR machines. Field coils were once widely used in loudspeakers before the general availability of lightweight permanent magnets.
Белгілі және айналмалы өрістер
Көптеген DC өріс катушкалары тұрақты, статикалық өріс тудырады. Көптеген үш фазалы AC өріс катушкалары электр моторларының құрамында айналмалы өріс жасау үшін қолданылады. Бір фазалы AC моторлары осы екі үлгінің бірін ұстануы мүмкін: кішкентай моторлар көбінесе щеткалы DC мотор сияқты, коммутаторлы әмбебап моторлар болып табылады, бірақ AC тогымен жұмыс істейді. Ірі AC моторлары әдетте индукциялық моторлар болып табылады, олар үш фазалы немесе бір фазалы болуы мүмкін.
Most DC field coils generate a constant, static field. Most three phase AC field coils are used to generate a rotating field as part of an electric motor. Single phase AC motors may follow either of these patterns: small motors are usually universal motors, like the brushed DC motor with a commutator, but run from AC. Larger AC motors are generally induction motors, whether these are three phase or single phase.
Статорлар мен роторлар
Көптеген жағдайларда, өріс роторға орнатылады және сырғанақ сақиналар арқылы қуаттандырылады. Шығыс тогы статордан алынады, бұл жоғары ток өткізгіш сырғанақ сақиналарын қажет етуді болдырмайды. Түзетушілермен бірге айнымалы ток генераторлары пайдалы болғандықтан қазіргі уақытта көнеріп қалған тұрақты ток генераторларында коммутация қажеттілігі болғандықтан щеткалар мен коммутаторлар әлі де қажет болуы мүмкін. Электроқаптамада қолданылатын жоғары ток, төмен кернеу генераторлары үшін бұл әсіресе үлкен және күрделі щетка жинағын қажет етуі мүмкін.
Many Accordingly, the field is mounted on the rotor and supplied through slip rings. The output current is taken from the stator, avoiding the need for high current sliprings. In DC generators, which are now generally obsolete in favour of AC generators with rectifiers, the need for commutation meant that brushgear and commutators could still be required. For the high current, low voltage generators used in electroplating, this could require particularly large and complex brushgear.
Биполярлы және көпполярлы өрістер
Генераторды дамытудың алғашқы жылдарында статорлық өріс эволюциялық жетілдіруден өтіп, бітолярлық өрістен кейін көпполярлық конструкцияға көшті. 1890 жылға дейін биполярлық генераторлар кеңінен қолданылды, бірақ соңынан олар көпполярлық өрістік магниттермен алмастырылды. Биполярлық генераторлар тек өте кішкентай өлшемдерде ғана жасалатын болды. Бұл екі негізгі тип арасындағы кезеңдік қадам – статордың айналасына сақина тәрізді орналастырылған екі өріс орамдары бар полюсті биполярлық генератор. Бұл өзгеріс қажет болды, себебі жоғары кернеулер кішкентай сымдар арқылы қуатты тиімдірек жеткізеді. Шығыс кернеуін арттыру үшін тұрақты ток генераторын жылдам айналдыру қажет, бірақ белгілі бір жылдамдықтан асып кеткенде, бұл өте үлкен қуат беру генераторлары үшін қолайсыз. Грамм сақинасын қоршаған полюстердің санын арттыру арқылы, сақина негізгі екі полюсті генераторға қарағанда бір айналымда көбірек магниттік күш сызықтарын кесіп өте алады. Осылайша, төрт полюсті генератор екі полюсті генератордың екі есе кернеуін, ал алты полюсті генератор екі полюсті генератордың үш есе кернеуін бере алады, және т.б. Бұл айналу жылдамдығын арттырмай, шығыс кернеуін арттыруға мүмкіндік береді. Көпполярлық генераторда арматура және өрістік магниттер дөңгелек рамамен немесе "сақиналық иекпен" қоршалған, оған өрістік магниттер бекітіледі. Бұл мықтылығымен, қарапайымдылығымен, симметриялық сыртқы түрімен және ең аз магниттік ағым шығысымен артықшылықтарға ие, себебі полюстік бөліктердің мүмкіндігінше ең аз беті бар және магниттік ағынның жолы екі полюсті конструкцияға қарағанда қысқа.
In the early years of generator development, the stator field went through an evolutionary improvement from a single bipolar field to a later multipole design. Bipolar generators were universal prior to 1890 but in the years following it was replaced by the multipolar field magnets. Bipolar generators were then only made in very small sizes. The stepping stone between these two major types was the consequent pole bipolar generator, with two field coils arranged in a ring around the stator. This change was needed because higher voltages transmit power more efficiently over small wires. To increase the output voltage, a DC generator must be spun faster, but beyond a certain speed this is impractical for very large power transmission generators. By increasing the number of pole faces surrounding the Gramme ring, the ring can be made to cut across more magnetic lines of force in one revolution than a basic two pole generator. Consequently, a four pole generator could output twice the voltage of a two pole generator, a six pole generator could output three times the voltage of a two pole, and so forth. This allows output voltage to increase without also increasing the rotational rate. In a multipolar generator, the armature and field magnets are surrounded by a circular frame or "ring yoke" to which the field magnets are attached. This has the advantages of strength, simplicity, symmetrical appearance, and minimum magnetic leakage, since the pole pieces have the least possible surface and the path of the magnetic flux is shorter than in a two pole design.