I dag er det umuligt at forestille sig den menneskelige civilisation og højteknologiske samfund uden elektricitet. En af de vigtigste enheder, der sikrer driften af elektriske apparater, er motoren. Denne maskine har fundet den bredeste distribution: fra industri (ventilatorer, knusere, kompressorer) til husholdningsbrug (vaskemaskiner, boremaskiner osv.). Men hvad er princippet for drift af en elektrisk motor?
Destination
Princippet for driften af den elektriske motor og dens hovedmål er at overføre den mekaniske energi, der er nødvendig for udførelsen af teknologiske processer, til de arbejdende organer. Motoren selv genererer det på grund af den elektricitet, der forbruges fra netværket. I det væsentlige er princippet om drift af en elektrisk motor at omdanne elektrisk energi til mekanisk energi. Mængden af mekanisk energi, der genereres af den i en tidsenhed, kaldes effekt.
Visningermotorer
Afhængig af forsyningsnettets karakteristika kan der skelnes mellem to hovedtyper af motor: på jævnstrøm og vekselstrøm. De mest almindelige DC-maskiner er motorer med serie, uafhængig og blandet excitation. Eksempler på AC-motorer er synkrone og asynkrone maskiner. På trods af den tilsyneladende mangfoldighed er enheden og princippet om drift af en elektrisk motor til ethvert formål baseret på samspillet mellem en leder med strøm og et magnetfelt eller en permanent magnet (ferromagnetisk objekt) med et magnetfelt.
Current loop - en prototype af motoren
Hovedpointen i en sag som princippet om drift af en elektrisk motor kan kaldes udseendet af drejningsmoment. Dette fænomen kan overvejes ved at bruge eksemplet med en ramme med en strøm, som består af to ledere og en magnet. Strøm tilføres lederne gennem kontaktringe, som er fastgjort på den roterende rammes akse. I overensstemmelse med den berømte venstrehåndsregel vil kræfter virke på rammen, hvilket vil skabe et drejningsmoment omkring aksen. Den vil rotere mod uret under påvirkning af denne samlede kraft. Det er kendt, at dette rotationsmoment er direkte proportional med den magnetiske induktion (B), strømstyrke (I), rammeareal (S) og afhænger af vinklen mellem feltlinjerne og sidstnævntes akse. Men under påvirkning af et øjeblik, der ændrer sig i dets retning, vil rammen oscillere. Hvad kan man gøre for at skabe en permanentretninger? Der er to muligheder her:
- ændre retningen af den elektriske strøm i rammen og ledernes position i forhold til magnetens poler;
- ændre retningen på selve feltet, mens rammen roterer i samme retning.
Den første mulighed bruges til DC-motorer. Og det andet er AC-motorens princip.
Ændring af strømmens retning i forhold til magneten
For at ændre bevægelsesretningen for ladede partikler i rammens leder med strøm, skal du bruge en enhed, der indstiller denne retning afhængigt af ledernes placering. Dette design er implementeret ved brug af glidende kontakter, som tjener til at levere strøm til sløjfen. Når en ring erstatter to, når rammen drejer en halv omgang, vendes strømmens retning, og momentet bevarer den. Det er vigtigt at bemærke, at en ring er samlet af to halvdele, som er isoleret fra hinanden.
DC-maskinedesign
Ovenstående eksempel er arbejdsprincippet for en jævnstrømsmotor. Den rigtige maskine har selvfølgelig et mere komplekst design, hvor dusinvis af rammer bruges til at danne armaturviklingen. Lederne af denne vikling er placeret i specielle riller i en cylindrisk ferromagnetisk kerne. Enderne af viklingerne er forbundet med isolerede ringe, som danner en samler. Viklingen, kommutatoren og kernen er et anker, der roterer i lejer på selve motorens krop. Det magnetiske excitationsfelt skabes af polerne af permanente magneter, som er placeret i huset. Viklingen er tilsluttet lysnettet, og den kan tændes enten uafhængigt af ankerkredsløbet eller i serie. I det første tilfælde vil den elektriske motor have uafhængig excitation, i det andet - sekventiel. Der er også et blandet magnetiseringsdesign, når to typer viklingsforbindelser bruges på én gang.
Synkronmaskine
Princippet for drift af en synkronmotor er at skabe et roterende magnetfelt. Så skal du i dette felt placere lederne, der er strømlinet med en konstant strøm i retningen. Princippet om drift af en synkronmotor, som er blevet meget udbredt i industrien, er baseret på ovenstående eksempel med en sløjfe med strøm. Det roterende felt skabt af magneten dannes ved hjælp af et system af viklinger, der er forbundet til lysnettet. Trefaseviklinger bruges norm alt, men princippet om drift af en enfaset vekselstrømsmotor vil ikke adskille sig fra en trefaset, undtagen måske i antallet af faser selv, hvilket ikke er væsentligt, når man overvejer designfunktioner. Vindingerne er placeret i statorslidserne med en vis forskydning rundt om omkredsen. Dette gøres for at skabe et roterende magnetfelt i det dannede luftgab.
Synchronism
Et meget vigtigt punkt er den synkrone drift af den elektriske motorovenstående konstruktion. Når magnetfeltet interagerer med strømmen i rotorviklingen, dannes selve motorrotationsprocessen, som vil være synkron med hensyn til rotationen af magnetfeltet dannet på statoren. Synkronismen vil blive opretholdt, indtil det maksimale drejningsmoment er nået, hvilket er forårsaget af modstand. Hvis belastningen stiger, kan maskinen komme ud af sync.
Induktionsmotor
Princippet for drift af en asynkron elektrisk motor er tilstedeværelsen af et roterende magnetfelt og lukkede rammer (konturer) på rotoren - den roterende del. Magnetfeltet dannes på samme måde som i en synkronmotor - ved hjælp af viklinger placeret i statorens riller, som er forbundet med et vekselspændingsnetværk. Rotorviklingerne består af et dusin lukkede løkke-rammer og har norm alt to typer udførelse: fase og kortsluttet. Princippet for drift af AC-motoren i begge versioner er det samme, kun designet ændres. I tilfælde af en egern-burrotor (også kendt som et egernbur), hældes viklingen med smeltet aluminium ind i slidserne. Ved fremstillingen af faseviklingen bringes enderne af hver fase ud ved hjælp af glidende kontaktringe, da dette vil gøre det muligt at inkludere yderligere modstande i kredsløbet, som er nødvendige for at styre motorhastigheden.
Traktionsmaskine
Princippet for driften af traktionsmotoren svarer til princippet for en jævnstrømsmotor. Fra forsyningsnettet tilføres strøm til en step-up transformer. Yderligeretrefaset vekselstrøm overføres til specielle traktionsstationer. Der er en ensretter. Den konverterer AC til DC. Ifølge ordningen udføres den med en af dens polariteter til kontaktledningerne, den anden - direkte til skinnerne. Det skal huskes, at mange trækmekanismer fungerer ved en frekvens, der er forskellig fra den etablerede industrielle (50 Hz). Derfor bruges en frekvensomformer til en elektrisk motor, hvis funktionsprincip er at konvertere frekvenser og styre denne karakteristik.
Ved den hævede strømaftager tilføres spænding til de kamre, hvor startreostater og kontaktorer er placeret. Ved hjælp af regulatorer er reostaterne forbundet med trækmotorer, som er placeret på bogiernes aksler. Fra dem løber strømmen gennem dækkene til skinnerne og vender derefter tilbage til traktionstransformatorstationen og fuldender dermed det elektriske kredsløb.
