Înțelegem principiile de funcționare a motoarelor electrice: avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri. Înțelegem în principiile de funcționare a motoarelor electrice: avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri de studii ale motorului electric DC

Motorul electric este un dispozitiv electric pentru transformarea energiei electrice în mecanică. Astăzi, motoarele electrice din industrie pentru driverele diferitelor mașini și mecanisme sunt utilizate în mod universal. În gospodăria sunt instalate în mașină de spălat, Frigider, Juicer, Combină de bucătărie, Ventilatoare, Razors Electric etc. Motoarele electrice sunt acționate de dispozitive conectate la IT și mecanisme.

În acest articol, voi vorbi despre cele mai comune tipuri și principii ale funcționării motoarelor electrice de curent alternativ utilizate pe scară largă în garaj, într-o gospodărie sau atelier.

Cum funcționează motorul electric

Motorul se bazează pe efectMichael Faraday a fost găsit în 1821. El a făcut descoperirea că atunci când interacționează curent electric În explorator și magnet, poate apărea o rotație continuă.

Dacă într-un câmp magnetic omogen Pentru a poziționa cadrul în poziția verticală și treceți peste el, atunci câmpul electromagnetic va apărea în jurul conductorului, ceea ce va interacționa cu stâlpii de magneți. De la un cadru va fi respins, dar la altul pentru a atrage.

Ca rezultat, cadrul se va transforma într-o poziție orizontală în care impactul câmpului magnetic pe conductor va fi zero. Pentru a continua rotația, trebuie să adăugați un alt cadru într-un unghi sau să schimbați direcția curentă în cadrul în momentul potrivit.

În figură, acest lucru se face folosind două semi-colți, la care plăcile de contact sunt adiacente bateriei. Ca rezultat, după comiterea unei jumătăți de timp, se continuă schimbările și rotirea polarității.

În motoarele electrice moderne În loc de magneți constanți, inductorii sau electromagneții sunt utilizați pentru a crea un câmp magnetic. Dacă dezasamblați orice motor, veți vedea firul înfășurat cu lac izolat. Aceste rotiri sunt electromagnetul sau, cum ar fi, de asemenea, înfășurarea excitării.

Acasă Aceiași magneți permanenți sunt utilizați în jucăriile copiilor pe baterii.

În cealaltă mai puternicămotoarele sunt folosite numai electromagneți sau înfășurări. Partea rotativă cu ei este numită rotor și un stator fix.

Tipuri de motoare electrice

Astăzi există destule motoare electrice de diferite modele și tipuri. Ele pot fi împărțite de tipul de putere:

Curent alternativcare lucrează direct din rețeaua electrică.
Curent continuucare lucrează din baterii, baterie, surse de alimentare sau alte surse DC.

Conform principiului operației:

Sincronîn care există înfășurări pe rotor și mecanismul periei pentru alimentarea curentului electric pe ele.
Asincron, cel mai simplu și cel mai frecvent tip de motor. Ei nu au perii și înfășurări pe rotor.

Motorul sincron se rotește sincron cu câmpul magnetic, care îl rotește, iar rotorul asincron rotește un câmp magnetic rotativ mai lent în stator.

Principiul de funcționare și dispozitivul unui motor electric asincron

În carcasa asincronă Motorul stivuit înfășurările (timp de 380 volți vor fi 3), care creează un câmp magnetic rotativ. Capetele lor sunt afișate pe un bloc de terminale speciale. Înfășurarea răcită, datorită ventilatorului instalat pe arbore la capătul motorului electric.

Rotorcare sunt unul cu arborele, este fabricat din tije metalice care sunt închise unul cu celălalt de ambele părți, așa că este numit scurtcircuit.
Datorită acestui design, este nevoie de întreținerea periodică frecventă și înlocuirea periilor actuale, fiabilitatea, durabilitatea și creșterea fiabilității în mod repetat.

Obișnuit, cauza principală a spargerii Motorul asincron este uzura rulmenților în care arborele se rotește.

Principiul de funcționare. Pentru a lucra motor asincron, este necesar ca rotorul să se rotească un câmp electromagnetic mai lent al statorului, ca rezultat al căruia EMF-ul este ghidat (apare electrote) în rotor. Aici este o condiție importantă, dacă rotorul se rotește la aceeași viteză ca și câmpul magnetic, atunci EMF nu ar fi fost ghidat de legea inducției electromagnetice și, prin urmare, nu ar exista nici o rotație. Dar, în realitate, datorită frecării lagărelor sau a încărcăturii pe arbore, rotorul se va roti întotdeauna mai lent.

Stâlpii magnetici se rotesc în mod constant În înfășurările motorului și direcția curentă din rotor se schimbă în mod constant. La un moment dat, de exemplu, direcția curenților în înfășurările statorului și rotorul este arătată schematic sub formă de cruci (fluxurile curente de la noi) și punctele (curente pe noi). Câmpul magnetic rotativ este reprezentat Porter.

De exemplu, cum funcționează ferăstrău circular. Are cea mai mare cifră de afaceri. Dar, de îndată ce începem să taiem bordul, viteza de rotație scade și, în același timp, cu acest rotor începe să se rotească mai lent față de câmpul electromagnetic și în ea, conform legilor, ingineria electrică începe la uniformă o magnitudine mai mare a EMF. Creșteți curentul consumat de motor și începe să lucreze la putere maximă. Dacă sarcina de pe arbore este atât de mare încât este strooped, apoi deteriorarea rotorului de scurtcircuit poate apărea datorită valorii maxime a EDC în el. De aceea este important să alegeți puterea potrivită a motorului. Dacă luați mai mult, atunci consumul de energie va fi nejustificat.

Viteza rotației rotorului Depinde de numărul de poli. Cu 2 poli, viteza de rotație va fi egală cu viteza de rotație a câmpului magnetic egal cu maximum 3000 de rotații pe secundă la o frecvență de rețea de 50 Hz. Pentru a reduce la jumătatea vitezei, este necesar să se mărească numărul de poli din stator la patru.

Lipsa greutății de asincronă Motoarele sunt că sunt alimentate prin ajustarea vitezei de rotație a arborelui numai cu schimbarea frecvenței curentului electric. Și nu este posibilă obținerea unei frecvențe constante de rotație a arborelui.

Principiul de funcționare și dispozitivul unui motor electric sincron de curent alternativ

Acest tip de motor electric este utilizat în viața de zi cu zi unde este necesar viteză permanentă Rotația, posibilitatea ajustării sale, precum și dacă viteza de rotație este mai mare de 3000 de rotații pe minut (acesta este un maxim pentru asincron).

Motoarele sincrone sunt instalate în scula electrică, aspirator, mașină de spălat etc.

În carcasa sincronă Motorul AC este amplasat (3 în figură), care sunt, de asemenea, înfășurate pe rotor sau ancora (1). Concluziile lor sunt lipite în sectoarele inelului sau colectorului curentului (5), care este livrat cu o perii de grafit (4). Concluziile sunt amplasate astfel încât perii să furnizeze întotdeauna tensiune doar o pereche.

Cele mai frecvente defecțiuni Motoarele colectorului sunt:

Purtați periisau contactul lor sărac al contactului lor datorită slăbirii primăverii de strângere.
Colector de poluare.Curățați fie alcool sau șmirghel zero.
Uzură lagăr.

Principiul de funcționare. Cuplul din motorul electric este creat ca urmare a interacțiunii dintre curentul de ancorare curent și fluxul magnetic în lichidarea excitației. Cu o schimbare în direcția curentului alternativ, direcția fluxului magnetic se va schimba simultan în cazul și ancora, datorită cărora rotația va fi întotdeauna o singură cale.

Motoarele electrice sunt dispozitive în care energia electrică se transformă în mecanică. Principiul acțiunii lor este fenomenul inducției electromagnetice.

Cu toate acestea, metodele de interacțiune a câmpurilor magnetice care forțează rotorul motorului se rotește semnificativ variază în funcție de tipul de tensiune de alimentare - alternativ sau permanent.

La baza principiului funcționării motorului electric curent continuu Este efectul repulsiei acelorași poli de magneți permanenți și atragerea varierii. Prioritatea invenției sale aparține inginerului rus B. S. Yakobi. Primul model industrial al motorului DC a fost creat în 1838. De atunci, designul său nu a suferit schimbări fundamentale.

În motoarele DC de putere redusă, unul dintre magneți este fizic existent. Este fixat direct pe carcasa mașinii. Al doilea este creat în lichidarea ancorei după conectarea sursei DC la acesta. Pentru a face acest lucru, utilizați un dispozitiv special - un nod de perie colector. Colectorul în sine este un inel conductiv, fixat pe arborele motorului. Capetele de înfășurare de ancorare sunt conectate la el.

La cuplu, este necesar să schimbăm continuu polul ancorei magnetului permanent. Acest lucru ar trebui să apară la momentul intersecției așa-numitei neutre magnetice. Constructiv, o astfel de sarcină este rezolvată de divizarea inelului colector în sectoarele separate prin plăci dielectrice. Capetele înfășurărilor ancorelor se alătură alternativ.

Pentru a conecta un colector cu o rețea de alimentare, se utilizează așa-numitele perii - tije de grafit având conductivitate electrică ridicată și un mic coeficient de frecare glisant.

Înfășurările de ancorare nu sunt conectate la rețeaua de alimentare și, prin intermediul unui nod de perie colector, sunt conectate la un rând de pornire. Procesul de încorporare a unui astfel de motor constă dintr-un compus cu o rețea de alimentare și o scădere treptată la zero rezistență activă În lanțul ancorei. Motorul electric este pornit fără probleme și fără suprasarcină.

Caracteristicile utilizării motoarelor asincrone într-un lanț cu o singură fază

În ciuda faptului că câmpul magnetic rotativ al statorului este cel mai simplu mod de a obține de la tensiunea în trei faze, principiul acțiunii unui motor electric asincron permite să funcționeze într-o rețea de uz casnic monofazat dacă vor fi unele modificări făcut la designul lor.

Pentru a face acest lucru, trebuie să existe două înfășurări pe stator, dintre care unul este "pornirea". Curentul din acesta este deplasat în fază cu 90 ° datorită includerii în lanțul încărcăturii reactive. Cel mai adesea pentru asta

Practic, sincronicitatea completă a câmpurilor magnetice permite motorului să obțină un impuls chiar și cu încărcături semnificative pe arbore, care este necesară pentru funcționarea de foraj, perforatoare, aspiratoare, "bulgari" sau mașini de polwood.

Dacă circuitul controlat al unui astfel de motor este activat, frecvența rotației sale poate fi modificată fără probleme. Dar direcția, când nutriția din circuitul AC, nu va putea niciodată să se schimbe.

Astfel de motoare electrice sunt capabile să dezvolte revuși foarte mari, compacte și au un cuplu mai mare. Cu toate acestea, prezența unui nod de perie de colector reduce expansiunea motorului - periile de grafit sunt abredate rapid la revoluțe mari, mai ales dacă colectorul are deteriorări mecanice.

Motoarele electrice au cea mai mare eficiență (mai mult de 80%) de toate dispozitivele create de om. Invenția lor la sfârșitul secolului al XIX-lea poate fi considerată un salt de civilizație de înaltă calitate, deoarece fără ei este imposibil să ne imaginăm viața societății moderne bazată pe tehnologii înalteși ceva mai eficient nu este încă inventat.

Principiul sincron al funcționării motorului electric

Lucrări de laborator → Număr. 10

Studiul motorului electric al DC (pe model).

Scopul muncii:Fiți familiarizați cu părțile principale ale motorului electric DC pe modelul acestui motor.

Aceasta este probabil cea mai simplă slujbă pentru clasa 8. Trebuie doar să conectați modelul motorului la sursa curentă, să vedeți cum funcționează și să vă amintiți numele principalelor părți ale motorului electric (ancoră, inductori, perii, semiping, înfășurare, arbore).

Motorul electric propus de profesor poate fi similar cu imaginea prezentată în figură și poate avea un aspect diferit, deoarece motoarele electrice școlare sunt multe. Nu are o importanță fundamentală, deoarece profesorul va spune cu siguranță în detaliu și va arăta cum să se ocupe de model.

Listăm principalele motive pentru motorul electric corect conectat nu funcționează. Circuitul de rupere, fără perii de contact cu semiri, deteriorarea înfășurării ancorei. Dacă în primele două cazuri sunteți complet capabil să vă confruntați pe cont propriu, în cazul unei stâncii, înfășurările ar trebui să fie menționate ca profesor. Înainte de a porni motorul, asigurați-vă că ancorarea sa poate să se rotească liber și nu interferează cu ea, altfel atunci când motorul electric va fi pornit, acesta nu va fi un buzunar caracteristic, dar nu va exista rotație.

Starea sarcinii: numărul de muncă de laborator 10. Studiul motorului electric DC (pe model).

Oaspeții
Reshebnik în fizică, gradul 8, a.v. pereyshkin, n.a.rodina
Pentru anul 1998.
Reshebnik online în fizică
pentru clasa 8.
Lucrări de laborator
- număr
10

Studiul motorului electric al DC (pe model).

Scopul lucrării: Familiarizați-vă cu părțile principale ale motorului electric DC pe modelul acestui motor.

Nu știu cum să rezolve? Poți să ajuți cu soluția? Veniți și întrebați.

← Numărul de lucrări de laborator 9. Asamblarea unui electromagnet și testarea acțiunii sale. Numărul de lucru de laborator 11. Obținerea unei imagini cu lentile.

Numărul de muncă de laborator 9

Subiect. Studiul motorului DC.

Scopul muncii: Examinați dispozitivul și principiul funcționării motorului electric.

Echipament: Model de motor, sursă de curent, reținere, cheie, ammetru, fire de legătură, desene, prezentare.

SARCINI:

1 . Explorați dispozitivul și principiul funcționării motorului electric utilizând prezentarea, desenele și modelul.

2 . Atașați motorul electric la sursa curentă și urmăriți-l. Dacă motorul nu funcționează, setați cauza, încercați să eliminați problema.

3 . Specificați cele două elemente principale ale dispozitivului electric.

4 . Ce fenomen fizic se bazează pe acțiunea unui motor electric?

5 . Schimbați direcția de rotație a ancorei. Notați ce trebuie făcut pentru acest lucru.

6. Colectarea lanțul electricPrin conectarea unui motor secvențial, un comerț cu amănuntul, o sursă de curent, un ampermetru și o cheie. Schimbați rezistența curentă și urmăriți funcționarea motorului electric. Viteza de rotație a schimbării ancorei? Înregistrați concluzia cu privire la dependența forței care acționează de la câmpul magnetic la bobină, de la puterea curentului din bobină.

7 . Motoarele electrice pot fi orice putere, deoarece:

A) puteți schimba rezistența curentului în înfășurarea ancorei;

B) Puteți schimba câmpul magnetic al inductorului.

Specificați răspunsul corect:

1) este adevărat doar a; 2) este adevărat numai b; 3) Adevărat și A și B; 4) incorect a și B.

8 . Afișați avantajele motorului electric în comparație cu motorul termic.