AC motora ierīce

  • Apgaismojums

Elektriskie motori ir spēka iekārtas, ko izmanto, lai pārveidotu elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Vispārējā klasifikācija tos sadala pēc DC un maiņstrāvas motora piegādes strāvas veida. Turpmāk minētajā pantā tiek aplūkoti elektromotori ar maiņstrāvas specifikāciju, to tipiem, atšķirīgajām īpašībām un priekšrocībām.

Lai iegūtu vispārīgu informāciju, mēs iesakām lasīt mūsu atsevišķu rakstu par elektromotoru darbības principiem.

Enerģijas pārvēršanas princips

Starp visās nozarēs izmantotajiem elektromotoriem un sadzīves tehniku ​​visbiežāk sastopamie ir maiņstrāvas motori. Tās atrodamas gandrīz visās dzīves jomās, sākot no bērnu rotaļlietām un veļas mašīnām līdz automašīnām un jaudīgām ražošanas iekārtām.

Visu elektromotoru darbības princips ir balstīts uz Faraday elektromagnētiskās indukcijas likumu un Ampere likumu. Pirmais no tiem apraksta situāciju, kad elektromotora spēks rodas uz slēgta vadītāja, kas atrodas mainīgā magnētiskajā laukā. Motoros šis lauks tiek izveidots caur statora tinumiem, caur kuriem notiek maiņstrāvas plūsma. Statora iekšpuse (kas attēlo ierīces korpusu) ir dzinēja kustīgais elements - rotors. Par to, un ir aktuāls.

Rotora rotācija ir izskaidrojama ar Ampēra likumu, kas nosaka, ka elektriskais pieslēgums, kas plūst caur vadītāju magnētiskā laukā, ietekmē spēks, kas tos pārvieto plaknē, kas ir perpendikulāra šī lauka spēka līnijām. Vienkārši sakot, vadītājs, kurš pēc motora konstrukcijas ir rotors, sāk pagriezties ap asi un tas ir piestiprināts pie vārpstas, pie kura ir savienoti iekārtas darba mehānismi.

Dzinēju tipi un to ierīce

Maiņstrāvas elektromotoriem ir atšķirīga ierīce, ar kuras palīdzību ir iespējams izveidot mašīnas ar tādu pašu rotora ātrumu, kas ir salīdzinājumā ar statora magnētisko lauku, un tādām mašīnām, kurās rotors atpaliek no rotējošā lauka. Saskaņā ar šo principu, šie dzinēji ir sadalīti atbilstošos veidos: sinhroni un asinhroni.

Asinhronais

Asinhronā motora dizaina pamatā ir svarīgāko funkcionālo daļu pāris:

  1. Statoram ir cilindriska formas bloks, kas izgatavots no tērauda loksnēm ar rievām vadu tinumiem, kuru asis ir izvietotas 120 bāru leņķī salīdzinājumā ar otru. Tinumu polu pāreja uz spaiļu kārbu, kur tie ir savienoti dažādos veidos atkarībā no motora nepieciešamiem parametriem.
  2. Rotors Asinhrono elektromotoru projektēšanā tiek izmantoti divu tipu rotori:
    • Īssavienojums. Tas tiek saukts, jo tas ir izgatavots no vairākām alumīnija vai vara stieņiem, kuru īssavienojums ir ar gala gredzeniem. Šis dizains, kas ir strāvas pārnēsāšanas veltnis rotoru, sauc par "vāveru būru" elektromechanikā.
    • Fāze Šim tipa rotoriem ir uzstādīta trīsfāzu tinumi, kas līdzinās statora tinumam. Visbiežāk tā vadītāju galus nonāk gala zonā, kur tie ir savienoti ar "zvaigzni", un brīvie gali ir savienoti ar kontaktu gredzeniem. Fāzes rotors ļauj ar suku palīdzību pievienot papildu rezistoru, kas ļauj nomainīt pretestību, lai samazinātu starta strāvu.


Papildus aprakstītajiem asinhronā elektromotora galvenajiem elementiem tā konstrukcijā ir arī tinumu dzesēšanas ventilators, spaiļu kārba un vārpsta, kas pārveido radīto rotāciju iekārtas darba mehānismiem, kurus nodrošina šis motors.

Asinhrono elektromotoru darbība pamatojas uz elektromagnētiskās indukcijas likumu, kurā apgalvots, ka elektromotora spēks var rasties tikai apstākļos, kad rotators rotē ātrumu un statora magnētiskais lauks. Tādējādi, ja šie ātrumi būtu vienādi, EMS neparādās, bet ietekme uz šādu "inhibējošu" faktoru vārpstu, piemēram, gultņu slodze un berze vienmēr rada pietiekamus ekspluatācijas apstākļus.

Sinhronais

Maiņstrāvas sinhrono elektromotoru dizains nedaudz atšķiras no asinhrono analogo ierīces. Šajās iekārtās rotors rotē ap asi ar ātrumu, kas vienāds ar statora magnētiskā lauka rotācijas ātrumu. Šo ierīču rotors vai enkurs arī ir aprīkots ar tinumiem, kas savienoti viens ar otru un ar rotējošo kolektoru citiem. Kolonnas kontaktu spilventiņi ir montēti tā, ka noteiktā brīdī var piegādāt elektroenerģiju ar grafīta sukām tikai diviem pretējiem kontaktiem.

Sinhrono dzinēju darbības princips:

  1. Magnētiskās plūsmas mijiedarbībai statora tinumā ar rotora strāvu ir griezes moments.
  2. Magnētiskā plūsmas virziens mainās vienlaicīgi ar maiņstrāvas virzienu, tādējādi saglabājot izejas vārpstas rotāciju vienā virzienā.
  3. Noregulējiet vēlamo ātrumu, regulējot ieejas spriegumu. Visbiežāk ātrgaitas iekārtās, piemēram, perforatoros un putekļsūcējos, šo funkciju veic reostats.

Visbiežāk sinhrono elektromotoru atteices cēloņi ir:

  • grafīta suku nodilums vai spiediena atsperes vājums;
  • vārpstas gultņu nodilums;
  • kolektoru piesārņojums (attīrīts ar smilšpapīru vai spirtu).

Izgudrojuma vēsture

Michael Faraday ir vienkāršākais veids, kā pārveidot enerģiju no elektrības uz mehānisko. 1821. gadā šis lielais angļu zinātnieks veica eksperimentu ar diriģentu, kas iemērc tvertnē ar dzīvsudrabu, kura apakšā bija noteikts pastāvīgais magnēts. Pēc elektrības pieslēgšanas vadītājam tas sāka kustēties, rotējot pēc magnētiskās lauka līnijām. Mūsdienās šo pieredzi bieži veic fizikas nodarbībās, aizstājot dzīvsudrabu ar sālījumu.

Turpmāka šī jautājuma izpēte ļāva pētera Barlova radīšanai 1824. gadā no vienpola dzinēja, ko sauc par Barlow ratu. Tās dizains ietver divus pārnesumus no vara, kas atrodas uz vienas ass starp pastāvīgajiem magnētiem. Pēc tam, kad strāva tiek pielikta riteņiem, tās mijiedarbības rezultātā ar magnētiskajiem laukiem riteņi sāk pagriezties. Eksperimentu laikā zinātnieks konstatēja, ka rotācijas virzienu var mainīt, mainot polaritāti (magnētu vai kontaktu permutācija). Praktiskā "Barlow Wheel" izmantošana, taču tai bija nozīmīga loma magnētisko lauku un lādētu vadītāju mijiedarbības pētījumos.

Pirmais ierīces darba paraugs, kas kļuva par mūsdienu dzinēju priekšteci, tika izveidots 1834. gadā krievu fiziķis Boriss Semenovičs Jakobi. Šajā izgudrojumā parādīts princips, ka rotējošā rotora izmantošana magnētiskajā laukā ir gandrīz nemainīga, izmantojot modernus līdzstrāvas motorus.

Bet pirmā dzinēja ar asinhronu ekspluatācijas principu izveidošana vienlaicīgi pieder diviem zinātniekiem - Nikolai Teslai un Galileo Ferrarim, kuri ar veiksmīgu sakritību vienu gadu parādīja savus izgudrojumus (1888). Dažus gadus vēlāk Nikola Tesla izveidotā divu fāžu brushless AC motors jau tika izmantots vairākās spēkstacijās. 1889. gadā krievu elektrotehniķis Mihails Osipovičs Dolivo-Dobrovolsky uzlaboja Teslas izgudrojumu darbam trīsfāzu tīklā, pateicoties kuru viņš varēja izveidot pirmo asinhrono maiņstrāvas motoru ar jaudu virs 100 vatiem. Viņš arī ir izgudrojis metodes, ko izmanto, lai savienotu fāzes trīsfāžu elektromotoros: "zvaigzne" un "trīsstūris", sākot rezistori un trīsfāzu transformatori.

Savienojums ar vienfāzes un trīsfāzu barošanas avotiem

Atbilstoši energoapgādes tīkla veidam maiņstrāvas motori tiek klasificēti vienotā un trīs fāzē.

Viena fāzu asinhrono dzinēju savienošana padara to par ļoti vienkāršu - pietiek ar vienfāzes 220V tīkla fāzes un neitrālu vadu pieslēgšanu diviem korpusa izvadiem. Sinhronus dzinējus var arī darbināt no šāda veida tīkla, taču savienojums ir nedaudz sarežģītāks - nepieciešams savienot rotora tinumus un statoru tā, lai viņu vienpostveida magnetizējošie kontakti atrodas pretī viens otram.

Savienojums ar trīsfāžu tīklu ir nedaudz sarežģītāks. Pirmkārt, jāatzīmē, ka termināla kastē ir 6 spailes - pāris katram no trim tinumiem. Otrkārt, tas ļauj izmantot vienu no diviem savienojuma veidiem ("zvaigznīte" un "trīsstūris"). Nepareizs savienojums var izraisīt motora darbības traucējumus, izkausējot statora tinumus.

Galvenā funkcionālā atšķirība starp "zvaigznīti" un "trīsstūri" ir dažāds enerģijas patēriņš, kas tiek darīts, lai mašīna varētu tikt pārveidota par trīsfāzu tīkliem ar atšķirīgu līnijas spriegumu - 380 V vai 660 V. Pirmajā gadījumā tinumiem jābūt savienotiem saskaņā ar "trīsstūra" shēmu, bet otrajā - "zvaigzne". Šāds iekļaušanas noteikums abos gadījumos ļauj noteikt 380V spriegumu katra posma tinumos.

Savienojuma panelī uzmontēšanas tapas ir novietotas tā, lai džemperi, kas tiek izmantoti ieslēgšanai, nepāršķēstu viens otru. Ja motora spaiļu kārbā ir tikai trīs spailes, tad tā ir paredzēta darbam no viena sprieguma, kas norādīts tehniskajā dokumentācijā, un tinumi ir savstarpēji savienoti ierīces iekšienē.

AC elektromotoru priekšrocības un trūkumi

Mūsdienās starp visiem elektromotoriem maiņstrāvas ierīces ieņem vadošo pozīciju attiecībā uz spēkstacijās lietošanu. Tām ir zemas izmaksas, viegli uzturējams dizains un vismaz 90% efektivitāte. Turklāt to ierīce ļauj vienmērīgi mainīt rotācijas ātrumu, neizmantojot papildu aprīkojumu, piemēram, pārnesumkārbas.

Galvenais maiņstrāvas motoru trūkums ar asinhronu darbības principu ir fakts, ka to vārpstas ātrumu iespējams regulēt tikai mainot strāvas ieejas frekvenci. Nav iespējams sasniegt nemainīgu rotācijas ātrumu, kā arī samazina jaudu. Asinhronie elektromotori raksturojas ar augstu starta strāvu, bet zemu sākuma momentu. Lai novērstu šīs nepilnības, izmanto frekvences piedziņu, taču tā cena ir pretrunā ar vienu no šo dzinēju galvenajām priekšrocībām - zemām izmaksām.

Pieteikums

Šodien elektromotori ar maiņstrāvas specifikāciju ir izplatīti visās rūpniecības un iztikas līdzekļu nozarēs. Elektrostacijās tie tiek uzstādīti kā ģeneratori, kurus izmanto ražošanas iekārtās, automobiļos un pat sadzīves tehnikā. Šodien katrā mājā jūs varat atrast vismaz vienu ierīci ar maiņstrāvas elektromotoru, piemēram, veļas mašīnu. Iemesli tādai lielai popularitātei ir daudzpusība, izturība un uzturēšanas vienkāršība.

Starp asinhronās elektriskās mašīnas, visbiežāk sastopamas ierīces ar trīsfāzu specifikāciju. Tie ir labākais risinājums izmantošanai daudzās enerģijas vienībās, ģeneratoros un lieljaudas iekārtās, kuru darbs saistīts ar vajadzību kontrolēt vārpstas rotācijas ātrumu.

Darbības princips un elektromotora ierīce

Jebkurš elektromotors ir konstruēts, lai veiktu mehānisku darbu, pateicoties tam patērētās elektroenerģijas patēriņam, ko parasti pārvērš rotācijas kustībā. Kaut arī tehnikā ir modeļi, kas nekavējoties rada darba ķermeņa pārejas kustību. Tos sauc par lineāriem motoriem.

Rūpnieciskajās iekārtās elektromotori darbina dažādas mašīnas un mehāniskās iekārtas, kas iesaistītas ražošanas procesā.

Iekšējā sadzīves tehnika, elektromotori strādā veļas mašīnās, putekļsūcējos, datoros, matu žāvētājos, bērnu rotaļlietās, pulksteņos un daudzās citās ierīcēs.

Pamata fiziskie procesi un darbības princips

Elektrisko strāvu magnētiskajā laukā, ko sauc par elektriskām strāvām, vienmēr ietekmē mehāniskais spēks, kas parasti novirza virzienu plaknē, kas ir perpendikulāra magnētiskās lauka līniju orientācijai. Ja elektriskā strāva iet caur metāla vadītāju vai no tā izgatavotu spoli, šis spēks mēdz virzīties / pagriezt katru vadītāju ar strāvu un visu tinumu.

Zemāk redzamajā attēlā redzams metāla rāmis, caur kuru plūst strāva. Tam piemērotais magnētiskais lauks rada spēku F katra rāmja filiālei, radot rotācijas kustību.

Šis īpašums ir elektriskās un magnētiskās enerģijas mijiedarbība, pamatojoties uz elektromotora spēka radīšanu slēgta vadītāja cilpā, kas ievietots jebkura elektromotora darbā. Tās dizains ietver:

caur kuru elektrisko strāvu plūst. Tas tiek novietots uz īpaša kodola enkura un fiksēts rotācijas gultņos, lai samazinātu berzes spēku pretestību. Šo dizainu sauc par rotoru;

statoru, kas izveido magnētisko lauku, kurš ar elektropārvades līnijām iekļūst elektriskajos krājumos, kas iet caur rotora tinumu apgriezienus;

korpuss, lai novietotu statoru. Korpusa iekšpusē ir izgatavotas speciālas nosēšanās spraugas, kuras iekšpusē ir piestiprinātas rotora gultņu ārējā sprauga.

Visvienkāršākā elektromotora vienkāršoto dizainu var attēlot ar šādu attēlu.

Kad rotors griežas, tiek ģenerēts griezes moments, kura jauda ir atkarīga no ierīces kopējā dizaina, pielietotās elektroenerģijas daudzuma, tā zaudējumu konversijas laikā.

Motora griezes momenta maksimālās iespējamās jaudas vērtība vienmēr ir mazāka nekā tai pielietotā elektriskā enerģija. To raksturo efektivitātes lielums.

Tīklam, kas plūst cauri tinumiem, tie tiek sadalīti DC vai maiņstrāvas motoros. Katrai no šīm divām grupām ir daudz modifikāciju, izmantojot dažādus tehnoloģiskos procesus.

DC motori

Viņiem ir statora magnētiskais lauks, kas izveido pastāvīgi fiksētus pastāvīgus magnētus vai speciālus elektromagnētus ar ierosmes tinumiem. Armatūras vijums ir stingri uzstādīts uz vārpstas, kas ir fiksēts gultņos un var brīvi pagriezties ap savu asi.

Šāda motora galvenā ierīce ir parādīta attēlā.

Feromagnētisko materiālu armatūras pamatā ir tinums, kas sastāv no divām sērijveidā savienotām daļām, kuras vienā galā ir savienotas ar vadošajām kolektoru plāksnēm un ir savienotas ar otru. Divas no grafīta izgatavotas sukas atrodas diametrāli pretējā galā un ir nospiests pret kolektoru plākšņu kontaktspraudņiem.

Pastāvīgā strāvas avota pozitīvais potenciāls tiek novadīts uz modeles apakšējās slota un negatīvs pret augšējo. Teknes virzienu, kas plūst caur vijumu, norāda ar punktētu sarkanu bultiņu.

Pašreizējais izraisa ziemeļpola magnētisko lauku armatūras apakšējā kreisajā daļā un dienvidu polei augšējā labajā pusē (augšpusē). Tas noved pie rotora stabu atgrūšanās no tā paša nosaukuma stacionāriem un pie statora pretējās puses. Pieejamā spēka rezultātā rodas rotācijas kustība, kuras virzienu norāda brūna bulta.

Turpmāk rotējot armatūru pēc inerces, stabi tiek pārvietoti uz citām kolektoru plāksnēm. Pašreizējā virziens uz tiem ir mainīts. Rotors turpina pagriezties tālāk.

Šādas kolektoru ierīces vienkāršais dizains rada lielus elektroenerģijas zudumus. Līdzīgi dzinēji strādā vienkāršā dizaina vai bērnu rotaļlietu ierīcēs.

DC motori, kas iesaistīti ražošanas procesā, ir sarežģītāka struktūra:

tinumu sadala nevis divās, bet vairākās daļās;

katra vijuma daļa ir montēta pie tā statņa;

kolektoru ierīce ir izgatavota no noteiktu skaitu spilvenu tinumu sekciju skaitam.

Rezultātā katra pola gludu savienojumu izveido ar savām kontaktplāksnēm uz sukām un strāvas avotu, un tiek samazināta elektroenerģijas zudums.

Šādas enkura ierīce ir parādīta attēlā.

Ar DC elektromotoriem rotora rotācijas virzienu var mainīt. Lai to izdarītu, ir pietiekami mainīt pašreizējo kustību tinumā pret pretējo polaritātes maiņu avotā.

Maiņstrāvas motori

Tie atšķiras no iepriekšējiem modeļiem, jo ​​to tinumā plūstošā elektriskā strāva ir aprakstīta saskaņā ar sinusoidālo harmonisko likumu, kas periodiski maina tā virzienu (zīmi). To barošanas spriegums tiek piegādāts no maiņstrāvas ģeneratoriem.

Šo dzinēju statoru veic magnētisks vadītājs. Tas ir izgatavots no feromagnētiskām plāksnēm ar rievām, kurās tinumi novietoti ar rāmja (spoļu) konfigurāciju.

Zemāk redzamajā attēlā parādīts vienfāzes maiņstrāvas motora darbības princips ar rotora un statora elektromagnētisko lauku sinhrono rotāciju.

Statora magnētiskās ķēdes spraugās pa diametriski pretējiem galiem tiek novietoti tinumu vadītāji, kas ir shēmas veidā rāmja formā, caur kuru plūst maiņstrāva.

Aplūkojiet lietu uz brīdi, kas atbilst pussvilnas pozitīvās daļas pārejai.

Gultņu gredzenos brīvi rotē rotoru ar pastāvīgi uzstādītu magnētu, ar izteiktu ziemeļu "N mutē" un dienvidu "S mutē" stabu. Ja statora tinumā plūst pozitīvs plūsmas pusplūsmas viļņojums, tajā izveido magnētisko lauku ar poliem "S st" un "N st".

Mijiedarbības spēki rodas starp rotora un statora magnētiskajiem laukiem (piemēram, polu atgrūž un atšķirībā no tiem piesaista), kas parasti pārvērš elektromotora armatūru no patvaļīgas pozīcijas līdz galīgajam, kad pretēji atrodas viens pret otru.

Ja ņemam vērā to pašu gadījumu, bet laika brīdī, kad reverss plūst cauri rāmja vadītājam - negatīvam strāvas pusei, armatūras rotācija notiks pretējā virzienā.

Lai statora rotoram nodrošinātu nepārtrauktu kustību, nav izveidots neviens tinuma rāmis, bet zināms skaits no tiem, tāpēc katram no tiem ir darbināti no atsevišķa strāvas avota.

Trīsfāzu maiņstrāvas motoru darbības princips ar sinhronu rotora un statora elektromagnētisko lauku rotāciju ir parādīts nākamajā attēlā.

Šajā struktūrā statora magnētiskās ķēdes iekšpusē ir uzstādīti trīs tinumi A, B un C, kas savstarpēji tiek nobīdīti 120 grādu leņķos. Aptinums A ir iezīmēts dzeltenā krāsā, B zaļā krāsā un C sarkanā krāsā. Katrs vijums ir izgatavots tādos pašos rāmjos, kā iepriekšējā gadījumā.

Attēlā katram gadījumam pašreizējais iziet cauri tikai vienai uztīšanai virzienā uz priekšu vai atpakaļ, ko norāda ar "+" un "-" zīmēm.

Ar pozitīvo pussvilnu pāreju A fāzē virzienā uz priekšu rotora lauka ass sāk horizontāli, jo statora magnētiskie polisti tiek veidoti šajā plaknē un piesaista kustīgo enkuju. Atšķirībā no rotora virzieniem ir tendence vērsties pie statora poliem.

Kad pozitīvais pusvilnis nonāk C fāzē, enkurs pagriežas par 60 grādiem pulksteņrādītāja virzienā. Pēc tam, kad strāva tiek uzlikta fāzei B, parādīsies analoga rotācija armatūrai. Katra secīgā plūsma nākošās uztīšanas nākamajā fāzē rotē rotoru.

Ja trīs fāžu tīkla spriegums tiek novirzīts ar 120 grādu leņķi, katram tinumam tiek izmantoti cirkulējoši strāvu pārveidotāji, kas atslābina armatūru un izveido sinhrono rotāciju ar piegādāto elektromagnētisko lauku.

Tas pats mehāniskais dizains tiek sekmīgi izmantots trīsfāzu stepper motorā. Tikai katrā vijumā, izmantojot īpaša kontrollera (pakāpju motora vadītāja) vadību, DC impulsus pieliek un noņem saskaņā ar iepriekš aprakstīto algoritmu.

Sākot no tiem, sākas rotācijas kustība, un pārtraukšana noteiktā laika brīdī nodrošina vārpstas un apstāšanās dozētu rotāciju pēc ieprogrammētā leņķa, lai veiktu noteiktas tehnoloģiskās darbības.

Abās aprakstītajās trīsfāžu sistēmās var mainīt armatūras rotācijas virzienu. Lai to paveiktu, jums vienkārši ir jāmaina fāžu "A" - "B" - "C" pārmaiņas uz citu, piemēram, "A" - "C" - "B".

Rotora rotācijas ātrumu regulē perioda T ilgums. Tās samazināšana nodrošina rotācijas paātrinājumu. Sfēras strāvas amplitūdas pakāpe fāzē ir atkarīga no tinuma iekšējās pretestības un tai pielietotā sprieguma vērtības. Tas nosaka elektromotora griezes momenta un jaudas lielumu.

Šiem motora modeļiem ir tāda pati statora magnētiskā ķēde ar tinumiem, kā agrāk izskatītajos vienfāzes un trīsfāzu modeļos. Viņi sauc savu nosaukumu, jo asinhronā armatūras un statora elektromagnētisko lauku rotācija. To dara, uzlabojot rotora konfigurāciju.

Tās kodols ir samontēts no elektrisko tērauda marku plāksnēm ar rievām. Tos ir piestiprināti alumīnija vai vara strāvas vadi, kas armatūras galos ir noslēgti ar vadošiem gredzeniem.

Statora tinumiem uzliekot spriegumu, rotora tinumā inducē elektrisko strāvu ar elektromotora spēku un izveido armatūras magnētisko lauku. Šo elektromagnētisko lauku mijiedarbība sākas ar motora vārpstas rotāciju.

Šajā projektā rotora kustība ir iespējama tikai pēc tam, kad statorā ir radies rotējošs elektromagnētiskais lauks, un tas turpinās asinhronā darbības režīmā ar to.

Asinhronie motori ir vienkāršāki dizainā. Tāpēc tie ir lētāki un tiek plaši izmantoti rūpnieciskajās iekārtās un sadzīves ierīcēs.

Sprādziendrošs ABB elektromotors

Daudzi darba mehānismi, kas darbojas ar rūpnieciskiem mehānismiem, vienā plaknē veic slīdošās vai translācijas kustības, kas nepieciešamas metālapstrādes mašīnu, transportlīdzekļu, āmuru pūšņu vadīšanai pāļi...

Šādu konstrukciju apgrūtina šāda darba ķermeņa pārvietošana ar pārnesumkārbu, lodīšu skrūvju, drošības jostu piedziņu un līdzīgām mehāniskām ierīcēm no rotējoša elektromotora. Mūsdienīgs šīs problēmas tehniskais risinājums ir lineārā elektromotora darbināšana.

Tajā stators un rotors ir izstiepti sloksnēs, nevis kā gredzeni, kā rotējošos elektromotoros.

Darbības princips ir virzīšanas rotora ritošā virziena ritošā virziena pārvietošana elektromagnētiskās enerģijas pārnešanas dēļ no stacionāra stacionāra ar noteiktu garumu neslēgtu magnētisko ķēdi. Tajā tiek izveidots darbs ar magnētisko lauku, pārmaiņus ieslēdzot strāvu.

Tas darbojas ar armatūras tinumu ar kolektoru. Spēki, kas rodas šādā dzinējā, rotoru pārvieto tikai lineāro virzienā gar vadošajiem elementiem.

Lineārie motori ir paredzēti darbam ar tiešu vai mainīgu strāvu, tie var darboties sinhronā vai asinhronā režīmā.

Mēs saprotam elektromotoru darbības principus: dažādu veidu priekšrocības un trūkumi

Elektromotori ir ierīces, kurās elektriskā enerģija tiek pārveidota par mehānisko enerģiju. To darbības princips ir balstīts uz elektromagnētiskās indukcijas fenomenu.

Tomēr veidi, kā magnētiskie lauki mijiedarbojas, piespiežot motora rotatoru rotēt, ievērojami atšķiras atkarībā no barošanas sprieguma veida - mainīgas vai pastāvīgas.

Sprieguma motora darbība un darbības princips

Līdzstrāvas motora darbības princips ir balstīts uz to, ka tiek pielocīti līdzīgi pastāvīgo magnētu polisti un piesaistīti pretēji. Izgudrojuma prioritāte pieder krievu inženierim B. S. Jacobi. Pirmais DC motora rūpnieciskais modelis tika izveidots 1838. gadā. Kopš tā laika tā dizains nav būtiski mainījies.

Mazjaudas DC motoros viens no magnētiem ir fiziski esošs. Tas ir pievienots tieši mašīnu korpusam. Otrais tiek izveidots armatūras tinumā pēc tam, kad tam ir pievienots līdzstrāvas avots. Lai to izdarītu, izmantojiet īpašu ierīci - savācēju-suku ierīci. Paņēmējs pats ir vadošs gredzens, kas piestiprināts pie motora vārpstas. Armatūras tinumu gali ir savienoti ar to.

Lieljaudas dzinējos fiziski esošie magnēti netiek izmantoti lielā svara dēļ. Lai izveidotu pastāvīgu statora magnētisko lauku, tiek izmantoti vairāki metāla stieņi, no kuriem katram ir savs ar dzīslu, kas savienots ar pozitīvo vai negatīvo strāvas vada kopni. Viena un tā paša nosaukuma statņi ir savstarpēji savienoti.

Motora korpusā esošo polu pāru skaits var būt viens vai četri. Savācēja armatūrai jāsaskan kolektoru suku skaits.

Lieljaudas elektromotoriem ir daudz konstruktīvu triku. Piemēram, pēc dzinēja iedarbināšanas un ar slodzes izmaiņām kolektoru sukas mezgls tiek pārvietots ar noteiktu leņķi pret vārpstas rotāciju. Tādējādi tiek kompensēta "armatūras reakcijas" ietekme, kas noved pie vārpstas bremzēšanas un elektriskās mašīnas efektivitātes samazināšanās.

Pastāv arī trīs shēmas DC motora pievienošanai:

  • ar paralēlu ierosmi;
  • konsekventa;
  • jaukts

Paralēlā ierosme ir tad, kad paralēli armatūras tinumam tiek ieslēgts vēl viens neatkarīgs, parasti regulējams (reostats).

Secīgi - papildu tinumu sērijveidā pievieno armatūras barošanas ķēdei. Šis savienojuma veids tiek izmantots, lai ievērojami palielinātu motora rotācijas spēku īstajā laikā. Piemēram, sākot vilcienus.

Līdzstrāvas motoriem ir iespēja vienmērīgi pielāgot rotācijas ātrumu, tāpēc tos izmanto kā vilces elektriskajos transportlīdzekļos un celšanas aprīkojumā.

Maiņstrāvas motori - kāda ir atšķirība?

AC motora darbības ierīce un princips, lai izveidotu griezes momentu, ietver rotējoša magnētiskā lauka izmantošanu. To izgudrotājs ir krievu inženieris M. O. Dolivo-Dobrovolsky, kas 1890. gadā izveidoja pirmo motora industriālo dizainu un bija triju fāžu maiņstrāvas teorijas un tehnoloģijas dibinātājs.

Rotējošais magnētiskais lauks rodas motora trīs statora tinumos, tiklīdz tie ir pievienoti barošanas sprieguma ķēdei. Šāda elektromotora rotoram tradicionālajā darbībā nav tinumu un ir, rupji runājot, dzelzs gabals, kaut kas līdzīgs vāveres ritenim.

Statora magnētiskais lauks izraisa strāvas rašanos rotorā un ļoti lielu, jo tā ir īssavienojuma struktūra. Šī strāva izraisa tā paša sava armatūras lauka parādīšanos, kas "ieslēdz" ar statora virpuļveida magnētisko sviedru un izraisa motora vārpstas rotāciju vienā virzienā.

AC motora darbībai ar tradicionālu īsslēgtu rotoru ir ļoti lielas starta strāvas. Iespējams, ka daudzi no jums to pamanīja - kad sākat kvēlspuldzes dzinējus, tie maina spīduma spilgtumu. Tāpēc lieljaudas elektromašīnās tiek izmantots fāzes rotors - uz tā ir piestiprināti trīs "staru" savienojumi.

Armatūras tinumi nav pievienoti elektrotīklam un ir savienoti ar startera rezistoru, izmantojot kolektoru un suku bloku. Šāda dzinēja ieslēgšanās process ir savienojums ar piegādes tīklu un pakāpeniski samazina līdz pat nulles spēka pretestību armatūras ķēdē. Elektromotors gludi un bez pārslodzes ieslēdzas.

Asinhrono dzinēju izmantošanas iespējas vienfāzes shēmā

Neskatoties uz to, ka staktora rotējošais magnētiskais lauks ir visvieglāk nokļuvis no trīsfāzu sprieguma, asinhronā elektromotora darbības princips ļauj tam darboties no vienfāzes mājsaimniecības tīkla, ja tiek veiktas dažas izmaiņas to konstrukcijā.

Lai to izdarītu, uz statora jābūt diviem tinumiem, no kuriem viens ir "sākums". Tā strāva tajā tiek pārvietota fāzē par 90 °, jo ķēdē tiek ievadīta reaktīva slodze. Visbiežāk izmanto šo kondensatoru.

Darbojas no mājsaimniecības kontaktligzdas, jūs varat un rūpniecisko trīsfāzu motoru. Lai to paveiktu, savā kastītes kastē ir savienoti divi tinumi, un šajā kontūrā tiek ieslēgts kondensators. Pamatojoties uz asinhrono elektromotoru, kas darbināti no vienfāzes ķēdes, darbības principu, jāatzīmē, ka tiem ir zemāka efektivitāte un tie ir ļoti jutīgi pret pārslodzēm.

Universālie kolektoru dzinēji - darbības princips un īpašības

Maza jaudas mājsaimniecības elektroinstrumentiem, kuriem nepieciešama zemāka sākuma strāva, liels griezes moments, liels griešanās ātrums un vienmērīgas regulēšanas iespējas, tiek izmantoti tā sauktie universālie kolektori. Pēc konstrukcijas tie ir līdzīgi kā līdzstrāvas motori ar secīgu ierosmi.

Šādos dzinējos statora magnētiskais lauks tiek ģenerēts barošanas sprieguma dēļ. Tikai magnētisko serdeņu dizains ir nedaudz modificēts - tas nav izliekts, bet cipars, kas ļauj samazināt magnetizācijas maiņu un sildīšanu ar Foucault strāvu. Sērijveida induktivitāte, kas savienota ar armatūras ķēdi, ļauj mainīt statora un armatūras magnētiskā lauka virzienu tajā pašā virzienā un tajā pašā fāzē.

Magnētiskā lauka gandrīz pilnīga sinhronizācija ļauj motoram iegūt impulsu pat ar ievērojamu slodzi uz vārpstu, kas ir vajadzīgs, lai darbotos sējmašīnas, rotējoši āmuri, putekļu sūcēji, "bulgāri" vai pulēšanas mašīnas.

Ja šādā dzinējā piegādes ķēdē ir iekļauts regulējams transformators, tad tā rotācijas frekvenci var pakāpeniski mainīt. Taču virzienu, kad baro no maiņstrāvas ķēdes, nekad nevar mainīt.

Elektrodzinējiem ir visaugstākā efektivitāte (vairāk nekā 80%) no visām cilvēka radītajām ierīcēm. Viņu izgudrojums 19. gadsimta beigās var tikt uzskatīts par kvalitatīvu civilizāciju, jo bez tiem nav iespējams iedomāties mūsdienu sabiedrības dzīvi, kuras pamatā ir augstās tehnoloģijas, un kaut kas vēl efektīvāks vēl nav izgudrots.

Ierīce un elektromotora darbības princips

Elektromotors ir elektriskā ierīce, kas pārveido elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Mūsdienās elektromotori plaši tiek izmantoti rūpniecībā dažādu mašīnu un mehānismu vadīšanai. Mājā tie ir uzstādīti veļas mazgājamā mašīnā, ledusskapī, sulu spiedē, pārtikas pārstrādātājā, ventilatoros, elektriskajos skuvekļos utt. Elektriskie motori, kas iedarbojas kustībā, ierīces un ar to saistītie mehānismi.

Šajā rakstā es runāšu par visbiežāk izmantotajiem maiņstrāvas elektromotoru tipiem un principiem, ko plaši izmanto garāžā, mājsaimniecībā vai darbnīcā.

Kā strādā elektromotors

Motors ir balstīts uz Michael Faraday atklāto sekas 1821. gadā. Viņš atklāja, ka elektriska strāvas mijiedarbībā diriģents un magnēts var pastāvīgi rotēt.

Ja rāmi novieto vertikālā magnētiskajā laukā vienādā stāvoklī un caur to izplūst strāva, tad apkārt elektromagnētiskajam laukam rodas vadītājs, kas mijiedarbosies ar magnētu poliem. No viena rāmja tiks atvilkta, bet otra tiks piesaistīta.

Tā rezultātā rāmis pagriezīsies uz horizontālu pozīciju, kurā magnētiskā lauka ietekme uz vadītāju būs nulle. Lai rotācija turpinātos, jums vajadzētu pievienot citu rāmi leņķī vai mainīt pašreizējā rādītāja virzienu atbilstošajā brīdī.

Attēlā tas tiek izdarīts, izmantojot divus pusi gredzenus, kas no akumulatora savieno kontaktplāksnes. Tā rezultātā pēc pusi pagrieziena, mainās polaritāte un rotācija turpinās.

Mūsdienu elektromotoros pastāvīgo magnētu vietā induktīvās spoles vai elektromagnēti tiek izmantoti, lai izveidotu magnētisko lauku. Ja jūs izjaucat jebkuru motoru, tad redzēsiet izolācijas lakas pārklājumu ar brūces stiepli. Šīs spoles ir elektromagnēts vai, kā to sauc par ierosmes tinumu.

Ikdienas dzīvē vieni un tie paši pastāvīgie magnēti tiek lietoti bērnu rotaļlietās uz baterijām.

Citos, jaudīgākos motoros tiek izmantoti tikai elektromagnēti vai tinumi. Rotējošo daļu ar tiem sauc par rotoru, un fiksētā daļa ir stators.

Elektrodzinēju veidi

Šodien ir diezgan daudz dažādu konstrukciju un tipu elektromotoru. Tos var iedalīt pēc elektroapgādes veida:

  1. Maiņstrāvas barošana tieši no elektrotīkla.
  2. DC, ko darbina baterijas, akumulatori, barošanas bloki vai citi līdzstrāvas avoti.

Saskaņā ar darba principu:

  1. Sinhronas, kurās ir rotora uzgaļi un suku mehānisms, lai tos piegādātu ar elektrisko strāvu.
  2. Asinhronais, vienkāršākais un visizplatītākais motora veids. Viņiem nav suku un tinumu uz rotora.

Sinhronais motors sinhroni rotē ar tā rotējošu magnētisko lauku, un ar asinhronu motoru rotors rotē lēnāk nekā rotējošais magnētiskais lauks statorā.

Darbības princips un ierīces asinhronais motors

Asinhronā motora gadījumā statora tinumi ir sakrauti (380 voltiem - 3), kas rada rotējošu magnētisko lauku. Viņu savienojuma gali tiek parādīti īpašā termināla blokā. Tinumi ir atdzesēti, jo ventilators ir uzstādīts uz vārpstas elektromotora galā.

Rotors, kas ir būvēts ar vārpstu, ir izgatavots no metāla stieņiem, kas abās pusēs ir savstarpēji aizvērti, tāpēc to sauc par īssavienojumu.
Pateicoties šim projektam, tiek likvidēta nepieciešamība regulāri regulāri uzturēt un nomainīt strāvas padeves otas, kā arī palielināt uzticamību, izturību un uzticamību.

Kā parasti, asinhronā motora lūzuma galvenais iemesls ir to gultņu nodilums, kuros vārpsta rotē.

Darbības princips. Lai asinhronais motors darbotos, rotoram jābūt rotētam lēnāk nekā statora elektromagnētiskais lauks, kā rezultātā elektromotors tiek inducēts (elektriskā strāva) rotorā. Šeit svarīgs nosacījums ir tāds, ka, ja rotors pagriež ar tādu pašu ātrumu kā magnētiskais laukums, tad saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas likumu tajā nebūs EMF, un tādēļ nebūtu rotācijas. Bet patiesībā, pateicoties gultņu beramībai vai slodzei uz vārpstu, rotors vienmēr pagriezīsies lēnāk.

Magnētiskie polisti nemitīgi rotē motora tinumos, un rotora strāvas virziens nepārtraukti mainās. Vienā brīdī, piemēram, strāvas virziens statorā un rotora tinumos tiek parādīts shematiski krustu formā (mūsdienu plūsmas no mums) un punkti (plūsma uz mums). Tiek attēlots rotējošais magnētiskais lauks, ko attēlo ar punktētu līniju.

Piemēram, kā darbojas cirkulārā zāģa. Viņas vislielākais apgrozījums nav slodze. Bet, tiklīdz mēs sāktu griešanu dēlī, rotācijas ātrums samazinās un tajā pašā laikā rotors sāk rotēt lēnāk attiecībā pret elektromagnētisko lauku un, saskaņā ar elektrotehnikas likumiem, tas sāk izraisa vēl lielāku EMF vērtību. Motora patēriņš pieaug, un tas sāk strādāt pie jaudas. Ja slodze uz vārpstas ir tik liela, ka tā apstājas, tad var rasties īssavienojuma rotora bojājums, jo tajā radītā EMS ir maksimālā vērtība. Tāpēc ir svarīgi izvēlēties dzinēju, piemērotu jaudu. Ja mēs uzņemsim vairāk, tad enerģijas patēriņš būs nepamatots.

Rotora rotācijas ātrums ir atkarīgs no stabu skaita. Pie 2 poliem rotācijas ātrums būs vienāds ar magnētiskā lauka rotācijas ātrumu, kas ir vienāds ar 3000 apgriezieniem sekundē tīkla frekvencē 50 Hz. Lai pa pusi samazinātu ātrumu, statora stabu skaits ir jāpalielina līdz četriem.

Būtisks asinhrono dzinēju trūkums ir tāds, ka tos baro, lai pielāgotu vārpstas griešanās ātrumu tikai mainot elektriskās strāvas frekvenci. Tāpēc nav iespējams panākt vienmērīgu vārpstas rotācijas biežumu.

Darbības princips un sinhronā AC motora ierīce

Šis elektromotora veids tiek izmantots ikdienas dzīvē, kur nepieciešams pastāvīgs griešanās ātrums, tā pielāgošanas iespēja, kā arī, ja nepieciešams rotācijas ātrums pārsniedz 3000 apgriezienus minūtē (tas ir maksimālais asinhronais).

Sinhronie dzinēji ir uzstādīti elektroinstrumentā, putekļsūcēju, veļas mašīnā utt.

Sinhronā AC motora gadījumā ir tinumi (3 attēlā), kas arī ir uzmontēti uz rotora vai enkuru (1). Viņu vadi tiek pielodēti kolektoru gredzena vai kolektora (5) sektoros, uz kuriem tiek pielietots spriegums, izmantojot grafīta sukas (4). Pie kādiem secinājumiem atrodas tā, lai sukas vienmēr piegādātu spriegumu vienam pārim.

Biežākās kolektoru dzinēju kļūdas ir:

  1. Slikta saskare izzudusi, pateicoties spiediena atsperes vājumam.
  2. Kolektora piesārņojums. Notīriet ar spirtu vai nulles smilšpapīru.
  3. Gultņu nodilums

Darbības princips. Elektromotora griezes moments ir radies mijiedarbības rezultātā starp armatūras strāvu un magnētisko plūsmu ierosmes tinumā. Mainoties maiņstrāvas virzienam, mainās arī magnētiskā plūsmas virziens vienlaikus korpusā un enkurs, tādējādi rotācija vienmēr būs vienā virzienā.

Rotācijas ātruma regulēšana tiek mainīta, mainot piegādātā sprieguma lielumu. Urbjos un putekļsūcējos tiek izmantots reostats vai mainīga pretestība.

Rotācijas virziena maiņa ir tāda pati kā uz līdzstrāvas motoriem, ko es apspriedīšu nākamajā rakstā.

Darbības princips un elektromotora ierīce

Jebkurš elektromotors ir konstruēts, lai veiktu mehānisku darbu, pateicoties tam patērētās elektroenerģijas patēriņam, ko parasti pārvērš rotācijas kustībā. Kaut arī tehnikā ir modeļi, kas nekavējoties rada darba ķermeņa pārejas kustību. Tos sauc par lineāriem motoriem.

Rūpnieciskajās iekārtās elektromotori darbina dažādas mašīnas un mehāniskās iekārtas, kas iesaistītas ražošanas procesā.

Iekšējā sadzīves tehnika, elektromotori strādā veļas mašīnās, putekļsūcējos, datoros, matu žāvētājos, bērnu rotaļlietās, pulksteņos un daudzās citās ierīcēs.

Pamata fiziskie procesi un darbības princips

Elektrisko strāvu magnētiskajā laukā, ko sauc par elektriskām strāvām, vienmēr ietekmē mehāniskais spēks, kas parasti novirza virzienu plaknē, kas ir perpendikulāra magnētiskās lauka līniju orientācijai. Ja elektriskā strāva iet caur metāla vadītāju vai no tā izgatavotu spoli, šis spēks mēdz virzīties / pagriezt katru vadītāju ar strāvu un visu tinumu.

Zemāk redzamajā attēlā redzams metāla rāmis, caur kuru plūst strāva. Tam piemērotais magnētiskais lauks rada spēku F katra rāmja filiālei, radot rotācijas kustību.

Šis īpašums ir elektriskās un magnētiskās enerģijas mijiedarbība, pamatojoties uz elektromotora spēka radīšanu slēgta vadītāja cilpā, kas ievietots jebkura elektromotora darbā. Tās dizains ietver:

caur kuru elektrisko strāvu plūst. Tas tiek novietots uz īpaša kodola enkura un fiksēts rotācijas gultņos, lai samazinātu berzes spēku pretestību. Šo dizainu sauc par rotoru;

statoru, kas izveido magnētisko lauku, kurš ar elektropārvades līnijām iekļūst elektriskajos krājumos, kas iet caur rotora tinumu apgriezienus;

korpuss, lai novietotu statoru. Korpusa iekšpusē ir izgatavotas speciālas nosēšanās spraugas, kuras iekšpusē ir piestiprinātas rotora gultņu ārējā sprauga.

Visvienkāršākā elektromotora vienkāršoto dizainu var attēlot ar šādu attēlu.

Kad rotors griežas, tiek ģenerēts griezes moments, kura jauda ir atkarīga no ierīces kopējā dizaina, pielietotās elektroenerģijas daudzuma, tā zaudējumu konversijas laikā.

Motora griezes momenta maksimālās iespējamās jaudas vērtība vienmēr ir mazāka nekā tai pielietotā elektriskā enerģija. To raksturo efektivitātes lielums.

Tīklam, kas plūst cauri tinumiem, tie tiek sadalīti DC vai maiņstrāvas motoros. Katrai no šīm divām grupām ir daudz modifikāciju, izmantojot dažādus tehnoloģiskos procesus.

DC motori

Viņiem ir statora magnētiskais lauks, kas izveido pastāvīgi fiksētus pastāvīgus magnētus vai speciālus elektromagnētus ar ierosmes tinumiem. Armatūras vijums ir stingri uzstādīts uz vārpstas, kas ir fiksēts gultņos un var brīvi pagriezties ap savu asi.

Šāda motora galvenā ierīce ir parādīta attēlā.

Feromagnētisko materiālu armatūras pamatā ir tinums, kas sastāv no divām sērijveidā savienotām daļām, kuras vienā galā ir savienotas ar vadošajām kolektoru plāksnēm un ir savienotas ar otru. Divas no grafīta izgatavotas sukas atrodas diametrāli pretējā galā un ir nospiests pret kolektoru plākšņu kontaktspraudņiem.

Pastāvīgā strāvas avota pozitīvais potenciāls tiek novadīts uz modeles apakšējās slota un negatīvs pret augšējo. Teknes virzienu, kas plūst caur vijumu, norāda ar punktētu sarkanu bultiņu.

Pašreizējais izraisa ziemeļpola magnētisko lauku armatūras apakšējā kreisajā daļā un dienvidu polei augšējā labajā pusē (augšpusē). Tas noved pie rotora stabu atgrūšanās no tā paša nosaukuma stacionāriem un pie statora pretējās puses. Pieejamā spēka rezultātā rodas rotācijas kustība, kuras virzienu norāda brūna bulta.

Turpmāk rotējot armatūru pēc inerces, stabi tiek pārvietoti uz citām kolektoru plāksnēm. Pašreizējā virziens uz tiem ir mainīts. Rotors turpina pagriezties tālāk.

Šādas kolektoru ierīces vienkāršais dizains rada lielus elektroenerģijas zudumus. Līdzīgi dzinēji strādā vienkāršā dizaina vai bērnu rotaļlietu ierīcēs.

DC motori, kas iesaistīti ražošanas procesā, ir sarežģītāka struktūra:

  • tinumu sadala nevis divās, bet vairākās daļās;
  • katra vijuma daļa ir montēta pie tā statņa;
  • kolektoru ierīce ir izgatavota no noteiktu skaitu spilvenu tinumu sekciju skaitam.

Rezultātā katra pola gludu savienojumu izveido ar savām kontaktplāksnēm uz sukām un strāvas avotu, un tiek samazināta elektroenerģijas zudums.

Šādas enkura ierīce ir parādīta attēlā.

Ar DC elektromotoriem rotora rotācijas virzienu var mainīt. Lai to izdarītu, ir pietiekami mainīt pašreizējo kustību tinumā pret pretējo polaritātes maiņu avotā.

Maiņstrāvas motori

Tās atšķiras no iepriekšējām struktūrām, jo ​​to tinumā plūstošā elektriskā strāva aprakstīta sinusoidālās harmonikas likumā. periodiski mainot savu virzienu (zīmi). To barošanas spriegums tiek piegādāts no maiņstrāvas ģeneratoriem.

Šo dzinēju statoru veic magnētisks vadītājs. Tas ir izgatavots no feromagnētiskām plāksnēm ar rievām, kurās tinumi novietoti ar rāmja (spoļu) konfigurāciju.

Zemāk redzamajā attēlā parādīts vienfāzes maiņstrāvas motora darbības princips ar rotora un statora elektromagnētisko lauku sinhrono rotāciju.

Statora magnētiskās ķēdes spraugās pa diametriski pretējiem galiem tiek novietoti tinumu vadītāji, kas ir shēmas veidā rāmja formā, caur kuru plūst maiņstrāva.

Aplūkojiet lietu uz brīdi, kas atbilst pussvilnas pozitīvās daļas pārejai.

Gultņu gredzenos brīvi rotē rotoru ar pastāvīgi uzstādītu magnētu, ar izteiktu ziemeļu "N mutē" un dienvidu "S mutē" stabu. Ja statora tinumā plūst pozitīvs plūsmas pusplūsmas viļņojums, tajā izveido magnētisko lauku ar poliem "S st" un "N st".

Mijiedarbības spēki rodas starp rotora un statora magnētiskajiem laukiem (piemēram, polu atgrūž un atšķirībā no tiem piesaista), kas parasti pārvērš elektromotora armatūru no patvaļīgas pozīcijas līdz galīgajam, kad pretēji atrodas viens pret otru.

Ja ņemam vērā to pašu gadījumu, bet laika brīdī, kad reverss plūst cauri rāmja vadītājam - negatīvam strāvas pusei, armatūras rotācija notiks pretējā virzienā.

Lai statora rotoram nodrošinātu nepārtrauktu kustību, nav izveidots neviens tinuma rāmis, bet zināms skaits no tiem, tāpēc katram no tiem ir darbināti no atsevišķa strāvas avota.

Trīsfāzu maiņstrāvas motoru darbības princips ar sinhronu rotora un statora elektromagnētisko lauku rotāciju ir parādīts nākamajā attēlā.

Šajā struktūrā statora magnētiskās ķēdes iekšpusē ir uzstādīti trīs tinumi A, B un C, kas savstarpēji tiek nobīdīti 120 grādu leņķos. Aptinums A ir iezīmēts dzeltenā krāsā, B zaļā krāsā un C sarkanā krāsā. Katrs vijums ir izgatavots tādos pašos rāmjos, kā iepriekšējā gadījumā.

Attēlā katram gadījumam pašreizējais iet caur tikai vienu aptinumu virzienā uz priekšu vai atpakaļ, ko norāda ar simbolu "+" un "·".

Ar pozitīvo pussvilnu pāreju A fāzē virzienā uz priekšu rotora lauka ass sāk horizontāli, jo statora magnētiskie polisti tiek veidoti šajā plaknē un piesaista kustīgo enkuju. Atšķirībā no rotora virzieniem ir tendence vērsties pie statora poliem.

Kad pozitīvais pusvilnis nonāk C fāzē, enkurs pagriežas par 60 grādiem pulksteņrādītāja virzienā. Pēc tam, kad strāva tiek uzlikta fāzei B, parādīsies analoga rotācija armatūrai. Katra secīgā plūsma nākošās uztīšanas nākamajā fāzē rotē rotoru.

Ja trīs fāžu tīkla spriegums tiek novirzīts ar 120 grādu leņķi, katram tinumam tiek izmantoti cirkulējoši strāvu pārveidotāji, kas atslābina armatūru un izveido sinhrono rotāciju ar piegādāto elektromagnētisko lauku.

Tas pats mehāniskais dizains tiek sekmīgi izmantots trīsfāzu stepper motorā. Tikai katrā vijumā, izmantojot īpaša kontrollera (pakāpju motora vadītāja) vadību, DC impulsus pieliek un noņem saskaņā ar iepriekš aprakstīto algoritmu.

Sākot no tiem, sākas rotācijas kustība, un pārtraukšana noteiktā laika brīdī nodrošina vārpstas un apstāšanās dozētu rotāciju pēc ieprogrammētā leņķa, lai veiktu noteiktas tehnoloģiskās darbības.

Abās aprakstītajās trīsfāžu sistēmās var mainīt armatūras rotācijas virzienu. Lai to paveiktu, jums vienkārši ir jāmaina fāžu "A" - "B" - "C" pārmaiņas uz citu, piemēram, "A" - "C" - "B".

Rotora rotācijas ātrumu regulē perioda T ilgums. Tās samazināšana nodrošina rotācijas paātrinājumu. Sfēras strāvas amplitūdas pakāpe fāzē ir atkarīga no tinuma iekšējās pretestības un tai pielietotā sprieguma vērtības. Tas nosaka elektromotora griezes momenta un jaudas lielumu.

Šiem motora modeļiem ir tāda pati statora magnētiskā ķēde ar tinumiem, kā agrāk izskatītajos vienfāzes un trīsfāzu modeļos. Viņi sauc savu nosaukumu, jo asinhronā armatūras un statora elektromagnētisko lauku rotācija. To dara, uzlabojot rotora konfigurāciju.

Tās kodols ir samontēts no elektrisko tērauda marku plāksnēm ar rievām. Tos ir piestiprināti alumīnija vai vara strāvas vadi, kas armatūras galos ir noslēgti ar vadošiem gredzeniem.

Statora tinumiem uzliekot spriegumu, rotora tinumā inducē elektrisko strāvu ar elektromotora spēku un izveido armatūras magnētisko lauku. Šo elektromagnētisko lauku mijiedarbība sākas ar motora vārpstas rotāciju.

Šajā projektā rotora kustība ir iespējama tikai pēc tam, kad statorā ir radies rotējošs elektromagnētiskais lauks, un tas turpinās asinhronā darbības režīmā ar to.

Asinhronie motori ir vienkāršāki dizainā. Tāpēc tie ir lētāki un tiek plaši izmantoti rūpnieciskajās iekārtās un sadzīves ierīcēs.

Sprādziendrošs ABB elektromotors

Daudzi darba mehānismi, kas darbojas ar rūpnieciskiem mehānismiem, vienā plaknē veic slīdošās vai translācijas kustības, kas nepieciešamas metālapstrādes mašīnu, transportlīdzekļu, āmuru pūšņu vadīšanai pāļi...

Šādu konstrukciju apgrūtina šāda darba ķermeņa pārvietošana ar pārnesumkārbu, lodīšu skrūvju, drošības jostu piedziņu un līdzīgām mehāniskām ierīcēm no rotējoša elektromotora. Mūsdienīgs šīs problēmas tehniskais risinājums ir lineārā elektromotora darbināšana.

Tajā stators un rotors ir izstiepti sloksnēs, nevis kā gredzeni, kā rotējošos elektromotoros.

Darbības princips ir virzīšanas rotora ritošā virziena ritošā virziena pārvietošana elektromagnētiskās enerģijas pārnešanas dēļ no stacionāra stacionāra ar noteiktu garumu neslēgtu magnētisko ķēdi. Tajā tiek izveidots darbs ar magnētisko lauku, pārmaiņus ieslēdzot strāvu.

Tas darbojas ar armatūras tinumu ar kolektoru. Spēki, kas rodas šādā dzinējā, rotoru pārvieto tikai lineāro virzienā gar vadošajiem elementiem.

Lineārie motori ir paredzēti darbam ar tiešu vai mainīgu strāvu, tie var darboties sinhronā vai asinhronā režīmā.

Lineārā dzinēja trūkumi ir:

zems enerģijas patēriņš.

Pamatjēdzieni

Visizteiktākā magnētiskā parādība - dzelzs gabalu piesaiste ar magnētu - ir bijusi zināma kopš seniem laikiem. Vēl viena ļoti svarīga magnētu iezīme ir to polu klātbūtne: ziemeļu (negatīva) un dienvidu (pozitīva). Savukārt pretējie centri piesaista un vieni - atstāj viens otru.

Magnētisko lauku parasti var attēlot ar līnijām magnētiskās plūsmas formā, kas pārvietojas no ziemeļpola uz dienvidu pole. Dažos gadījumos, lai noteiktu, kur no ziemeļiem, un kur Dienvidu pole, ir diezgan grūti.

Apkārt vadītājam, kad caur to izplūst elektriskā strāva, tiek izveidots magnētiskais lauks. Šo parādību sauc par elektromagnētismu. Fizikālie likumi magnetismam un elektromagnētismam ir vienādi.

Magnētisko lauku ap vadītājiem var uzlabot, tos uztverot uz tērauda serdeņa spolēm. Kad vadītājs tiek uzmontēts uz spoles, visas magnētiskās plūsmas līnijas, kas izveidotas pēc katra pagrieziena, apvienojas un izveido vienotu magnētisko lauku ap spoli.

Jo vairāk kļūst par spoli, jo spēcīgāks ir magnētiskais lauks. Šim laukam ir tādas pašas īpašības kā dabiskajam magnētiskajam laukam, un tāpēc tam ir arī ziemeļu un dienvidu pole.

Motora vārpstas rotācija magnētiskā lauka dēļ. Galvenās motora daļas: stators un rotors.

Elektrodzinēja kustīgā daļa, kas rotē ar motora vārpstu, virzoties kopā ar statora magnētisko lauku.

Fiksēts motora komponents. Tas ietver vairākus tinumus, kuru polaritāte mainās, kad caur tām iziet maiņstrāva (AC). Tādējādi tiek izveidots kombinēts statora magnētiskais lauks.

Magnētiskā lauka rotācija

Magnētisko lauku priekšrocība, ko rada vadošās spoles, ir iespēja mainīt magnēta polus, mainot strāvas virzienu. Šī ir iespēja nomainīt stabi, kurus izmanto, lai pārveidotu elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā.

Vienāds magnētisko polu atgrūž viens otru, pretstatā poliem piesaista cits citu. Varam teikt, ka šo īpašību izmanto, lai radītu nepārtrauktu rotora kustību, izmantojot pastāvīgu staatora polaritātes maiņu. Rotors šeit ir magnēts, kas var pagriezties.

AC maiņstrāvas pāreja

Polaritāte pastāvīgi mainās ar maiņstrāvu (AC). Tālāk mēs redzēsim, kā rotoru aizvieto magnēts, kas rotē zem indukcijas darbības. Mainīgajam strāvajam šeit ir svarīga loma, tādēļ būs noderīgi šeit sniegt īsu informāciju par to:

Saskaņā ar maiņstrāvu tiek saprasts kā elektriskā strāva, periodiski mainot tā virzienu ķēdē tā, lai strāvas vidējā vērtība periodam būtu nulle. Rotējošu magnētisko lauku var izveidot, izmantojot trīsfāžu jaudu. Tas nozīmē, ka stators ir pievienots trīsfāžu maiņstrāvas avotam. Pilnais cikls tiek definēts kā 360 grādu ciklisks. Tas nozīmē, ka katra fāze atrodas 120 grādu leņķī pret otru. Fāzes attēlo kā sinusoidālās līknes, kā parādīts attēlā.

Trīsfāžu maiņstrāva

Trīsfāzu jauda ir nepārtrauktas maiņstrāvas (AC) spriegumu virkne.

Turpmākajās lappusēs paskaidrots, kā rotoris un stators mijiedarbojas, izraisot elektromotora rotāciju.

Skaidrības labad mēs nomainām rotoru ar rotējošu magnētu un statoru ar spolēm. Lapas labajā pusē ir divu polu trīsfāžu elektromotora attēls. Fāzes ir savienotas pa pāriem: spoles A1 un A2 atbilst 1. fāzei, B1 un B2 atbilst 2. fāzei. un 3. atbilst C1 un C2. Kad strāva tiek uzklāta uz statora spoles, viens no tiem kļūst par ziemeļu polu, otra - uz dienvidu pole. Tādējādi, ja A1 ir ziemeļu pols, tad A2 ir dienvidu pole.

Maiņstrāvas barošana

A, B un C fāžu tinumi atrodas 120 grādu leņķī.

Elektrodzinēja stabu skaitu nosaka pēc tinuma lauka krustošanās ar rotora lauku. Šajā gadījumā katrs tinums krustojas divas reizes, tas nozīmē, ka mēs saskaramies ar bipolāru statoru. Tādējādi, ja katra likvidācija parādījās četras reizes, tas būtu četru polu stators utt.

Ja fāzes tinumiem tiek pielietota elektriskā strāva, motora vārpsta sāk rotēt ar ātrumu, kas noteikts pēc polu skaita (jo mazāks ir polu, jo zemāks ir ātrums)

Turpmāk aprakstīts elektriskā motora darbības fiziskais princips (kā rotoris rotē statora iekšpusē). Skaidrības nolūkā nomainiet rotoru ar magnētu. Visas izmaiņas magnētiskajā laukā notiek ļoti ātri, tādēļ mums viss process jāpārtrauc posmos. Ar trīsfāzu maiņstrāvas pāreju caur statora tinumiem tā izveido magnētisko lauku, kā rezultātā rodas mehāniski spēki, piespiežot rotatoru rotēt magnētiskā lauka rotācijas virzienā.

Sākot rotāciju, magnēts seko statora mainīgajam magnētiskajam laukam. Statora lauks tiek mainīts tā, lai rotācija būtu vērsta vienā virzienā.

Mēs iepriekš esam noskaidrojuši, kā stacionārā rotē parasto magnētu. AC motori izmanto rotorus, nevis magnētus. Mūsu modelis ir ļoti līdzīgs reālam rotoram, izņemot to, ka rotors ir polarizēts magnētiskā lauka ietekmē. To izraisa magnētiskā indukcija, kuras dēļ rotora vados tiek inducēta elektriskā strāva.

Pamatā rotors darbojas tāpat kā magnēts. Kad elektromotors ir ieslēgts, strāva iet caur statora tinumu un rada elektromagnētisko lauku, kas rotē virzienā, kas perpendikulārs rotatora tinumiem. Tādējādi rotora tinumos tiek inducēta strāva, kas tad izveido elektromagnētisko lauku ap rotoru un rotora polarizāciju.

Iepriekšējā sadaļā, lai atvieglotu izskaidrot rotora principu, tas būtu jāaizstāj ar magnētu skaidrības labad. Tagad nomainiet magnēta statoru. Indukcija ir parādība, kas rodas, kad diriģents pārvietojas magnētiskajā laukā. Vadītāja relatīvais kustības magnētiskais lauks noved pie tā dēvētajā inducētās elektriskās strāvas parādīšanās. Šī radītā strāva rada magnētisko lauku ap katra rotora vadītāja vijumu. Tā kā trīsfāzu maiņstrāvas barošana izraisa statora magnētiskā lauka rotāciju, rotora inducētais magnētiskais lauks sekos šai rotācijai. Tādējādi motora vārpsta pagriezīsies. AC dzinējus bieži sauc par AC indukcijas motors vai IE (indukcijas motori).

Darbības princips

Indukcijas motori sastāv no rotora un statora.

Statora tinumu strāvas ģenerē fāzes spriegums, kas virzina indukcijas motoru. Šie straumi rada rotējošu magnētisko lauku, ko sauc arī par statora lauku. Statora rotējošo magnētisko lauku nosaka tinumu strāvas un fāzes aptinumu skaits.

Rotējošais magnētiskais lauks veido magnētisko plūsmu. Rotējošais magnētiskais lauks ir proporcionāls spriegumam, un magnētiskā plūsma ir proporcionāla elektriskās strāvai.

Statora rotējošais magnētiskais lauks pārvietojas ātrāk nekā rotors, kas veicina rotora vadu tinumu strāvas indukciju, kā rezultātā rodas rotora magnētiskais lauks. Statora un rotora magnētiskie lauki veido to plūsmas, šīs plūsmas piesaista viena otrai un rada griezes momentu, kas rotoru pagriež. Indukcijas motora principi ir parādīti attēlos labajā pusē.

Tādējādi galvenais AC indukcijas motora komponenti ir rotors un stators. Tie ir veidoti, izmantojot CAD (Computer Aided Design). Tālāk mēs runāsim vairāk par rotora un statora dizainu.

Motora stators

Stators ir elektromotora fiksēta elektriskā sastāvdaļa. Tas ietver vairākus tinumus, kuru polaritāte mainās visu laiku, kad caur tiem šķērso maiņstrāvas (AC). Tādējādi tiek izveidots kombinēts statora magnētiskais lauks.

Visi statori ir uzstādīti rāmī vai korpusā. Grundfos elektromotoru statora korpuss elektromotoriem ar jaudu līdz 22 kW visbiežāk tiek izgatavots no alumīnija, kā arī lielāka jauda - no čuguna - elektromotoriem. Stators pats tiek uzstādīts statora korpusā. Tas sastāv no plastmasas plastmasas ar elektrisko tērauda plāksnīti, kas ietīts ar izolētu vadu. Kodols sastāv no simtiem šādu plākšņu. Kad strāvas padeve tiek veikta, maiņstrāva iet caur tinumiem, radot elektromagnētisko lauku, kas perpendikulārs rotora vadītājiem. Mainīga strāva (AC) izraisa magnētiskā lauka rotāciju.

Statora izolācijai jāatbilst IEC 62114 prasībām, ja tiek sniegtas dažādas aizsardzības klases (temperatūras ziņā) un temperatūras izmaiņas (AT). Grundfos elektromotoriem ir aizsardzības klase F un, kad temperatūra paaugstinās, B klase. Grundfos ražo 2-polu dzinējus līdz 11 kW un 4-polu motorus līdz 5,5 kW. Grundfos pērk jaudīgākus elektromotorus no citiem uzņēmumiem, kuru produktu kvalitāte atbilst Grundfos standartiem. Sūkņiem parasti tiek izmantoti statori ar diviem, četriem un sešiem poliem, jo ​​motora vārpstas rotācijas ātrums nosaka sūkņa spiedienu un plūsmas ātrumu. Jūs varat padarīt statoru strādāt ar dažādiem spriegumiem, frekvencēm un izejas jaudām, kā arī ar mainīgu skaitu stabu.

Elektromotora rotors

Elektromotoros tiek izmantoti tā sauktie "vāveru riteņi" (īsslēgti rotori), kuru dizains atgādina vāveru cilindrus.

Statora rotācijas laikā magnētiskais lauks pāriet perpendikulāri rotora vadu tinumiem; parādās pašreiz. Šī strāva cirkulē caur vadītāju tinumiem un izveido magnētiskos laukus ap katru rotora vadītāju. Tā kā statora magnētiskais lauks pastāvīgi mainās, arī mainās rotora lauks. Šī mijiedarbība izraisa rotora kustību. Tāpat kā stators, rotors ir izgatavots no elektrības tērauda plāksnēm. Bet atšķirībā no statora, ar vara stiepļu tinumiem, rotora tinumi ir izgatavoti no lietotā alumīnija vai silumīna, kas darbojas kā vadītāji.

Asinhronie elektromotori

Iepriekšējās sadaļās mēs apspriedām, kāpēc maiņstrāvas motorus sauc arī par indukcijas motoriem vai vāveres riteņu tipa motoriem. Tālāk mēs paskaidrosim, kāpēc tos sauc arī par asinhronajiem elektromotoriem. Šajā gadījumā ņem vērā koeficientu starp polu skaitu un elektromotora rotora apgriezienu skaitu.

Magnētiskā lauka rotācijas biežums tiek uzskatīts par sinhrono rotācijas frekvenci (Ns). Sinhrono ātrumu var aprēķināt šādi: tīkla frekvence (F), kas reizināta ar 120 un dalīta ar polu skaitu (P).

Ja, piemēram, tīkla frekvence ir 50 Hz, tad 2-polu elektromotora sinhronais griešanās ātrums ir 3000 min-1.

Sinhronais ātrums samazinās, palielinoties stabu skaitam. Zemāk redzamajā tabulā parādīti sinhronie ātrumi dažādiem stabu skaitļiem.

Sinhronais ātrums dažādam stabu skaitam

Elektromotora darbības princips

Elektromotors ir ierīce, kuras darbības princips ir elektriskās enerģijas pārvēršana mehāniskajā enerģijā. Šāda transformācija tiek izmantota, lai iedarbinātu visu veidu iekārtas, sākot ar vienkāršāko darba aprīkojumu līdz automašīnām. Tomēr, ņemot vērā visas enerģijas pārveidošanas lietderību un produktivitāti, šajā īpašumā ir neliela blakusiedarbība, kas izpaužas kā palielināta siltuma ražošana. Tāpēc elektromotori ir aprīkoti ar papildu aprīkojumu, kas spēj to atdzist un ļauj darboties nepārtraukti.

Galvenie funkcionālie elementi

Jebkurš elektromotors sastāv no diviem pamata elementiem, no kuriem viens ir fiksēts, šādu elementu sauc par statoru. Otrais elements ir pārvietojams, šo motora daļu sauc par rotoru. Elektromotora rotoru var izgatavot divās versijās, proti, tas var būt īssavienojums un ar tinumu. Lai gan pēdējais veids šodien ir diezgan reti, jo tagad ierīces, piemēram, frekvences pārveidotāji, tiek plaši izmantotas.

Elektromotora ekspluatācijas princips ir balstīts uz šādu darba posmu īstenošanu. Ieslēdzot, statora magnētiskais lauks sāk statora griešanos. Tas darbojas uz statora tinumu, kurā rodas indukcijas veida strāva. Saskaņā ar Amperes likumu, strāva sāk darboties pie rotora, kas saskaņā ar šo darbību sāk rotāciju. Pati rotora ātrums tieši atkarīgs no tā, cik lielā mērā notiek darbības plūsma, kā arī par to, cik daudz polu rodas.

Šķirnes un veidi

Līdz šim visizplatītākie ir magnetoelektriskā tipa dzinēji. Ir arī elektromotoru tips, ko sauc par histerēzi, bet tie nav izplatīti. Pirmā magnetoelektriskā tipa elektromotoru veidu var tālāk iedalīt divos apakštipos, proti, līdzstrāvas motori un maiņstrāvas motori.

Pirmā dzinēja tips veic savu darbu no DC, šāda veida elektromotori tiek izmantoti, kad rodas vajadzība pielāgot ātrumu. Šīs korekcijas tiek veiktas, mainot armatūras spriegumu. Tomēr tagad ir liela izvēle visu veidu frekvenču pārveidotājiem, tāpēc šie dzinēji sāka izmantot mazāk un mazāk.

Maiņstrāvas motori attiecīgi darbojas, izmantojot mainīga tipa strāvu. Tam ir arī sava klasifikācija, un dzinēji ir sadalīti sinhronā un asinhronā režīmā. Viņu galvenā atšķirība ir nepieciešamo elementu rotācijas atšķirība, magnētu sinhronajā kustīgajā harmonikā pārvietojas ar tādu pašu ātrumu kā rotoram. Asinhronos motoros, gluži pretēji, strāva rodas magnētisko elementu un rotora kustības ātruma atšķirību dēļ.

Pateicoties to unikālajām īpašībām un darbības principiem, mūsdienās elektromotori ir daudz biežāk nekā, teiksim, iekšdedzes dzinēji, jo tiem ir vairākas priekšrocības. Tāpēc elektromotoru efektivitāte ir ļoti augsta, un tā var sasniegt gandrīz 98%. Arī elektromotori izceļas ar augstu kvalitāti un ļoti ilgu darba mūžu, tie nerada daudz trokšņa, un darbības laikā tie praktiski nevibrē. Šīs dzinēja lielās priekšrocības ir tādas, ka tām nav nepieciešamas degvielas, kā rezultātā tās neizplūst atmosfērā. Turklāt to izmantošana ir daudz ekonomiskāks nekā iekšdedzes dzinēji.

Lai Iegūtu Vairāk Rakstus Par Elektriķim