Коллекторный электродвигатель презентация к уроку по технологии на тему. Роторный двс Презентация на тему электрический двигатель

Электродвигатель постоянного тока (ДПТ) электрическая машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию. По некоторым мнениям этот двигатель можно еще назвать синхронной машиной постоянного тока с самосинхронизацией. Простейший двигатель, являющийся машиной постоянного тока, состоит из постоянного магнита на индукторе (статоре), одного электромагнита с явно выраженными полюсами на якоре (двух зубцового якоря с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой), щёточно коллекторного узла с двумя пластинами (ламелями) и двумя щётками.

Статор (индуктор) На статоре ДПТ располагаются, в зависимости от конструкции, или постоянные магниты (микродвигатели), или электромагниты с обмотками возбуждения (катушками, наводящими магнитный поток возбуждения). В простейшем случае статор имеет два полюса, то есть один магнит с одной парой полюсов. Но чаще ДПТ имеют две пары полюсов. Бывает и более. Помимо основных полюсов на статоре (индукторе) могут устанавливаться добавочные полюса, которые предназначены для улучшения коммутации на коллекторе.

Ротор (якорь) Минимальное число зубцов ротора, при котором само запуск возможен из любого положения ротора три. Из трёх, кажущихся явно выраженными, полюсов, на самом деле один полюс всё время находится в зоне коммутации, то есть ротор имеет две пары полюсов (как и статор, так как в противном случае работа двигателя невозможна). Ротор любого ДПТ состоит из многих катушек, на часть которых подаётся питание, в зависимости от угла поворота ротора, относительно статора. Применение большого числа (несколько десятков) катушек, необходимо для уменьшения неравномерности крутящего момента, для уменьшения коммутируемого (переключаемого) тока, и для обеспечения оптимального взаимодействия между магнитными полями ротора и статора (то есть для создания максимального момента на роторе).

По способу возбуждения электрические двигатели постоянного тока делят на четыре группы: 1) С независимым возбуждением, у которых обмотка возбуждения НОВ питается от постороннего источника постоянного тока. 2) С параллельным возбуждением (шунтовые), у которых обмотка возбуждения ШОВ включается параллельно источнику питания обмотки якоря. 3) С последовательным возбуждением (сериесные), у которых обмотка возбуждения СОВ включена последовательно с якорной обмоткой. 4) Двигатели со смешанным возбуждением (компаундные), у которых имеется последовательная СОВ и параллельная ШОВ обмотки возбуждения Схемы возбуждения электродвигателей постоянного тока показаны на рисунке: А) независимое, б) параллельное, в) последовательное, г) смешанное

Коллектор Коллектор (щёточно-коллекторный узел) выполняет одновременно две функции: является датчиком углового положения ротора и переключателем тока со скользящими контактами. Конструкции коллекторов имеют множество разновидностей. Выводы всех катушек объединяются в коллекторный узел. Коллекторный узел обычно представляет собой кольцо из изолированных друг от друга пластин-контактов (ламелей), расположенных по оси (вдоль оси) ротора. Существуют и другие конструкции коллекторного узла. Графитовые щётки Щёточный узел необходим для подвода электроэнергии к катушкам на вращающемся роторе и переключения тока в обмотках ротора. Щётка неподвижный контакт (обычно графитовый или медно-графитовый). Щётки с большой частотой размыкают и замыкают пластины-контакты коллектора ротора. Как следствие, при работе ДПТ происходят переходные процессы, в обмотках ротора. Эти процессы приводят к искрению на коллекторе, что значительно снижает надёжность ДПТ. Для уменьшения искрения применяются различные способы, основным из которых является установка добавочных полюсов. При больших токах в роторе ДПТ возникают мощные переходные процессы, в результате чего искрение может постоянно охватывать все пластины коллектора, независимо от положения щёток. Данное явление называется кольцевым искрением коллектора или «круговой огонь». Кольцевое искрение опасно тем, что одновременно выгорают все пластины коллектора и срок его службы значительно сокращается. Визуально кольцевое искрение проявляется в виде светящегося кольца около коллектора. Эффект кольцевого искрения коллектора недопустим. При проектировании приводов устанавливаются соответствующие ограничения на максимальные моменты (а следовательно и токи в роторе), развиваемые двигателем.

Коммутация в электродвигателях постоянного тока. В процессе работы электродвигателя постоянного тока щетки, скользя по поверхности вращающегося коллектора, последовательно переходят с одной коллекторной пластины на другую. При этом происходит переключение параллельных секций обмотки якоря и изменение тока в них. Изменение тока происходит в то время, когда виток обмотки замкнут щеткой накоротко. Этот процесс переключения и явления, связанные с ним, называются коммутацией. В момент коммутации в короткозамкнутой секции обмотки под влиянием собственного магнитного поля наводится э. д. с. самоиндукции. Результирующая э. д. с. вызывает в короткозамкнутой секции дополнительный ток, который создает неравномерное распределение плотности тока на контактной поверхности щеток. Это обстоятельство считается основной причиной искрения коллектора под щеткой. Качество коммутации оценивается по степени искрения под сбегающим краем щетки и определяется по шкале степеней искрения.

Принцип работы Принцип работы любого электродвигателя основан на поведении проводника с током в магнитном потоке. если по проводнику находящемся в магнитном потоке пропустить ток, то он будет стремиться сместиться в сторону, то есть проводник будет выталкивать из промежутка между магнитами как пробку из бутылки шампанского. Направление силы, которая выталкивает проводник строго определена и её можно определить по, так называемому, правилу левой руки. Это правило заключается в следующем: если ладонь левой руки разместить в магнитном потоке так что бы линии магнитного потока были направлены в ладонь, а пальцы по направлению прохождения тока в проводнике, то большой палец, отогнутый на 90 гр. укажет на направление смещения проводника. Величина силы с которой проводник стремиться переместиться, определяется величиной магнитного потока и величины тока проходящему по проводнику. Если проводник выполнить в виде рамки с осью вращения расположенной между магнитами, то рамка будет стремиться повернуться вокруг своей оси. Если не учитывать инерцию, то рамка повернётся на 90 гр., так как потом сила движущая рамку будет расположена в одной плоскости с рамкой и стремиться раздвинуть рамку, а не повернуть её. Но фактически рамка проскакивает по инерции это положение и если в этот момент изменить направление тока в рамке, то она повернётся ещё как минимум на 180 гр., при очередной смене направления тока в рамке, она ещё повернётся на 180 градусов и так далее.

История создания. Первый этап развития электродвигателя () тесно связан с созданием физических приборов для демонстрации непрерывного преобразования электрической энергии в механическую. В 1821 году М. Фарадей, исследуя взаимодействие проводников с током и магнитом, показал, что электрический ток вызывает вращение проводника вокруг магнита или вращение магнита вокруг проводника. Опыт Фарадея подтвердил принципиальную возможность построения электрического двигателя. Для второго этапа развития электродвигателей () характерны конструкции с вращательным движением якоря. Томас.Дэвенпорт американский кузнец, изобретатель, в 1833 году сконструировал первый роторный электродвигатель постоянного тока, создал приводимую им в движение модель поезда. В 1837 году он получил патент на электромагнитную машину. В 1834 году Б. С. Якоби создал первый в мире электрический двигатель постоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя. В 1838 году этот двигатель (0,5 к Вт) был испытан на Неве для приведения в движение лодки с пассажирами, т. е. получил первое практическое применение.

Майкл Фарадей. 22 сентября 1791 г. – 25 августа 1867 г. Английский физик Майкл Фарадей родился в предместье Лондона в семье кузнеца. В 1821 г. он впервые наблюдал вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создал первую модель электродвигателя. Его исследования увенчались открытием в 1831 г. явления электромагнитной индукции. Фарадей детально изучил это явление, вывел его основной закон, выяснил зависимость индукционного тока от магнитных свойств среды, исследовал явление самоиндукции и экстратоки замыкания и размыкания. Открытие явления электромагнитной индукции сразу же приобрело огромное научное и практическое значение; это явление лежит, например, в основе работы всех генераторов постоянного и переменного тока. Идеи Фарадея об электрическом и магнитном полях оказали большое влияние на развитие всей физики.

Томас Дэвенпорт. Томас родился 9 июля 1802 года на ферме близ города Вильямстаун в штате Вермонт. Единственным средством обучения Томаса было самообразование. Он приобретает журналы и книги, чтобы быть в курсе последних достижений инженерии. Томас изготавливает несколько собственных магнитов и проводит с ними эксперименты, в качестве источника тока используя гальваническую батарею Вольта. Создав электромотор, Дэвенпорт строит модель электровоза, двигающегося по круговой дорожке диаметром 1,2 м и питающегося от стационарного гальванического элемента. Изобретение Дэвенпорта получает известность, пресса провозглашает революцию в науке. Американский кузнец, изобретатель. В 1833 году сконструировал первый роторный электродвигатель постоянного тока, создал приводимую им в движение модель поезда. В 1837 году получил патент на электромагнитную машину.

Б. С. Якоби. Якоби Борис Семенович немец по происхождению, (). Что же касается Бориса Семеновича Якоби, то его научные интересы были связаны главным образом с физикой и особенно с электромагнетизмом, причем ученый всегда стремился найти практическое применение своим открытиям. В 1834 году Якоби изобрел электродвигатель с вращающимся рабочим валом, работа которого была основана на притягивании разноименных магнитных полюсов и отталкивании одноименных. В 1839 году Якоби вместе с академиком Эмилием Христиановичем Ленцем () построил два усовершенствованных и более мощных электродвигателя. Один из них был установлен на большой лодке и вращал ее гребные колеса. Важное значение для России имели труды Якоби, касающиеся организации электротехнического образования. В начале 1840-х годов он составил и прочитал первые курсы прикладной электротехники, подготовил программу теоретических и практических занятий.

Классификация ДПТ классифицируют по виду магнитной системы статора: с постоянными магнитами; с электромагнитами: – с независимым включением обмоток (независимое возбуждение); – с последовательным включением обмоток (последовательное возбуждение); – с параллельным включением обмоток (параллельное возбуждение); – со смешанным включением обмоток (смешанное возбуждение): с преобладанием последовательной обмотки; с преобладанием параллельной обмотки; Вид подключения обмоток статора существенно влияет на тяговые и электрические характеристики электродвигателя.

Применение Краны различных тяжёлых производств Привод, с требованиями регулировки скорости в широком диапазоне и высоким пусковым моментом Тяговый электропривод тепловозов, электровозов, теплоходов, карьерных самосвалов и пр. Электрические стартёры автомобилей, тракторов и др. Для уменьшения номинального напряжения питания в автомобильных стартёрах применяют двигатель постоянного тока с четырьмя щётками. Благодаря этому эквивалентное комплексное сопротивление ротора уменьшается почти в четыре раза. Статор такого двигателя имеет четыре полюса (две пары полюсов). Пусковой ток в автомобильных стартёрах около 200 ампер. Режим работы кратковременный.

Достоинства: простота устройства и управления; практически линейные механическая и регулировочная характеристики двигателя; легко регулировать частоту вращения; хорошие пусковые свойства (большой пусковой момент); компактнее других двигателей (если использовать сильные постоянные магниты в статоре); так как ДПТ являются обратимыми машинами, появляется возможность использования их как в двигательном, так и в генераторном режимах.

Вывод: Электродвигатели играют огромную роль в нашей современной жизни, не будь электродвигателя не было бы света (применение в качестве генератора),не было бы дома воды так как электродвигатель используется в насосе, люди не могли бы поднимать тяжелые грузы (использование в различных подъемных кранах) и т.д.

Электродвигатели постоянного тока

План лекции: 1. Основные понятия. 2. Пуск двигателя. 3. Двигатель параллельного возбуждения. 4. Двигатель последовательного возбуждения. 5. Двигатель смешанного возбуждения.

1. Основные понятия Коллекторные машины обладают свойством обратимости, т.е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Поэтому если машину постоянного тока подключить к источнику энергии постоянного тока, то в обмотке возбуждения и в обмотке якоря машины появятся токи. Взаимодействие тока якоря с полем возбуждения создает на якоре электромагнитный момент М, который является не тормозящим, как это имело место в генераторе, а вращающим.

Под действием электромагнитного момента якоря машина начинает вращаться, т.е. машина будет работать в режиме двигателя, потребляя из сети электрическую энергию и преобразуя ее в механическую. В процессе работы двигателя его якорь вращается в магнитном поле. В обмотке якоря индуцируется ЭДС Еа, направление которой можно определить по правилу «правой руки». По своей природе она не отличается от ЭДС, наводимой в обмотке якоря генератора. В двигателе же ЭДС направлена против тока Iа, и поэтому ее называют противоэлектродвижущей силой (противо­ЭДС) якоря (рис. 1).

Рис. 1. Направление противо­ЭДС в обмотке якоря двигателя Направление вращения якоря зависит от направлений магнитного потока Ф и тока в обмотке якоря. Поэтому, изменив направление какой­либо из указанных величин, можно изменить направление вращения якоря. При переключении общих зажимов схемы у рубильника не дает изменения направления вращения якоря, так как при этом одновременно изменяется направление тока и в обмотке якоря, и в обмотке возбуждения.

2. Пуск двигателя При непосредственном подключении двигателя к сети в обмотке его якоря возникает пусковой ток: Ia’ = U/ = Σr. Обычно сопротивление Σr невелико, поэтому значение пускового тока достигает недопустимо больших значений, в 10 – 20 раз превышающих номинальный ток двигателя. Такой большой пусковой ток опасен для двигателя, он может вызвать в машине круговой огонь, при таком токе в двигателе развивается чрезмерно большой пусковой момент, который оказывает ударное действие на вращающиеся части двигателя и может механически их разрушить.

Рис. 2. Схема включения пускового реостата Перед пуском двигателя необходимо рычаг Р реостата поставить на холостой контакт 0 (рис. 2). Затем включают рубильник, переводя рычаг на первый промежуточный контакт 1 и цепь якоря двигателя оказывается подключенной к сети через наибольшее сопротивление реостата rп р = r1 + r2 + r3 + r4.

Для пуска двигателей большей мощности применять пусковые реостаты нецелесообразно, так как это вызвало бы значительные потери энергии. Кроме того, пусковые реостаты были бы громоздкими. Поэтому в двигателях большой пуск мощности двигателя напряжения. Примерами тяговых двигателей электровоза переключением их с последовательного соединения при пуске на параллельное при нормальной работе или пуск двигателя в схеме «генератор – двигатель». применяют путем этого безреостатный понижения являются пуск

3. Двигатель параллельного возбуждения Схема включения в сеть двигателя параллельного возбуждения показана на рис. 3, а. Характерной особенностью этого двигателя является то, что ток в обмотке возбуждения не зависит от тока нагрузки. Реостат в цепи возбуждения rрг служит для регулирования тока в обмотке возбуждения и магнитного потока главных полюсов. двигателя определяются его регулировочными характеристиками, под которыми понимают зависимость частоты вращения n, тока I, полезного момента М2, вращающегося момента М от мощности на валу двигателя Р2 при U = const и Iв = const (рис. 3, б). Эксплуатационные свойства

Рис. 3. Схема двигателя параллельного возбуждения (а) и его рабочие характеристики (б) Изменение частоты вращения двигателя при переходе от номинальной нагрузки к ХХ, выраженное в процентах, называют номинальным изменением частоты вращения:

собой прямую Если пренебречь реакцией якоря, то (так как Iв = const) можно принять Ф = const. Тогда механическая характеристика двигателя параллельного возбуждения представляет несколько наклоненную к оси абсцисс (рис. 4, а). Угол наклона механической характеристики тем больше, чем больше значение сопротивления, включенного в цепь якоря. при Механическую отсутствии дополнительного сопротивления в цепи якоря 1). Механические характеристики двигателя, полученные при введении дополнительного сопротивления в цепь якоря, называют искусственными (прямые 2 и 3). естественной характеристику двигателя линию, называют (прямая

Рис. 45.4. Механические характеристики двигателя параллельного возбуждения: а – при введении в цепь якоря добавочного сопротивления; б – при изменении основного магнитного потока; в – при изменении напряжения в цепи якоря Вид механической характеристики зависит также от значения основного магнитного потока Ф. Так, при увеличении Ф увеличивается частота вращения ХХ n0 и одновременно увеличивается Δn.

4. Двигатель последовательного возбуждения В этом двигателе обмотка возбуждения включена последовательно в цепь якоря (рис. 5, а), поэтому магнитный поток Ф в нем зависит от тока нагрузки I = Ia = Iв. При необходимых нагрузках магнитная система машины не насыщена и зависимость магнитного потока от тока нагрузки прямо пропорциональна, т.е. Ф = kфIa. В этом случае найдем электромагнитный момент: М = смkфIaIa = см’ Ia2.

Рис. 5. Двигатель последовательного возбуждения: а – принципиальная схема; б – рабочие характеристики; в – механические характеристики, 1 – естественная характеристика; 2 – искусственная характеристика Вращающий момент двигателя при ненасыщенном системы пропорционален а частота вращения обратно состоянии магнитной квадрату пропорциональна току нагрузки. тока,

5, б На рис. представлены рабочие характеристики М = f(I) и n = f(I) двигателя последовательного возбуждения. При больших нагрузках наступает насыщение магнитной системы двигателя. В этом случае магнитный поток при возрастании нагрузки почти не изменится, и характеристики двигателя приобретают почти прямолинейный характер. Характеристика частоты последовательного, вращения возбуждения показывает, что частота вращения двигателя значительно меняется при изменениях нагрузки. Такую характеристику принято называть мягкой. двигателя

2) обеспечивают n характеристики возбуждения Механические двигателя = f(M) последовательного представлены на рис. 5, в. Резко падающие кривые механических характеристик (естественная 1 и искусственная двигателю последовательного возбуждения устойчивую работу при любой механической нагрузке. Свойство этих двигателей развивать большой вращающий момент, пропорциональный квадрату тока нагрузки, имеет важное значение, особенно в тяжелых условиях пуска и при перегрузках, так как с постепенным увеличением нагрузки двигателя мощность на его входе растет медленнее, чем вращающий момент.

Рис. 6. Регулирование частоты вращения двигателей 2) обеспечивают последовательного возбуждения характеристики возбуждения двигателя Механические f(M) = последовательного представлены на рис. 5, в. Резко падающие кривые механических характеристик (естественная 1 и двигателю искусственная последовательного возбуждения устойчивую работу n

Частоту вращения двигателей последовательного возбуждения можно регулировать изменением либо напряжения U, либо магнитного потока обмотки возбуждения. В первом случае в цепь якоря последовательно включают регулировочный реостат Rрг (рис. 6, а). С увеличением сопротивления этого реостата уменьшаются напряжение на входе двигателя и частота его вращения. Этот метод регулирования применяют в двигателях небольшой мощности. В случае способ значительной мощности двигателя неэкономичен из­за больших потерь энергии в Rрг. Кроме того, реостат Rрг, рассчитываемый на рабочий и ток дорогостоящим. громоздким этот двигателя, получается

При совместной работе нескольких однотипных двигателей частоту вращения регулируют изменением схемы их включения относительно друг друга (рис. 6, б). Так при параллельном включении двигателей каждый из них оказывается под полным напряжением сети, а при последовательном включении двух двигателей каждый двигатель приходится половина напряжения сети. При одновременной работе большего числа двигателей возможно большее количество вариантов включения. Этот способ регулирования частоты вращения применяют в электровозах, где установлено несколько однотипных тяговых двигателей. на

Изменение подводимого к двигателю напряжения возможно также при питании двигателя от источника постоянного тока с регулируемым напряжением (например, по схеме, аналогичной рис. 7, а). При уменьшении подводимого к двигателю напряжения его механические характеристики смещаются вниз, практически не меняя своей кривизны (рис. 8). частоту вращения rрг; Регулировать двигателя изменением магнитного потока можно тремя способами: шунтированием обмотки возбуждения обмотки реостатом якоря возбуждения; шунтированием реостатом rш. секционированием обмотки

Электродвигатели

• Цель: изучить устройство и принцип действия эл. двигателей различных конструкций; ознакомиться с принципом работы асинхронного двигателя (однофазного)

Электродрель

• Где в быту и промышленности применяют электродвигатели?

• Электродрель
• Стиральная машина
• Пылесос
• Электробритва
• Швейная машина
• Электротранспорт и т.д.

В электродрели применяется коллекторный электродвигатель

• Электродрель

• В электродрели применяется коллекторный электродвигатель

• Электродвигатель

На стиральных машинах применяется асинхронный однофазный электродвигатель

• Стиральная машина

• На стиральных машинах применяется асинхронный однофазный электродвигатель

• электродвигатель

В пылесосах применяется коллекторный электродвигатель

• пылесос

• В пылесосах применяется коллекторный электродвигатель

• электродвигатель

Для движения трамваев, троллейбусов, электропоездов, используются электродвигатели большой мощности.

• электротранспорт

• Для движения трамваев, троллейбусов, электропоездов, используются электродвигатели большой мощности.

Коллекторный электродвигатель является универсальным и может работать как от постоянного так и от переменного тока.

• Устройство коллекторного электродвигателя

• Коллекторный электродвигатель является универсальным и может работать как от постоянного так и от переменного тока.

• якорь

• коллектор

• Станина
• индуктора

Изменяя напряжение на щётках двигателя можно регулировать скорость вращения ротора. Благодаря этому коллекторный двигатель используют в тех машинах, где необходимо изменять скорость вращения механизмов. а также электротранспорт)

• Особенности работы коллекторного электродвигателя.

• Изменяя напряжение на щётках двигателя можно регулировать скорость вращения ротора. Благодаря этому коллекторный двигатель используют в тех машинах, где необходимо изменять скорость вращения механизмов. (кухонные электроприборы; электродрель; электробритва; фен; магнитофоны; швейная машина; электрические столярные инструменты и т.д., а также электротранспорт)

• щётки

• коллектор

• Обмотка ротора

Принцип действия двигателя основан на взаимодействии

• Как работает коллекторный электродвигатель?

• Принцип действия двигателя основан на взаимодействии
• проводника (якоря) с электрическим током и магнитным полем,
• создаваемым электромагнитом (индуктором) . Механическая сила,
• возникающая при таком взаимодействии, заставляет вращаться
• якорь (ротор).
• Такие двигатели подразделяются на:
• Двигатели переменного тока, станина и сердечник у которых выполнены из листов электротехнической стали;
• Двигатели постоянного тока, у которых названные детали изготавливаются сплошными.
• Обмотка возбуждения электромагнита в двигателях переменного тока включается последовательно с обмоткой якоря, что обеспечивает большой пусковой момент.

Далее рассмотрим принцип работы асинхронного двигателя.

• Устройство асинхронного электродвигателя

• Далее рассмотрим принцип работы асинхронного двигателя.

• ротор

• статор

Принцип работы асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами, которые наводятся полем в проводниках коротко замкнутого ротора.

• Работа асинхронного двигателя

• Принцип работы асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами, которые наводятся полем в проводниках коротко замкнутого ротора.
• Ротор укреплён в подшипниках и поэтому приходит в движение в направлении вращающегося ротора.
• конструктивно асинхронный двигатель состоит из двух основных частей:
• - неподвижной – статора;
• - подвижной – ротора.
• Статор имеет три обмотки, намотанные под углом 120°. Ротор имеет обмотку ь в виде беличьего колеса.

Асинхронные двигатели имеют свои:

• Работа асинхронного двигателя

• Асинхронные двигатели имеют свои:
• * преимущества – просты по устройству, надёжны в работе и применяются во всех отраслях народного хозяйства;
• * недостатки – невозможность получения постоянного числа оборотов (по сравнению с коллекторными); при пуске имеет большой ток, чувствительны к колебаниям напряжения в сети.
• Из общего количества выпускаемых электродвигателей - 95% - асинхронные.

В отличии от коллекторного двигателя, где происходит трение угольных щёток по коллектору, в асинхронном двигателе обмотки расположены в статоре, поэтому не имея трущихся деталей срок службы асинхронного двигателя значительно выше коллекторного, а спектр применения его значительно шире.

• Особенности работы асинхронного электродвигателя

• В отличии от коллекторного двигателя, где происходит трение угольных щёток по коллектору, в асинхронном двигателе обмотки расположены в статоре, поэтому не имея трущихся деталей срок службы асинхронного двигателя значительно выше коллекторного, а спектр применения его значительно шире. (стиральные машины, пылесосы, деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки, вентиляторы, насосы, компрессоры и т. д.

• Я к о р ь

• обмотки

Для использования трёхфазного двигателя в быту, где однофазная электропроводка, в схему необходимо подключать конденсатор. Недостатком такого способа является использование дорогостоящих бумажных конденсаторов.

• Использование трёхфазного двигателя в быту

• Для использования трёхфазного двигателя в быту, где однофазная электропроводка, в схему необходимо подключать конденсатор. Недостатком такого способа является использование дорогостоящих бумажных конденсаторов. (на каждые 100Вт мощности 10Мкф на напряжение 250-450В.

• Включение асинхронного однофазного двигателя в сеть

• В бытовых машинах применяются однофазные асинхронные двигатели которые имеют две обмотки:
• # рабочую; # пусковую; Обмотки расположены под углом 90°. При включении в сеть образуется вращающееся магнитное поле, и короткозамкнутый ротор приходит во вращение, после чего пусковую обмотку отключают.
• пусковая обмотка
• ~ 220В

• Определите, какой вид электродвигателя используется в данной бытовой технике.

• Определите какой вид электродвигателя используется в промышленной технике.

«КПД» - Определение КПД при подъеме тела. Архимед. Вес бруска. Соберите установку. КПД. Понятие КПД. Твердое тело. Путь S. Существование трения. Измерьте силу тяги F. Отношение полезной работы к полной работе. Реки и озера. Сделайте вычисления.

«Виды двигателей» - Электрический двигатель. Реактивный двигатель. Виды ДВС. Паровая турбина. Двигатели. Паровая машина. Энергосиловая машина, преобразующая какую-либо энергию в механическую работу. Принцип действия электродвигателя. Принцип действия паровой машины. КПД двигателя внутреннего сгорания. Кузьминский Павел Дмитриевич.

«Тепловые двигатели и окружающая среда» - Эти вещества попадают в атмосферу. Кардано Джероламо. Схема теплового двигателя. Ползунов Иван Иванович. Самолетов. Принцип действия карбюраторного двигателя. Цикл Карно. Паровая машина Дени Папена. Папен Дени. Схема рабочего процесса четырехтактного дизеля. Охрана окружающей среды. Холодильная установка.

«Использование тепловых двигателей» - Запасы внутренней энергии. В сельском хозяйстве. На водном транспорте. Количество электромобилей. Немецкий инженер Даймлер. Проследим историю развития тепловых двигателей. Проект бензинового двигателя. Воздух. Французский инженер Кюньо. Количество вредных веществ. Инженер Геро. Начало истории создания реактивных двигателей.

«Тепловые двигатели и машины» - Электромобили. Внутренняя энергия тепловых машин. Ядерный двигатель. Модель двигателя внутреннего сгорания. Недостатки электромобиля. Тепловые машины. Общий вид двигателя внутреннего сгорания. Дизель. Двухкорпусная паровая турбина. Паровая машина. Решение проблем экологии. Реактивный двигатель. Разнообразие видов тепловых машин.

«Типы тепловых двигателей» - Вред. Двигатель внутреннего сгорания. Тепловые двигатели. Паровая турбина. Краткая история развития. Типы тепловых двигателей. Уменьшение загрязнений окружающей среды. Значение тепловых двигателей. Цикл Карно. Краткая история. Ракетный двигатель.

Всего в теме 31 презентация

Электрический двигатель - электрическая машина
(электромеханический преобразователь), в которой электрическая
энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом
является выделение тепла.
Электродвигатели
Переменного тока
Синхронные
Асинхронные
Постоянного тока
Коллекторные
Бесколлекторные
Универсальные
(могут питаться
обоими видами
тока)

В основу работы любой электрической машины положен
принцип электромагнитной индукции.
Электрическая машина состоит из:
неподвижной части - статора (для асинхронных и синхронных
машин переменного тока) или индуктора (для машин
постоянного тока)
подвижной части - ротора (для асинхронных и синхронных
машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного
тока).

Обычно ротор – это расположение магнитов в форме цилиндра,
часто образованного катушками тонкой медной проволоки.
Цилиндр имеет центральную ось и называется “ротором” потому,
что ось позволяет ему вращаться, если мотор построен
правильно. Когда через катушки ротора пропускается
электрический ток, весь ротор намагничивается. Именно так
можно создать электромагнит.

8.2 Электродвигатели переменного тока

По принципу работы двигатели переменного тока разделяются
на синхронные и асинхронные двигатели.
Синхронный электродвигатель - электродвигатель
переменного тока, ротор которого вращается синхронно
с магнитным полем питающего напряжения. Данные двигатели
обычно используются при больших мощностях (от сотен киловатт
и выше).
Асинхронный электродвигатель- электродвигатель
переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается
от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим
напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в
настоящее время.

Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя
При включении в сеть в статоре возникает круговое вращающееся
магнитное поле, которое пронизывает короткозамкнутую обмотку
ротора и наводит в ней ток индукции. Отсюда, следуя закону
Ампера, ротор приходит во вращение. Частота вращения ротора
зависит от частоты питающего напряжения и от числа пар
магнитных полюсов. Разность между частотой вращения
магнитного поля статора и частотой вращения ротора
характеризуется скольжением. Двигатель называется асинхронным,
так как частота вращения магнитного поля статора не совпадает с
частотой вращения ротора. Синхронный двигатель имеет отличие в
конструкции ротора. Ротор выполняется либо постоянным
магнитом, либо электромагнитом, либо имеет в себе часть беличьей
клетки (для запуска) и постоянные или электромагниты. В
синхронном двигателе частота вращения магнитного поля статора и
частота вращения ротора совпадают. Для запуска используют
вспомогательные асинхронные электродвигатели, либо ротор с
короткозамкнутой обмоткой.

Трёхфазный асинхронный двигатель

Для расчета характеристик асинхронного двигателя и
исследования различных режимов его работы удобно использовать
схемы замещения.
При этом реальная асинхронная машина с электромагнитными
связями между обмотками заменяется относительно простой
электрической цепью, что позволяет существенно упростить
расчет характеристик.
С учетом того, что основные уравнения асинхронного двигателя
аналогичны таким же уравнениям трансформатора,
схема замещения двигателя такая же, как и у трансформатора.
T-образная схема замещения асинхронного двигателя

При расчете характеристик асинхронного двигателя с
использованием схемы замещения ее параметры должны быть
известны. Т-образная схема полностью отражает физические
процессы, происходящие в двигателе, но сложна при расчете
токов. Поэтому большое практическое применение для анализа
режимов работы асинхронных машин находит другая схема
замещения, в которой намагничивающая ветвь подключена
непосредственно на входе схемы, куда подводится напряжение U1.
Данная схема называется Г-образной схемой замещения.

Г-образная схема
замещения асинхронного
двигателя (а) и ее
упрощенный вариант (б)

У разных механизмов в качестве электропривода служит
асинхронный двигатель, который прост и надежен. Эти двигатели
несложны в изготовлении и дешевы по сравнению с другими
электрическими двигателями. Они широко применяются как в
промышленности, в сельском хозяйстве, так и в строительстве.
Асинхронные двигатели используются в электроприводах
различной строительной техники, в подъемных странах.
Способность работы такого двигателя в режиме повторнократковременного, дает возможность его использования в
строительных кранах. Во время отключения от сети двигатель не
охлаждается и во время работы не успевает нагреться.

8.3. Электродвигатели
постоянного тока

Коллекторный электродвигатель
Самые маленькие двигатели данного типа (единицы ватт)
применяются, в основном, в детских игрушках (рабочее
напряжение 3–9 вольт). Более мощные двигатели (десятки ватт)
применяются в современных автомобилях (рабочее напряжение
12 вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и
вентиляции, дворников.

Коллекторные двигатели могут преобразовывать, как
электрическую энергию в механическую, так и наоборот. Из этого
следует, что он может работать, как двигатель и как генератор.
Рассмотрим принцип действия на электродвигателе.
Из законов физики известно, что, если через проводник,
находящийся в магнитном поле пропустить ток, то на него начнет
действовать сила.
Причем, по правилу правой руки. Магнитное поле направлено от
северного полюса N к южному S, если ладонь руки направить в
сторону северного полюса, а четыре пальца по направлению тока
в проводнике, то большой палец укажет направление
действующей силы на проводник. Вот основа работы
коллекторного двигателя.

Но как мы знаем маленькие правила и создают нужные вещи. На
этой основе была создана рамка вращающаяся в магнитном поле.
Для наглядности рамка показана в один виток. Как и в прошлом
примере, в магнитном поле помещены два проводника, только ток в
этих проводниках направлен в противоположные стороны,
следовательно и силы то же. В сумме эти силы дают крутящий
момент. Но это еще теория.

На следующем этапе был создан простой коллекторный двигатель.
Отличается он от рамки наличием коллектора. Он обеспечивает
одинаковое направление тока над северным и южным полюсами.
Недостаток данного двигателя в неравномерности вращения и
невозможности работать на переменном напряжении.
Следующим этапом неравномерность хода устранили путем
размещения на якоре еще нескольких рамок (катушек), а от
постоянного напряжения отошли заменой постоянных магнитов
на катушки, намотанные на полюс статора. При протекании
переменного тока через катушки изменяется направление тока, как
в обмотках статора, так и якоря, следовательно, крутящий момент,
как при постоянном, так и при переменном напряжении будет
направлен в одну и ту же сторону, что и требовалось доказать.

Устройство коллекторного электродвигателя

Бесколлекторный электродвигатель
Бесколлекторные двигатели постоянного тока называют так же
вентильными. Конструктивно бесколлекторный двигатель состоит
из ротора с постоянными магнитами и статора с обмотками. В
коллекторном двигателе наоборот, обмотки находятся на роторе.