Înțelegem principiile de funcționare a motoarelor electrice: avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri. Noi înțelegem în principiile de funcționare a motoarelor electrice: avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri de studiu al motorului electric de curent continuu

Pentru a vă bucura de prezentări de previzualizare, creați-vă un cont (cont) Google și conectați-vă la acesta: https://accounts.google.com

Semnături pentru diapozitive:

În figuri, determinați direcția forței amperi, direcția curentă în conductor, direcția liniilor câmpului magnetic, a polului magnetic. N s f \u003d 0 rechemați.

Numărul de lucrări de laborator 11 Studiul motorului electric al DC (pe model). Scopul lucrării este să se familiarizeze pe modelul motorului electric DC cu dispozitivul și munca sa. Instrumente și materiale: Model motor, sursă de alimentare de laborator, cheie, fire de conectare.

Norme de siguranță. Nu ar trebui să existe obiecte străine pe masă. Atenţie! Electricitate! Izolarea conductorilor nu ar trebui să fie spartă. Nu porniți lanțul fără permisiunea profesorului. Nu atingeți mâinile la părțile rotative ale motorului electric. Părul lung trebuie îndepărtat astfel încât să nu intre în părțile rotative ale motorului. După efectuarea lucrării, locul de muncă va fi pus în ordine, lanțul se va sparge și dezasambla.

Procedura de efectuare a muncii. 1. Urmăriți modelul motorului electric. Specificați în figura 1 principalele părți ale acesteia. 1 2 3 Figura 1 4 5 1 - ______________________________ 2 - ______________________________ 3 - ______________________________________________________________________________________________________

2. Deschideți circuitul electric constând dintr-o sursă de curent, un model de motor electric, cheia, conectarea totul secvențial. Desenați o diagramă a lanțului.

3. Dați motorului să se rotească. Dacă motorul nu funcționează, găsiți motivele și eliminați-le. 4. Schimbați direcția curentă în lanț. Urmăriți rotirea părții în mișcare a motorului electric. 5. Producția de afaceri.

Literatură: 1. Fizică. 8 cl.: Studii. Pentru educația generală. Instituții / A.V.pernyshkin.-al patrulea ed., Drabot.-m.: Drop, 2008. 2. Fizică. 8 cl.: Studii. Pentru educația generală. Instituții / N.S. PRYSHEV, N.E.Vazhevskaya. - Al doilea Ed., Stereotip - M.: Drop, 2008. 3. Lucrări de laborator și sarcini de control în fizică: Notebook pentru studenții din clasa a 8-a-Saratov: Lyceum, 2009. 4. Tetrafic pentru munca de laborator. Sarakhman i.D. Mou Sosh No. 8 din Mozdok RSO-Alania. 5. Lucrărilabore în școală și case: Mecanică / V.F. Shelov.-m.: Iluminare, 2007. 6. Colectorul de sarcini în fizică. 7-9 CLASES: Elevii pentru studenți. Instituții / V.I. LUKASHIK, E.V. Ivanova. - Al 24-lea Ed.-M.: Iluminare, 2010.

Previzualizare:

Numărul de lucru de laborator 11

(pe model)

scopul de a lucra

Instrumente și materiale

Progresul.

Numărul de lucru de laborator 11

Studiul motorului electric DC

(pe model)

scopul de a lucra : Împărțiți-vă pe modelul motorului DC cu dispozitivul și munca sa.

Instrumente și materiale: Modelul motorului, sursa de alimentare de laborator, cheia, firele de conectare.

Norme de siguranță.

Nu ar trebui să existe obiecte străine pe masă. Atenţie! Electricitate! Izolarea conductorilor nu ar trebui să fie spartă. Nu porniți lanțul fără permisiunea profesorului. Nu atingeți mâinile la părțile rotative ale motorului electric.

Sarcini și întrebări de instruire

1. Ce fenomen fizic este acțiunea unui motor electric?

2. Care sunt avantajele motoarelor electrice comparativ cu termic?

3. Unde sunt motoarele electrice DC?

Progresul.

1. Urmăriți modelul motorului electric. Specificați în figura 1 principalele părți ale acesteia.

2. Deschideți circuitul electric constând dintr-o sursă de curent, un model de motor electric, cheia, conectarea totul secvențial. Desenați o diagramă a lanțului.

Fig.1.

Ia ieșire.

3. Dați motorului să se rotească. Dacă motorul nu funcționează, găsiți motivele și eliminați-le.

4. Schimbați direcția curentă în lanț. Urmăriți rotirea părții în mișcare a motorului electric.

Fig.1.

actual "

Locul lecției în programul de lucru: 55 lecție, una dintre lecțiile subiectului "Fenomenele electromagnetice".

Scopul lecției: Explicați dispozitivul și principiul funcționării motorului electric.

Sarcini:

examinați motorul electric folosind metoda practică - execuția lucrărilor de laborator.

Învățați să aplicați cunoștințele dobândite în situații non-standard pentru a rezolva problemele;

pentru dezvoltarea gândirii studenților pentru a continua dezvoltarea analizei mentale, comparații și operațiuni de sinteză.

continuați formarea interesului cognitiv al studenților.

Obiectivul metodic:utilizarea tehnologiilor de economisire a sănătății în lecțiile de fizică.

Forme de lucru și activități în lecție: Verificați cunoștințele luând în considerare caracteristicile individuale ale studenților; Lucrările de laborator se desfășoară în microgrupuri (perechi), actualizarea cunoștințelor studenților într-o formă de joc; Explicarea noului material sub forma unei conversații cu experimente demonstrative, scopuri și reflecții.

În timpul clasei

1) Verificarea temelor.

Lucrările independente (multi-nivel) se efectuează în primele 7 minute ale lecției.

Nivelul 1.

2 nivel.

3 nivel.

2). Studierea unui nou material. (15 minute).

Profesorul raportează subiectul lecției, elevii formează un scop.

Actualizarea cunoștințelor. Jocul "Da" și "Nu"

Profesorul citește fraza dacă ucenicii sunt de acord cu afirmația pe care o ridică dacă nu - stai.

Câmpul magnetic este format din magneți permanenți sau șocuri electrice.
Nu există încărcări magnetice în natură.
Polul Sud al săgeții magnetice indică polul geografic de sud al Pământului.
Electromagnetul se numește bobină cu un miez de fier înăuntru.
Linii de alimentare ale câmpului magnetic sunt direcționate de la stânga la dreapta.
Linii de-a lungul căruia sunt instalate săgețile magnetice în câmpul magnetic se numesc linii magnetice.

Contururi.

Acțiunea câmpului magnetic pe dirijor cu un curent.
Dependența direcției de mișcare a conductorului din direcția curentului în el și pe locația polilor magnetului.
Dispozitivul și acțiunea celui mai simplu motor electric electric.

Demonstrații.

Mișcarea conductorului și a cadrului cu un curent într-un câmp magnetic.
Dispozitiv și principiu de funcționare a motorului DC.

3. Numărul lucrărilor de lucru 9. (Lucrul în micro-grup).

Instructiuni de siguranta.

Lucrarea se efectuează în conformitate cu descrierea din manualul paginii 176.

4Etapa de încheiere a lecției.

O sarcină. Două grinzi electronice sunt respinse și două fire paralele pentru care fluxul curent într-o singură direcție este atras. De ce? Este posibil să se creeze condiții în care acești conductori vor fi, de asemenea, respinși?

Reflecţie.

Ce a învățat nou? Ai nevoie de aceste cunoștințe în viața de zi cu zi?

Întrebări:

Ce depinde viteza de rotație a rotorului în motorul electric?

Ce este numit motor electric?

P. . 61, faceți un puzzle încrucișat pe subiectul "fenomenele electromagnetice.

Aplicație.

Nivelul 1.

1. Cum interacționează polii variați și eponici ai magneților?

2. Este posibil să tăiați un magnet astfel încât unul dintre magneții obținuți să aibă doar Polul Nord, iar celălalt este doar spre sud?

2 nivel.

De ce este cazul compasului din cupru, aluminiu, materiale plastice și alte materiale, dar nu fier?

De ce sunt șinele de oțel și dungi în stoc, după o anumită perioadă de timp să fie magnetizate?

3 nivel.

1. Desenați câmpul magnetic al magnetului de potcoavă și indicați direcția liniilor electrice.

2. Două pini au atras polul de sud al magnetului. De ce sunt repetările libere ale acestora?

Nivelul 1.

1. Cum interacționează polii variați și eponici ai magneților?

2. Este posibil să tăiați un magnet astfel încât unul dintre magneții obținuți să aibă doar Polul Nord, iar celălalt este doar spre sud?

2 nivel.

De ce este cazul compasului din cupru, aluminiu, materiale plastice și alte materiale, dar nu fier?

De ce sunt șinele de oțel și dungi în stoc, după o anumită perioadă de timp să fie magnetizate?

3 nivel.

1. Desenați câmpul magnetic al magnetului de potcoavă și indicați direcția liniilor electrice.

2. Două pini au atras polul de sud al magnetului. De ce sunt repetările libere ale acestora?

MKOU "Școala Allak"

Lecția de fizică deschisă în gradul 8 pe subiect " Acțiunea câmpului magnetic pe dirijor cu un curent. Motorul electric. Lucrări de laborator numărul 9 "Studiul motorului electric al permanentului actual.

Pregătit și deținut: profesor de prima categorie Taranushenko Elizabeth Aleksandrovna.

studiați dispozitivul, principiul funcționării, caracteristicile motorului DC;

achiziționați pornirea practică, funcționarea, funcționarea și oprirea motorului electric DC;

explorați experimental informațiile teoretice cu privire la caracteristicile motorului electric DC.

Principalele dispoziții teoretice

DC Motor este o mașină electrică destinată transformării energiei electrice în mecanică.

Dispozitivul motorului DC nu are diferențe de generatorul DC. Această circumstanță face ca mașinile curente electrice directe să fie reversibile, adică le permite să fie utilizate atât în \u200b\u200bgenerator, cât și în modurile de motor. Din punct de vedere structural, motorul DC are elemente fixe și mobile care sunt prezentate în fig. unu.

Partea fixă \u200b\u200beste statorul 1 (pat) din turnarea oțelului, constă din principalii 2 și 3 poli cu înfășurări de excitație 4 și 5 și periați traversează perii. Statorul efectuează funcția conductei magnetice. Cu ajutorul polilor principali, constanta in timp si câmpul magnetic este fixat în spațiu. Stalii suplimentari sunt plasați între stalpii principali și îmbunătățirea condițiilor de comutare.

Partea mobilă a motorului electric DC este rotorul 6 (ancora), care este plasat pe arborele rotativ. Ancora joacă, de asemenea, rolul unei conducte magnetice. Este diagnosticat de la subțire, izolat electric unul de celălalt, foi subțiri de oțel electric cu un conținut crescut de siliciu, ceea ce reduce pierderea de putere. În caneluri, ancorele au apăsat înfășurările 7, rezultatele cărora sunt conectate la plăcile de colectare 8, amplasate pe același motor (vezi figura 1).

Luați în considerare principiul funcționării motorului electric DC. Conectarea unei tensiuni constante la clemele mașinii electrice determină apariția simultană în înfășurările de excitație (stator) și în înfășurările de ancorare curente (figura 2). Ca urmare a interacțiunii ancorei curente cu un flux magnetic, se ridică excitarea creată în stator f.determinată de legea amperului . Direcția acestei forțe este determinată de regula mâinii stângi (figura 2), conform căreia este orientată perpendiculară atât la curentul i.(în lichidarea ancorei) și vectorul inducției magnetice ÎN(Crearea de lichid de excitație). Ca urmare, o pereche de forțe acționează asupra rotorului (figura 2). În partea superioară a rotorului, forța acționează spre dreapta, în partea de jos - stânga. Această pereche de rezistență creează un cuplu, sub acțiunea cărora ancora este condusă în rotație. Mărimea momentului electromagnetic emergent se dovedește a fi egală

M. = c. M. I. I. F.,

unde din M - Coeficient în funcție de proiectarea de înfășurare a ancorei și de numărul de poli de motor electrici; F.- fluxul magnetic al unei perechi de polonezi principali ai motorului electric; I. I - motorul actual de ancorare. După cum rezultă din fig. 2, întoarcerea înfășurărilor ancorei este însoțită de o schimbare simultană a polarității pe plăcile colective. Direcția curentă în rândul înfășurării ancorei variază în fața opusului, dar fluxul magnetic al înfășurărilor de excitație păstrează direcția anterioară, ceea ce provoacă invarianța direcției forțelor f.și, prin urmare, momentul de rotație.

Rotația ancorei din câmpul magnetic duce la apariția EMF în înfășurarea sa, a cărei direcție este determinată de regula mâinii drepte. Ca rezultat, pentru prezentat în fig. 2 Configurațiile câmpurilor și forțelor din lichidarea ancorelor vor apărea un curent de inducție îndreptat opus curentului principal. Prin urmare, EMF emergente se numește anti-EDS. Magnitudinea lui este egală

E. = din E. nf.,

unde n.- frecvența rotației ancorei motorului electric; din E este un coeficient în funcție de elementele structurale ale mașinii. Acest EMF se înrăutățește caracteristicile de funcționare ale motorului electric.

Ancora curentă creează un câmp magnetic care afectează câmpul magnetic al polilor principali (stator), numit o reacție de ancorare. În modul inactiv, câmpul magnetic este creat numai de stalpi principali. Acest câmp este simetric relativ la axele acestor polonezi și coaxial cu ei. Când este conectat la motorul încărcăturii în detrimentul curentului în lichidarea ancorei, este creat un câmp magnetic - câmpul de ancorare. Axa acestui câmp va fi perpendiculară pe axa polilor principali. Deoarece la rotirea ancorei, distribuția curentă a conductorilor ancorei rămâne neschimbată, câmpul ancorei rămâne fixat în spațiu. Adăugarea acestui câmp cu un câmp de polonezi principale oferă un câmp rezultat care se desfășoară într-un unghi  împotriva direcției de rotație a ancorei. Ca urmare, cuplul scade, deoarece o parte a conductorilor se încadrează în zona polului polarității opuse și creează un punct de frânare. În acest caz, periile și depășirea colectorului apar, apare câmpul de demagnetizare longitudinală.

Pentru a reduce efectul răspunsului ancorei, poliii suplimentari sunt încorporați în el. Înfășurările unor astfel de poli sunt incluși secvențial cu înfășurarea principală a ancorei, dar schimbarea în direcția de înfășurare în ele determină apariția unui câmp magnetic îndreptat împotriva câmpului magnetic al ancorei.

Pentru a schimba direcția de rotație a motorului DC, este necesar să se modifice polaritatea tensiunii, însumând până la ancora sau înfășurarea excitației.

În funcție de metoda de încorporare a lichidului de excitație, se disting motoarele electrice DC cu excitație paralelă, secvențială și mixtă.

În motoarele cu excitație paralelă, înfășurarea este proiectată pentru tensiunea completă a rețelei de alimentare și se aprinde în paralel cu lanțul ancorei (fig.3).

Un motor de excitație secvențială are o lichid de excitație care este pornit în mod consecvent cu o ancoră, astfel încât această înfășurare este calculată pentru un curent complet de ancorare (figura 4).

Motoarele de excitație mixte au două înfășurări, se aprinde în paralel, celălalt este secvențial cu ancora (figura 5).

Smochin. 3 Fig. patru.

Când motoarele electrice DC încep (indiferent de metoda de excitație), există lansatoare semnificative care pot duce la eșecul lor. Acest lucru se întâmplă ca urmare a alocării unei cantități semnificative de căldură în înfășurarea ancorei și a întreruperii ulterioare a izolației sale. Prin urmare, începerea motoarelor DC este efectuată de dispozitive de pornire speciale. În majoritatea cazurilor, cel mai simplu dispozitiv de pornire este utilizat în aceste scopuri - lansator. Procesul de pornire a motorului DC cu un lansator este arătat pe exemplul unui motor DC cu excitație paralelă.

Pe baza ecuației compuse în conformitate cu a doua lege a Kirchoff pentru partea stângă a circuitului electric (vezi fig.3), lansatorul este complet îndepărtat ( R.start \u003d 0), ancora curentă

unde U.- tensiunea furnizată motorului electric; R. Sunt o rezistență la înfășurare de ancorare.

În momentul inițial de pornire a motorului electric, viteza de rotație a ancorei n.\u003d 0, prin urmare, forța de mișcare antielectro-inserată în lichidarea ancorei, în conformitate cu expresia obținută anterior, va fi, de asemenea, zero ( E.= 0).

Rezistența la ancora de înfășurare R. Sunt o valoare destul de mică. Pentru a le limita în același timp, este inacceptabil curentul ridicat din lanțul de ancorare atunci când este pornit, în mod consecvent cu o ancoră, indiferent de metoda de excitare a motorului pornind lansatorul (rezistența la pornire R. start). În acest caz, lansatorul ancorei

Rezistență la pornire R. Începeți să numărați pentru a lucra numai pentru timpul de începere și aleși în așa fel încât, curentul de pornire al ancorei motorului electric nu a depășit valoarea admisă ( I. Am început 2. I. I, număr). Deoarece motorul electric EDC este accelerat, în lichidarea ancorei, datorită frecvenței în creștere a rotației sale n crește ( E.=din E. nf.). Ca urmare a acestui fapt, curentul de ancorare va scădea în alte locuri. În acest caz, rezistența lansatorului R. start Deoarece ancora electrică a motorului este overclockată, este necesar să se reducă treptat. După capătul motorului overclocking la valoarea nominală a vitezei de rotație, ancora EDC crește atât de mult încât rezistența de pornire poate fi redusă la zero, fără pericolul creșterii semnificative a curentului de ancorare.

Astfel, începerea rezistenței R. Începeți în ancorarea lanțului este necesară numai la pornire. În procesul de funcționare normală a motorului electric, acesta trebuie să fie deconectat, în primul rând, deoarece este proiectat pentru o operațiune pe termen scurt în timpul pornirii, în al doilea rând, în prezența rezistenței la pornire, pierderea termică a puterii va avea loc în acesta, egal R. start I. 2 i, reduc în mod semnificativ eficiența motorului electric.

Pentru un motor electric DC cu excitație paralelă în conformitate cu cea de-a doua lege CRICHOFF pentru un lanț de ancorare, o ecuație de echilibru electric are vedere

Luând în considerare expresia pentru EMF ( E.=din E. nf.), scriind formula rezultată în raport cu frecvența rotației, obținem ecuația de frecvență (mare viteză) caracteristicile motorului electric n.(I. I):

Din aceasta rezultă că în absența unei încărcături pe arbore și ancora curentă I. I. = 0 Frecvența rotației motorului electric cu această valoare a tensiunii de alimentare

Frecvența de rotație a motorului electric n. 0 este frecvența rotației pielii perfecte. În plus față de parametrii motorului electric, depinde și de valoarea tensiunii de alimentare și a fluxului magnetic. Cu o scădere a fluxului magnetic, cu alte lucruri fiind egale, viteza de rotație a cursei perfecte de inactivitate crește. Prin urmare, în cazul unei stânci a lanțului de înfășurare de excitație, atunci când curentul de excitație devine zero ( I. B \u003d 0), fluxul magnetic al motorului este redus la valoarea egală cu valoarea fluxului magnetic rezidual F. OST. În același timp, motorul "merge la răspândire", dezvoltarea vitezei de rotație, este mult mai nominală, ceea ce reprezintă un anumit pericol atât pentru motor, cât și pentru personalul de service.

Frecvența (viteza de mare viteză) a motorului DC cu excitație paralelă n.(I. I) cu valoarea constantă a fluxului magnetic F.=const.și valoarea constantă a tensiunii de alimentare U \u003d const.are forma directă (Figura 6).

De la luarea în considerare a acestei caracteristici se poate observa că, cu o creștere a sarcinii pe arbore, adică cu creșterea curentului de ancorare I. I. frecvența rotației motorului electric scade la valoarea proporțională cu scăderea tensiunii asupra rezistenței lanțului ancorei R. I.

Exprimarea în ecuații de caracteristici de frecvență ale unui curent de ancorare prin momentul electromagnetic al motorului M \u003ddin M. I. I. F., obținem ecuația caracteristicilor mecanice, adică dependența n.(M.) La fel de U \u003d const.pentru motoare cu excitație paralelă:

Neglijarea efectului unei reacții de ancorare în procesul de schimbare a încărcăturii, puteți lua momentul electromagnetic al motorului în curentul de ancorare proporțional. Prin urmare, caracteristicile mecanice ale motoarelor DC au aceeași formă ca și caracteristicile de frecvență corespunzătoare. Motorul electric cu excitație paralelă are o caracteristică mecanică rigidă (figura 7). Din această caracteristică, se poate observa că viteza de rotație cu o creștere a momentului de încărcare este redusă ușor, deoarece curentul de excitație cu o întoarcere paralelă pe lichidarea excitației și, în consecință, fluxul magnetic al motorului rămâne aproape neschimbat și Rezistența lanțului ancorei este relativ mică.

Motoarele curente permanente Caracteristicile de funcționare sunt frecvența frecvenței de rotație n.Moment M., Ancora curentă I. I. și eficiența () de la putere utilă pe arbore R. 2 motor electric, adică n.(R. 2),M.(R. 2),I. I ( R. 2),(R. 2) cu tensiune neschimbată pe clipuri U.=const..

Caracteristicile de funcționare ale motorului electric DC cu excitație paralelă sunt prezentate în fig. 8. Din aceste caracteristici se poate observa că frecvența rotației n.motoarele electrice cu excitație paralelă cu o creștere a sarcinii scade oarecum. Dependența cuplului util al arborelui motorului de la putere R. 2 este o linie aproape dreaptă, deoarece momentul acestui motor este proporțional cu sarcina pe arbore: M.=kr. 2 / n.. Curbura acestei dependenți este explicată printr-o reducere a frecvenței rotației cu o creștere a sarcinii.

Pentru R. 2 \u003d 0 curent consumat de motorul electric este egal cu un curent inactiv. Cu o putere de creștere, curentul de ancorare crește cu aproximativ aceeași dependență ca și momentul încărcării pe arbore, de la furnizarea de la furnizarea F.=const.ancora curentă este proporțională cu momentul încărcăturii. Eficiența motorului electric este determinată ca raportul dintre puterea utilă a arborelui la energia consumată din rețea:

unde R. 2 - putere utilă pe arbore; R. 1 =Ui.- puterea consumată de motorul electric din sursa de alimentare; R. Ey \u003d. I. 2 I. R. Sunt pierderi de energie electrică într-un lanț de ancorare, R. Ev \u003d. Ui. în, \u003d. I. 2 B. R. în - pierderea energiei electrice în circuitul de excitație; R. blană - pierderea mecanică a puterii; R. M - pierderea de putere pe histerezisul și curenții de vortex.

De asemenea, este important să ajustați viteza de rotație a motoarelor electrice DC. Analiza expresiilor pentru caracteristicile de frecvență arată că frecvența rotației motoarelor DC poate fi ajustată în mai multe moduri: includerea rezistenței suplimentare R. Adăugați la ancora lanțului, schimbarea fluxului magnetic F.și schimbarea tensiunii U,furnizați motorului.

Una dintre cele mai frecvente este o metodă de reglare a frecvenței rotației prin includerea în lanțul ancore de ancorare al unei rezistențe suplimentare. Cu o rezistență sporită în lanțul de ancorare, cu alte lucruri fiind egale, viteza de rotație scade. În același timp, cu atât mai multă rezistență la lanțul ancorei, cu atât este mai puțin viteza de rotație a motorului electric.

Cu o tensiune constantă a rețelei de alimentare și a unui flux magnetic constant în procesul de schimbare a valorii de rezistență a unui lanț de ancorare, poate fi obținută o familie de caracteristici mecanice, de exemplu, pentru un motor electric cu excitație paralelă (figura 9 ).

Avantajul metodei considerate de reglementare constă în simplitatea relativă și posibilitatea de a obține o schimbare netedă a vitezei de rotație larg (de la zero la valoarea nominală a frecvenței n. număr). Dezavantajele acestei metode includ faptul că există pierderi semnificative de putere în creșterea rezistenței la adiție cu o scădere a vitezei de rotație, precum și necesitatea utilizării echipamentelor de reglare suplimentare. În plus, această metodă nu vă permite să reglați frecvența rotației motorului electric în sus de la valoarea sa nominală.

Modificările frecvenței de rotație a motorului DC pot fi obținute și ca urmare a schimbării valorii fluxului magnetic de excitație. Cu o modificare a fluxului magnetic în conformitate cu ecuația răspunsului de frecvență pentru motoarele DC cu excitație paralelă, cu o valoare constantă a tensiunii rețelei de alimentare și rezistența lanțului de ancorare, pot fi obținute caracteristicile mecanice prezentate în figură. 10.

Așa cum se poate observa din aceste caracteristici, cu o scădere a fluxului magnetic, viteza de rotație a ralantului perfect al motorului electric n. 0 crește. Deoarece cu viteza de rotație, egală cu zero, curentul de ancorare curent, adică curentul de pornire, nu depinde de fluxul magnetic, atunci caracteristicile de frecvență ale familiei nu vor fi paralele între ele și duritatea caracteristicilor scade cu o scădere a fluxului magnetic (o creștere a fluxului magnetic al motorului, de obicei, nu este produsă, deoarece curentul de înfășurare a excitației depășește valoarea admisă, adică valoarea nominală, valoarea acestuia). Astfel, schimbarea fluxului magnetic vă permite să reglați frecvența rotației motorului electric numai în sus de valoarea sa nominală, care este un dezavantaj al acestei metode de reglementare.

Dezavantajele acestei metode includ o gamă relativ mică de reglementare datorită prezenței restricțiilor asupra rezistenței mecanice și a comutării motorului electric. Avantajul acestei metode de reglementare este simplitatea sa. Pentru motoare cu excitație paralelă, acest lucru se realizează prin schimbarea rezistenței ajustării R. r. în circuitul de excitație.

În motoarele curente directe cu excitație secvențială, schimbarea fluxului magnetic este realizată prin manevrarea înfășurării excitației cu rezistența având o valoare corespunzătoare sau prin închiderea condimentului unui anumit număr de rotiri ale înfășurării excitației.

Utilizarea pe scară largă, în special în acționările electrice construite de motorul generator, a primit o metodă pentru reglarea vitezei de rotație prin schimbarea tensiunii de pe clipurile de ancorare a motorului. Cu un debit magnetic constant și rezistență a unui lanț de ancorare ca urmare a unei schimbări de tensiune, se poate obține o familie de caracteristici de frecvență.

Ca exemplu în fig. 11 prezintă o astfel de familie de caracteristici mecanice pentru un motor electric cu excitație paralelă.

Cu schimbarea tensiunii de alimentare, viteza de rotație a dispozitivului de așteptare perfect 0 În conformitate cu expresia redusă anterior variază proporțional cu tensiunea. Deoarece rezistența lanțului ancorei rămâne neschimbată, rigiditatea familiei de caracteristici mecanice nu diferă de rigiditatea caracterului mecanic natural atunci când U.=U. Nom.

Avantajul metodei de reglementare considerate este o gamă largă de schimbări de viteză de rotație fără creșterea pierderilor de putere. Dezavantajele acestei metode includ faptul că este necesară sursa unei tensiuni reglabile de alimentare și acest lucru duce la creșteți costurile de masă, dimensiuni și instalații.

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.

Principiul de funcționare a motorului electric DC este efectul repulsiei aceluiași poli de magneți permanenți și atragerea multidimensională. 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 ea. 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 de rezistență activă într-un lanț de ancorare. 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 prezinte viața societății moderne bazată pe tehnologii înalte și ceva mai eficient nu este încă inventat.

Principiul sincron al funcționării motorului electric

1. Obiectiv: Examinați caracteristicile de lansare, caracteristicile mecanice și metodele de reglare a frecvenței rotației motorului DC cu o excitație mixtă.

Adopţie.

2.1. La lucrări independente:

Explorați caracteristicile de design, circuitul motorului DC;

Studiați metodologia de obținere a caracteristicilor mecanice ale motorului DC;

Familiarizați-vă cu caracteristicile de pornire și reglarea frecvenței rotației motorului DC;

Desenați conceptele pentru măsurarea rezistențelor lanțului de ancorare și a înfășurărilor de excitare (Fig.6.4) și a testelor motorului (fig.6.2);

Folosind fig. 6.2 și 6.3 face o schemă de montare;

Trageți formele tabelelor 6.1 ... 6.4;

Pregătiți răspunsurile orale pentru a verifica întrebările.

2.2. Pentru a lucra în laborator:

Familiarizați-vă cu instalarea de laborator;

Înregistrați în tabelul 6.1. Date privind pașaportul motorului;

Măsurați rezistența lanțului ancorei și înfășurările excitației. Datele sunt înregistrate în Tabelul 6.1;

Colectați schema și efectuați cercetarea motorului, scrieți date către tabelele 6.2, 6.3, 6.4;

Construi o caracteristică mecanică naturală n \u003d f (m) și caracteristici de mare viteză n \u003d f (i b) și n \u003d f (u);

Faceți concluzii pe baza rezultatelor studiului.

General.

DC Motors Spre deosebire de motoarele AC (în primul rând asincronous) au o multiplicitate mai mare a cuplului de pornire și a capacității de suprasarcină, asigurați un control fără probleme a vitezei de rotație a mașinii de lucru. Prin urmare, acestea sunt folosite pentru a acționa mașini și mecanisme cu condiții de lansare severe (de exemplu, ca starterieri în motoarele cu combustie internă), precum și dacă este necesar, reglarea vitezei de rotație în limite înalte (mecanisme de scule mașină, standuri de frână tăiate, Vehicule electrificate).

Din punct de vedere structural, motorul constă dintr-un ansamblu fix (inductor) și un nod rotativ (ancora). La reproducerea circuitului magnetic inductor, se află înfășurările de excitație. În motorul excitației mixte, există două dintre ele: paralel cu concluziile W 1 și C2 și secvențiale cu concluziile C1 și C2 (figura 6.2). Rezistența înfășurării paralele R OVS este în funcție de puterea motorului de la mai multe zeci la sute. Se face dintr-o secțiune mică cu un număr mare de rotații. Înfășurarea secvențială are o rezistență mică R OBC (de obicei de la mai multe Ohm la partea ohm), pentru că Constă dintr-un număr mic de rotiri dintr-o secțiune mare. Inductorul servește la crearea unui flux magnetic de excitație atunci când înfășurările docului sunt alimentate.

Înfășurarea ancorei este plasată în canelurile conductei magnetice și este îndepărtată pe colector. Cu ajutorul perii, concluziile sale I și I2 sunt conectate la o sursă DC. Rezistența la înfășurarea ancorei sunt mici (OMMS sau ponderea OHM).

Momentul rotativ M de motor DC este creat atunci când interacțiunea ancorăi ancoră i cu fluxul magnetic al F:

M \u003d k × iia × f, (6.1)

unde K este un coeficient permanent în funcție de proiectarea motorului.

La rotirea unei ancoră, înfășurarea traversează fluxul magnetic al excitației și EDC E este indus, proporțional cu frecvența de rotație N:

E \u003d C × N × F, (6.2)

unde c este un coeficient permanent în funcție de designul motorului.

Curent în lanțul ancorei:

I \u003d (U-E) / (r + r ovăz) \u003d (U-S × N × F) / (R I + R Ovăz), (6.3)

Rezolvarea împreună a expresiilor 6.1 și 6.3 față de P, găsiți o expresie analitică a caracteristicilor mecanice ale motorului N \u003d F (m). Imaginea sa grafică este prezentată în Figura 6.1.

Smochin. 6.1. Caracteristicile mecanice ale unui motor DC de excitație mixtă

Punctul A corespunde funcționării motorului într-o frecvență de rotație N. Cu o creștere a sarcinii mecanice, viteza de rotație este redusă, iar cuplul crește, ajungând la punctul în valoarea nominală M H. În complotul aeronavei, motorul funcționează cu supraîncărcare. Curentul I este mai mare decât valoarea nominală, ceea ce duce la o încălzire rapidă a înfășurărilor ancorei și a ABS, crește izbucnirea colectării colectorului. Momentul maxim M M M (punctul C) este limitat de condițiile varietății și de rezistența mecanică a motorului.

Continuând caracteristica mecanică înainte de intersecția la punctul D "Cu axa cuplului, am obține valoarea punctului de pornire cu pornirea directă a motorului în rețea. EMF E este zero și curent în lanțul de ancorare din în conformitate cu Formula 6.3 crește brusc.

Pentru a reduce curentul de start, în serie, circuitul de armătură include lansatorul RX (figura 6.2) cu rezistență:

Rx \u003d u h / (1.3 ... 2.5) × i n. - (R I - R OBC), (6.4)

unde u h este tensiunea nominală a rețelei;

I ya.n. - Curentul nominal de ancoră.

Reducerea curentului de ancorare la (1.3 ... 2.5) × I n. Oferă un punct de plecare inițial suficient (punctul D). Pe măsură ce motorul este accelerat, rezistența RX este redusă la zero, menținând un deputat aproximativ constantă (secțiune SD).

Reista Rb în circuitul de înfășurare paralelă de excitație (figura 6.2) vă permite să reglați valoarea fluxului magnetic F (Formula 6.1). Înainte de a porni motorul, este afișat complet pentru a obține cuplul de pornire necesar cu un curent de ancorare minim.

Folosind formula 6.3, definim frecvența de rotație a motorului

n \u003d (U - I (R I + R OBC + RX)) / (cu F), (6.5)

În care R I, R OBC și C sunt valori constante, iar u, eu și F pot fi schimbate. Urmează trei modalități posibile de a regla viteza motorului:

O modificare a valorii tensiunii de alimentare;

O modificare a valorilor curentului de ancorare utilizând reglajul RX, care, spre deosebire de lansatorul, se calculează în modul de funcționare continuă;

Prin schimbarea fluxului magnetic al excitației F, care este proporțional cu curentul în înfășurările ORS și ABS. În înfășurarea paralelă, acesta poate fi ajustat de Rb la Rb. Rezistența R B este luată în funcție de limitele necesare de reglare a vitezei de rotație R B \u003d (2 ... 5) R OBSH.

Placa de pașaport a motorului indică frecvența de rotație nominală, care corespunde puterii nominale de pe arborele motorului la tensiunea nominală a rețelei și rezistențele revelate ale R X și Rb.