Načelo delovanja električnega motorja. Načelo delovanja električnega motorja izmeničnega toka. Fizika, stopnja 9

Danes je nemogoče predstavljati človeško civilizacijo in visokotehnološko družbo brez električne energije. Ena od glavnih naprav, ki zagotavljajo delovanje električnih naprav, je motor. Ta stroj je našel najširšo distribucijo: od industrije (ventilatorjev, drobilnikov, kompresorjev) do uporabe v gospodinjstvu (pralni stroji, vaje itd.). Toda kakšno je načelo električnega motorja?

Imenovanje

Načelo električnega motorja in njegovi glavni cilji so prenos delovnih teles na mehansko energijo, potrebno za izpolnitev tehnoloških procesov. Sam motor ga ustvarja na račun električne energije, porabljene iz omrežja. V bistvu je princip električnega motorja pretvorba električne energije v mehansko energijo. Količina mehanske energije, ki jo proizvede en čas, se imenuje moč.

Vrste motorjev

Glede na značilnosti napajalnega omrežja sta dva glavna tipa motorja: na DC in AC. Najpogostejši stroji z enosmernim tokom so motorji s sekvenčno, neodvisno in mešano vzbujanje. Primeri motorjev na izmenični tok Izvajajo se lahko sinhroni in asinhroni stroji. Kljub navidezni raznolikosti, aparature in načela delovanja motorja katero koli smer, ki temelji na interakciji s sedanjega dirigenta in magnetno polje, ali s permanentnimi magneti (feromagnetnega predmeta) z magnetnim poljem.

Okvir s tokom - prototip motorja

Glavno točko v taki težavi, kot načelo električnega motorja, lahko imenujemo pojav navora. Menimo, da je ta pojav lahko primer okvirja s tokom, ki ga sestavljata dva prevodnika in magnet. Za vodnike se tok napaja preko kontaktnih obročev, ki so pritrjeni na os vrtljivega okvirja. V skladu s slavnim pravilom levice bodo sile delovale na okvirju, kar bo ustvarilo navor okoli osi. To se bo pod vplivom te skupne sile vrtelo v nasprotni smeri urinega kazalca. Znano je, da je ta navor neposredno sorazmeren z magnetno indukcijo (B), trenutna moč (I), območje okvirja (S) in je odvisno od kota med vrsticami polja in osi slednje. Vendar pa pod dejanjem trenutka, ki se spreminja v svoji smeri, bo okvir opravljal oscilatorna gibanja. Kaj storiti, da bi oblikovali stalno smer? Obstajata dve možnosti:

• Spremenite smer električnega toka v okvirju in položaj vodnikov glede na pole magneta;
• Spremenite smer samega polja, medtem ko se okvir vrti v isti smeri.

Prva možnost se uporablja za enosmerne motorje. In druga je princip delovanja elektromotorja izmeničnega toka.

Spreminjanje trenutne smeri glede na magnet

Da bi spremenili smer premikanja napolnjenih delcev v vodniku okvirja s tokom, je potrebna naprava, ki nastavi to smer glede na razporeditev vodnikov. Ta zasnova je izvedena zaradi uporabe drsnih kontaktov, ki omogočajo približevanje trenutnemu okvirju. Pri zamenjavi enega obroča z dvema, ko se okvir vrti za polovico, se smer toka obrne in navor obdrži. Pomembno je upoštevati, da je en obroč sestavljen iz dveh polov, ki so izolirani drug od drugega.

Oblikovanje DC naprave

Zgornji primer je princip delovanja enosmernega motorja. Pravi stroj ima seveda bolj zapleteno konstrukcijo, kjer se uporabljajo desetine okvirjev, ki tvorijo navitje armature. Prevodniki tega navijanja so nameščeni v posebnih žlebovih v cilindričnem feromagnetnem jedru. Konci navitij so povezani z izoliranimi obroči, ki tvorijo zbiralnik. Navijanje, zbiralnik in jedro so sidro, ki se vrti v ležajih na telesu samega motorja. Magnetno polje vzbujanja ustvarjajo poli trajnih magnetov, ki se nahajajo v telesu. Namakanje je priključeno na električno omrežje in ga je mogoče vključiti neodvisno od vezja armature ali v seriji. V prvem primeru bo motor imel neodvisno vzbujanje, v drugem - zaporedno. Obstaja tudi mešano vzbujanje design, če se uporabljajo dve vrsti navijanje povezavo naenkrat.

Sinhroni stroj

Načelo sinhronega motorja je potreba po ustvarjanju vrtljivega magnetnega polja. Potem morate v to polje postaviti nespremenjeno smer v smeri trenutnih vodnikov. Načelo delovanja sinhronega elektromotorja, ki je postal zelo razširjen v industriji, temelji na zgornjem primeru s trenutnim okvirjem. Vrtljivo polje, ki ga ustvari magnet, tvori sistem navijanja, ki je priključen na električno omrežje. Običajno se uporabljajo trifazne navitje, vendar pa načelo delovanja enofazni elektromotor AC se ne bo razlikovala od trifazne, le da je število faz samih, kar je nepomembno pri upoštevanju značilnosti oblikovanja. Vijaki so nameščeni v utorih statorja z določenim premikom vzdolž oboda. To se naredi za ustvarjanje rotirajočega magnetnega polja v oblikovani zračni reži.

Synchronicity

Pomembna točka je sinhroni obratovanje elektromotorja zgornje konstrukcije. V interakciji magnetnega polja z toka v rotorsko navitje je sam tvorjen postopek vrtenja motorja, ki je sinhrona z ozirom na vrtenja magnetnega polja, ki ga tvorijo statorja. Sinkronizam bo ohranila do največjega navora, ki je posledica upora. Če se obremenitev poveča, lahko naprava izstopi iz sinhronizma.

Asinhronski motor

Načelo delovanja električni motor asinhrona To je prisotnost vrtečega magnetnega polja in zaprtih okvirjev (vezja) na rotor - predenje odseka. Magnetno polje se oblikuje na enak način, kot ga ima sinhronski motor - reže uporabo, ki se nahajajo v navitjih statorja so priključeni na omrežje za izmenične napetosti. rotor navitje sestavlja deset-zanke in okvir so na splošno dve vrsti izvedbe: faza in v kratkem stiku. Načelo delovanja AC motorja v obeh različicah je enako, samo zamenjava modela. Pri kratkostičnim rotorju (znan tudi kot "veveričje kletke") navitja staljenega aluminija zlijemo v utore. V proizvodni fazi navitja konce vsake faze na izhod na prosto preko drsne kontaktnih obročev, saj bo to omogočilo dodatnih uporov v vezju, ki so potrebni za krmiljenje števila vrtljajev motorja.

Vlečni stroj

Načelo pogonskega motorja je podobno enosmernemu motorju. Iz omrežnega napajanja se napaja korak - navzgor transformator. Potem se trifazni izmenični tok prenese na posebne vlečne postaje. Obstaja usmernik. Pretvori izmenični tok v konstanten. V skladu s shemo, se prenese z eno od njene polarnosti na kontaktne žice, drugo - neposredno na tirnice. Ne smemo pozabiti, da mnogi mehanizmi vlečenja delujejo s frekvenco, ki se razlikuje od stanja dinamičnega ravnovesja (50 Hz). Zato, chastotnik za elektromotor, katerega princip je pretvorba frekvenc in nadzor te lastnosti.

Po dvignjenem odjemniku toka se napetost napaja v komore, kjer se nahajajo začetni reostati in kontaktorji. S pomočjo regulatorjev so reostati povezani z vlečnimi motorji, ki se nahajajo na osi vozička. Od njih se tok skozi tirnice pretaka na tirnice, nato se vrne v vlečno postajo in tako zapreti električni tokokrog.