Prezentacja kolektora elektrycznego na lekcję na temat technologii na ten temat. Prezentacja obrotowego silnika elektrycznego ICE

Silnik elektryczny prądu stałego (DCM) to maszyna elektryczna prądu stałego, która przekształca energię elektryczną prądu stałego w energię mechaniczną. Według niektórych opinii silnik ten można również nazwać synchroniczną maszyną prądu stałego z samosynchronizacją. Najprostszy silnik, który jest maszyną prądu stałego, składa się z magnesu trwałego na cewce indukcyjnej (stojanie), jednego elektromagnesu z wyraźnymi biegunami na tworniku (dwie zwory zębate z wyraźnymi biegunami i jedno uzwojenie), zespół kolektora szczotek z dwoma płytami ( lamele) i dwie szczotki.

Stojan (induktor) W zależności od konstrukcji na stojanie DPT umieszczone są magnesy trwałe (mikrosilniki) lub elektromagnesy z uzwojeniami wzbudzenia (cewki indukujące strumień magnetyczny wzbudzenia). W najprostszym przypadku stojan ma dwa bieguny, czyli jeden magnes z jedną parą biegunów. Częściej jednak DCT mają dwie pary biegunów. Jest ich więcej. Oprócz głównych biegunów na stojanie (cewce indukcyjnej) można zamontować dodatkowe bieguny, które mają na celu poprawę komutacji na kolektorze.

Wirnik (armatura) Minimalna liczba zębów wirnika, przy której możliwy jest sam start z dowolnej pozycji wirnika, wynosi trzy. Z trzech pozornie wyraźnych biegunów w rzeczywistości jeden biegun znajduje się zawsze w strefie komutacji, to znaczy wirnik ma dwie pary biegunów (jak stojan, ponieważ w przeciwnym razie praca silnika jest niemożliwa). Wirnik dowolnego DCT składa się z wielu cewek, z których część jest zasilana w zależności od kąta obrotu wirnika względem stojana. Zastosowanie dużej liczby (kilkadziesiąt) cewek jest konieczne w celu zmniejszenia nierównomierności momentu obrotowego, zmniejszenia przełączanego (przełączanego) prądu oraz zapewnienia optymalnej interakcji między polami magnetycznymi wirnika i stojana (tj. wytworzyć maksymalny moment obrotowy na wirniku).

Zgodnie z metodą wzbudzenia silniki elektryczne prądu stałego dzieli się na cztery grupy: 1) Z niezależnym wzbudzeniem, w którym uzwojenie wzbudzenia NOV jest zasilane z zewnętrznego źródła prądu stałego. 2) Z równoległym wzbudzeniem (bocznikiem), w którym uzwojenie wzbudzenia SHOV jest połączone równolegle ze źródłem zasilania uzwojenia twornika. 3) Ze wzbudzeniem sekwencyjnym (seria), w którym uzwojenie wzbudzenia IDS jest połączone szeregowo z uzwojeniem twornika. 4) Silniki o wzbudzeniu mieszanym (złożonym), które mają szeregowy IDS i równoległy SHOV uzwojenia wzbudzenia Obwody wzbudzenia silników prądu stałego przedstawiono na rysunku: A) niezależne, b) równoległe, c) szeregowe, d) mieszane

Kolektor Kolektor (zespół szczotkowo-kolektorowy) pełni jednocześnie dwie funkcje: jest czujnikiem położenia kątowego wirnika oraz wyłącznikiem prądowym ze stykami przesuwnymi. Wzory kolekcjonerskie występują w wielu odmianach. Wyprowadzenia wszystkich cewek są połączone w zespół kolektora. Zespół kolektora jest zwykle pierścieniem płyt stykowych (lameli) odizolowanych od siebie, umieszczonych wzdłuż osi (wzdłuż osi) wirnika. Istnieją inne konstrukcje zespołu kolektora. Szczotki grafitowe Zespół szczotek jest niezbędny do zasilania cewek obracającego się wirnika i przełączania prądu w uzwojeniach wirnika. Pędzel stały kontakt (najczęściej grafit lub miedź-grafit). Szczotki otwierają i zamykają płytki stykowe kolektora wirnika z dużą częstotliwością. W rezultacie podczas pracy silnika prądu stałego w uzwojeniach wirnika zachodzą procesy przejściowe. Procesy te prowadzą do iskrzenia na kolektorze, co znacznie zmniejsza niezawodność silnika prądu stałego. Aby zmniejszyć iskrzenie, stosuje się różne metody, z których główną jest instalacja dodatkowych słupów. Przy dużych prądach w wirniku DCT zachodzą silne procesy przejściowe, w wyniku których iskrzenie może stale pokrywać wszystkie płyty kolektora, niezależnie od położenia szczotek. Zjawisko to nazywa się łukiem pierścienia kolektora lub „ogniem kołowym”. Iskrzenie pierścienia jest niebezpieczne, ponieważ wszystkie płyty kolektora wypalają się jednocześnie, a jego żywotność jest znacznie skrócona. Wizualnie iskrzenie pierścienia pojawia się jako świecący pierścień w pobliżu kolektora. Niedopuszczalny jest efekt łuku kolektora. Przy projektowaniu napędów ustala się odpowiednie ograniczenia maksymalnych momentów obrotowych (a tym samym prądów w wirniku) wytwarzanych przez silnik.

Komutacja w silnikach prądu stałego. Podczas pracy silnika prądu stałego szczotki, ślizgając się po powierzchni wirującego kolektora, przechodzą sukcesywnie z jednej płyty kolektora na drugą. W takim przypadku równoległe odcinki uzwojenia twornika są przełączane i zmienia się w nich prąd. Zmiana prądu następuje, gdy zwój uzwojenia jest zwarty przez szczotkę. Ten proces przełączania i zjawiska z nim związane nazywamy komutacją. W momencie przełączania e jest indukowane w zwartym odcinku uzwojenia pod wpływem własnego pola magnetycznego. itp. z. samoindukcja. Powstały n.p. itp. z. powoduje dodatkowy prąd w zwartym odcinku, co powoduje nierównomierny rozkład gęstości prądu na powierzchni styku szczotek. Ta okoliczność jest uważana za główny powód łuku kolektora pod szczotką. Jakość komutacji ocenia się na podstawie stopnia iskrzenia pod bieżnią szczotki i określa skalę stopni iskrzenia.

Zasada działania Zasada działania dowolnego silnika elektrycznego opiera się na zachowaniu przewodnika z prądem w strumieniu magnetycznym. jeśli prąd przepływa przez przewodnik w strumieniu magnetycznym, to ma tendencję do przesuwania się na bok, to znaczy przewodnik wypchnie ze szczeliny między magnesami jak korek z butelki szampana. Kierunek siły popychającej przewodnik jest ściśle określony i może być określony przez tzw. regułę lewej ręki. Zasada ta jest następująca: jeśli dłoń lewej ręki jest umieszczona w strumieniu magnetycznym tak, że linie strumienia magnetycznego są skierowane do dłoni, a palce są w kierunku przepływu prądu w przewodniku, to kciuk jest zgięty 90 stopni. wskaże kierunek przemieszczenia przewodnika. Wielkość siły, z jaką przewodnik ma tendencję do poruszania się, zależy od wielkości strumienia magnetycznego i wielkości prądu przepływającego przez przewodnik. Jeśli przewodnik jest wykonany w postaci ramy z osią obrotu umieszczoną między magnesami, wówczas rama będzie miała tendencję do obracania się wokół swojej osi. Jeśli nie weźmiemy pod uwagę bezwładności, rama obróci się o 90 stopni, ponieważ wtedy siła poruszającej się ramy będzie znajdowała się w tej samej płaszczyźnie z ramą i będzie miała tendencję do rozsuwania ramy, a nie jej obracania. Ale tak naprawdę rama ślizga się w tej pozycji przez bezwładność, a jeśli w tym momencie zmieni kierunek prądu w ramce, to obróci się co najmniej o kolejne 180 stopni, przy następnej zmianie kierunku prądu w ramce , obróci się o 180 stopni i tak dalej.

Historia stworzenia. Pierwszy etap rozwoju silnika elektrycznego () jest ściśle związany z tworzeniem fizycznych urządzeń demonstrujących ciągłą przemianę energii elektrycznej w energię mechaniczną. W 1821 r. M. Faraday, badając oddziaływanie przewodników z prądem i magnesem, wykazał, że prąd elektryczny powoduje, że przewodnik obraca się wokół magnesu lub magnes obraca się wokół przewodnika. Doświadczenie Faradaya potwierdziło fundamentalną możliwość zbudowania silnika elektrycznego. Dla drugiego etapu rozwoju silników elektrycznych () charakterystyczne są struktury z ruchem obrotowym twornika. Thomas Davenport Amerykański kowal, wynalazca, w 1833 roku zaprojektował pierwszy obrotowy silnik elektryczny prądu stałego, stworzył model pociągu napędzanego nim. W 1837 otrzymał patent na maszynę elektromagnetyczną. W 1834 roku BS Jacobi stworzył pierwszy na świecie elektryczny silnik prądu stałego, w którym zrealizował zasadę bezpośredniego obrotu ruchomej części silnika. W 1838 roku ten silnik (0,5 kW) został przetestowany na Newie, aby napędzać łódź z pasażerami, czyli otrzymał pierwsze praktyczne zastosowanie.

Michael Faraday. 22 września 1791 - 25 sierpnia 1867 Angielski fizyk Michael Faraday urodził się na obrzeżach Londynu w rodzinie kowala. W 1821 roku po raz pierwszy zaobserwował obrót magnesu wokół przewodnika z prądem i przewodnika z prądem wokół magnesu, stworzył pierwszy model silnika elektrycznego. Jego badania zostały zwieńczone odkryciem w 1831 roku zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Faraday szczegółowo zbadał to zjawisko, wyprowadził jego podstawowe prawo, odkrył zależność prądu indukcyjnego od właściwości magnetycznych ośrodka, zbadał zjawisko samoindukcji i dodatkowych prądów zamykania i otwierania. Odkrycie zjawiska indukcji elektromagnetycznej natychmiast nabrało ogromnego znaczenia naukowego i praktycznego; zjawisko to leży u podstaw np. pracy wszystkich generatorów prądu przemiennego i stałego. Idee Faradaya dotyczące pól elektrycznych i magnetycznych miały wielki wpływ na rozwój całej fizyki.

Thomasa Davenporta. Thomas urodził się 9 lipca 1802 r. na farmie w pobliżu Williamstown w stanie Vermont. Jedynym sposobem nauczania Tomasza było samokształcenie. Kupuje czasopisma i książki, aby być na bieżąco z najnowszymi osiągnięciami inżynierii. Thomas wykonuje kilka własnych magnesów i przeprowadza z nimi eksperymenty, wykorzystując jako źródło prądu baterię galwaniczną Volty. Po stworzeniu silnika elektrycznego Davenport buduje model lokomotywy elektrycznej poruszającej się po torze kołowym o średnicy 1,2 m i zasilanej stacjonarnym ogniwem galwanicznym. Wynalazek Davenporta zyskuje na znaczeniu, prasa zwiastuje rewolucję w nauce. Amerykański kowal, wynalazca. W 1833 r. zaprojektował pierwszy obrotowy silnik elektryczny prądu stałego, stworzył model napędzanego nim pociągu. W 1837 otrzymał patent na maszynę elektromagnetyczną.

BS Jacobi. Jacobi Boris Semenovich jest pochodzenia niemieckiego, (). Jeśli chodzi o Borisa Semenovicha Jacobiego, jego zainteresowania naukowe były związane głównie z fizyką, a zwłaszcza z elektromagnetyzmem, a naukowiec zawsze szukał praktycznego zastosowania dla swoich odkryć. W 1834 roku Jacobi wynalazł silnik elektryczny z obracającym się wałem roboczym, którego praca polegała na przyciąganiu przeciwnych biegunów magnetycznych i odpychaniu tych samych. W 1839 r. Jacobi wraz z akademikiem Emily Christianovich Lenz () zbudował dwa ulepszone i mocniejsze silniki elektryczne. Jeden z nich został zainstalowany na dużej łodzi i obracał kołami łopatkowymi. Duże znaczenie dla Rosji miały prace Jacobiego dotyczące organizacji szkolnictwa elektrotechnicznego. Na początku lat czterdziestych opracował i przeczytał pierwsze kursy z elektrotechniki stosowanej, przygotował program studiów teoretycznych i praktycznych.

Klasyfikacja DCT jest klasyfikowana według rodzaju układu magnetycznego stojana: z magnesami trwałymi; z elektromagnesami: - z niezależnym załączaniem uzwojeń (pobudzenie niezależne); - z sekwencyjnym załączaniem uzwojeń (sekwencyjne wzbudzanie); - z równoległym połączeniem uzwojeń (wzbudzenie równoległe); - z mieszanym włączeniem uzwojeń (mieszane wzbudzenie): z przewagą uzwojenia szeregowego; z przewagą uzwojenia równoległego; Rodzaj połączenia uzwojeń stojana znacząco wpływa na trakcję i Parametry elektryczne silnik elektryczny.

Zastosowanie Dźwigi różnych gałęzi przemysłu Napęd, z wymaganiami regulacji prędkości w szerokim zakresie i wysokim momencie rozruchowym Napęd elektryczny trakcyjny lokomotyw spalinowych, lokomotyw elektrycznych, statków motorowych, wywrotek górniczych itp. Rozruszniki elektryczne samochodów, ciągników itp. prąd z czterema szczotkami. W rezultacie równoważna impedancja zespolona wirnika zmniejsza się prawie czterokrotnie. Stojan takiego silnika ma cztery bieguny (dwie pary biegunów). Prąd rozruchowy w rozrusznikach samochodowych wynosi około 200 amperów. Tryb pracy jest krótkotrwały.

Zalety: prostota urządzenia i sterowania; prawie liniowa charakterystyka mechaniczna i sterownicza silnika; łatwa regulacja prędkości; dobre właściwości rozruchowe (wysoki moment rozruchowy); bardziej kompaktowy niż inne silniki (jeśli używasz silnych magnesów trwałych w stojanie); ponieważ DPT są maszynami odwracalnymi, możliwe staje się używanie ich zarówno w trybie silnika, jak i generatora.

Wniosek: Silniki elektryczne odgrywają ogromną rolę w naszym współczesnym życiu, gdyby nie było silnika elektrycznego, nie byłoby światła (użyj jako generatora), nie byłoby wody w domu, ponieważ silnik elektryczny jest używany w pompie, ludzie nie mogli podnosić ciężkich ładunków (stosowanie w różnych dźwigach) itp.

Silniki prądu stałego

Plan wykładu: 1. Pojęcia podstawowe. 2. Rozruch silnika. 3. Silnik wzbudzenia równoległego. 4. Silnik wzbudzenia sekwencyjnego. 5. Silnik o wzbudzeniu mieszanym.

1. Podstawowe pojęcia Maszyny kolektorowe posiadają właściwość odwracalności tj. mogą pracować zarówno w trybie generatora, jak i silnika. Dlatego też, jeśli maszyna prądu stałego jest podłączona do źródła prądu stałego, prądy pojawią się w uzwojeniu wzbudzenia i uzwojeniu twornika maszyny. Oddziaływanie prądu twornika z polem wzbudzenia wytwarza moment elektromagnetyczny M na tworniku, który nie zwalnia, jak to miało miejsce w generatorze, lecz obraca się.

Pod wpływem momentu elektromagnetycznego twornika maszyna zaczyna się obracać, tj. maszyna będzie działać w trybie silnikowym, pobierając energię elektryczną z sieci i przetwarzając ją na energię mechaniczną. Podczas pracy silnika jego zwora obraca się w polu magnetycznym. EMF Ea jest indukowane w uzwojeniu twornika, którego kierunek można określić za pomocą zasady „prawej ręki”. Ze swej natury nie różni się od pola elektromagnetycznego indukowanego w uzwojeniu twornika generatora. W silniku siła elektromotoryczna jest skierowana przeciw prądowi Ia i dlatego nazywana jest tylną siłą elektromotoryczną (tylną siłą elektromotoryczną) twornika (ryc. 1).

Ryż. 1. Kierunek siły przeciwelektromotorycznej w uzwojeniu twornika silnika Kierunek obrotu twornika zależy od kierunków strumienia magnetycznego Ф i prądu w uzwojeniu twornika. Dlatego zmieniając kierunek dowolnej ze wskazanych wartości, możesz zmienić kierunek obrotu twornika. Podczas przełączania wspólnych zacisków obwodu na przełączniku nożowym nie zmienia to kierunku obrotu twornika, ponieważ zmienia to jednocześnie kierunek prądu zarówno w uzwojeniu twornika, jak iw uzwojeniu wzbudzenia.

2. Rozruch silnika Gdy silnik jest bezpośrednio podłączony do sieci, w jego uzwojeniu twornika występuje prąd rozruchowy: Ia ’= ​​U / = Σr. Zazwyczaj rezystancja Σr jest mała, więc prąd rozruchowy osiąga niedopuszczalnie wysokie wartości, 10- do 20-krotność prądu znamionowego silnika. Tak duży prąd rozruchowy jest niebezpieczny dla silnika, może spowodować pożar dookoła maszyny, przy takim prądzie w silniku powstaje zbyt duży moment rozruchowy, co ma wpływ na części wirujące silnika i może je mechanicznie zniszczyć.

Ryż. 2. Schemat włączenia reostatu rozruchowego Przed uruchomieniem silnika należy przestawić dźwignię P reostatu na styk jałowy 0 (rys. 2). Następnie włącza się przełącznik, przesuwając dźwignię do pierwszego styku pośredniego 1, a obwód twornika silnika jest podłączony do sieci przez największą rezystancję reostatu rp p = r1 + r2 + r3 + r4.

Do uruchamiania silników o większej mocy niepraktyczne jest stosowanie reostatów rozruchowych, ponieważ powodowałoby to znaczne straty energii. Ponadto uruchamianie reostatów byłoby kłopotliwe. Dlatego silniki mają duże napięcie rozruchowe mocy silnika. Przykładami silników trakcyjnych lokomotywy elektrycznej są przełączanie ich z połączenia szeregowego podczas rozruchu na równoległe podczas normalnej pracy lub rozruch silnika w układzie generator-silnik. zastosowane przez to bezoporowe obniżenie są rozruchem

3. Silnik o wzbudzeniu równoległym Obwód podłączenia silnika wzbudzenia równoległego do sieci pokazano na ryc. 3, za. Cechą charakterystyczną tego silnika jest to, że prąd uzwojenia wzbudzenia jest niezależny od prądu obciążenia. Reostat w obwodzie wzbudzenia rr służy do regulacji prądu w uzwojeniu wzbudzenia oraz strumienia magnetycznego biegunów głównych. silnika są określone przez jego charakterystyki sterowania, które są rozumiane jako zależność prędkości obrotowej n, prądu I, użytecznego momentu M2, momentu M od mocy na wale silnika P2 przy U = const i Iv = const (rys. 3,b). Właściwości użytkowe

Ryż. 3. Schemat silnika o wzbudzeniu równoległym (a) i jego charakterystyka pracy (b) Wyrażona w procentach zmiana prędkości obrotowej silnika podczas przejścia od obciążenia znamionowego do XX, wyrażona w procentach, nazywana jest zmianą prędkości znamionowej:

linia prosta Jeśli pominiemy reakcję twornika, to (ponieważ Iw = const) możemy przyjąć Ф = const. Następnie charakterystyka mechaniczna równoległego silnika wzbudzenia jest nieco nachylona do osi odciętej (ryc. 4, a). Kąt nachylenia charakterystyki mechanicznej jest tym większy, im większa jest wartość rezystancji zawartej w obwodzie twornika. z Mechaniczny brak dodatkowej rezystancji w obwodzie twornika 1). Charakterystyki mechaniczne silnika, uzyskane przez wprowadzenie dodatkowej rezystancji do obwodu twornika, nazywane są sztucznymi (linie 2 i 3). naturalna charakterystyka linii silnika, zwana (prosta

Ryż. 45.4. Charakterystyka mechaniczna silnika wzbudzenia równoległego: a - gdy do obwodu twornika zostanie wprowadzony dodatkowy opór; b - przy zmianie głównego strumienia magnetycznego; c - gdy zmienia się napięcie w obwodzie twornika Rodzaj charakterystyki mechanicznej zależy również od wartości głównego strumienia magnetycznego F. Czyli wraz ze wzrostem Ф wzrasta częstotliwość obrotów XX n0 i jednocześnie rośnie Δn.

4. Silnik wzbudzenia sekwencyjnego W tym silniku uzwojenie wzbudzenia jest połączone szeregowo z obwodem twornika (ryc. 5, a), dlatego strumień magnetyczny Ф w nim zależy od prądu obciążenia I = Ia = Iв. Pod niezbędnymi obciążeniami układ magnetyczny maszyny nie jest nasycony, a zależność strumienia magnetycznego od prądu obciążenia jest wprost proporcjonalna, tj. Ф = kфIa. W tym przypadku znajdujemy moment elektromagnetyczny: M = cmkfIaIa = cm ’Ia2.

Ryż. 5. Silnik wzbudzenia sekwencyjnego: a - schemat ideowy; b - charakterystyka wydajności; c - właściwości mechaniczne, 1 - charakterystyka naturalna; 2 - charakterystyka sztuczna Moment obrotowy silnika w układzie nienasyconym jest proporcjonalny, a prędkość obrotowa odwrotna do stanu kwadratu magnetycznego proporcjonalna do prądu obciążenia. obecny,

5, b Na ryc. pokazuje charakterystykę wydajności M = f (I) i n = f (I) silnika szeregowego. Przy dużych obciążeniach dochodzi do nasycenia układu magnetycznego silnika. W takim przypadku strumień magnetyczny prawie się nie zmieni wraz ze wzrostem obciążenia, a charakterystyka silnika stanie się prawie liniowa. Charakterystyka częstotliwościowa sekwencyjnego obrotu pola pokazuje, że prędkość obrotowa silnika zmienia się znacząco wraz ze zmianami obciążenia. Ta cecha jest zwykle nazywana miękką. silnik

2) zapewnić n charakterystyki wzbudzenia Silnik mechaniczny = f (M) sekwencyjny pokazano na rys. 5,c. Ostro opadające krzywe charakterystyk mechanicznych (naturalne 1 i sztuczne dla silnika sekwencyjnego stabilna praca przy dowolnym obciążeniu mechanicznym. zwiększając obciążenie silnika, moc na jego wejściu rośnie wolniej niż moment obrotowy.

Ryż. 6. Regulacja prędkości silników 2) zapewnia wzbudzenie sekwencyjne Charakterystyki wzbudzenia silnika Mechaniczne f (M) = sekwencyjne pokazano na ryc. 5,c. Ostro opadające krzywe charakterystyk mechanicznych (naturalna 1 i silnik ze sztucznym wzbudzeniem sekwencyjnym stabilna praca n

Prędkość obrotową silników polowych szeregowych można regulować poprzez zmianę napięcia U lub strumienia magnetycznego uzwojenia pola. W pierwszym przypadku reostat regulacyjny Rrg jest sekwencyjnie włączany do obwodu twornika (ryc. 6, a). Wraz ze wzrostem rezystancji tego reostatu zmniejsza się napięcie na wejściu silnika i częstotliwość jego obrotów. Ta metoda sterowania jest stosowana w silnikach o małej mocy. W tym przypadku metoda znacznej mocy silnika jest nieopłacalna ze względu na duże straty energii w Rr. Ponadto reostat Rrg, obliczony dla pracy i prądu, jest drogi. masywny ten silnik okazuje się

Gdy kilka silników tego samego typu współpracuje ze sobą, prędkość obrotowa jest regulowana poprzez zmianę obwodu ich połączenia względem siebie (ryc. 6, b). Tak więc, gdy silniki są połączone równolegle, każdy z nich znajduje się pod pełnym napięciem sieciowym, a gdy dwa silniki są połączone szeregowo, każdy silnik odpowiada za połowę napięcia sieciowego. Przy jednoczesnej pracy większej liczby silników, możliwe jest więcej opcji przełączania. Ten sposób sterowania prędkością jest stosowany w lokomotywach elektrycznych, w których zainstalowano kilka silników trakcyjnych tego samego typu. na

Zmiana napięcia dostarczanego do silnika jest również możliwa, gdy silnik jest zasilany ze źródła napięcia stałego o regulowanym napięciu (na przykład zgodnie z obwodem podobnym do rys. 7, a). Wraz ze spadkiem napięcia dostarczanego do silnika, jego właściwości mechaniczne przesuwają się w dół, praktycznie bez zmiany ich krzywizny (rys. 8). częstotliwość rotacji rr; Możliwe jest regulowanie silnika poprzez zmianę strumienia magnetycznego na trzy sposoby: przez przetaczanie uzwojenia wzbudzenia uzwojenia za pomocą reostatu zwory wzbudzającej; przez manewrowanie z reostatem rsh. cięcie uzwojenia

Silniki elektryczne

• Cel: zbadanie urządzenia i zasady działania wiadomości e-mail. silniki o różnych konstrukcjach; zapoznać się z zasadą działania silnika asynchronicznego (jednofazowego)

Wiertarka elektryczna

• Gdzie są używane silniki elektryczne w życiu codziennym i przemyśle?

• Wiertarka elektryczna
• Pralka
• Odkurzacz
• Golarka elektryczna
• Maszyna do szycia
• Transport elektryczny itp.

Wiertarka elektryczna wykorzystuje kolektorowy silnik elektryczny

• Wiertarka elektryczna

• Wiertarka elektryczna wykorzystuje kolektorowy silnik elektryczny

• Silnik elektryczny

Na pralki zastosowano asynchroniczny jednofazowy silnik elektryczny

• Pralka

• W pralkach zastosowano asynchroniczny jednofazowy silnik elektryczny

• silnik elektryczny

W odkurzaczach zastosowano silnik kolektora

• odkurzacz

• W odkurzaczach zastosowano silnik kolektora

• silnik elektryczny

Do ruchu tramwajów, trolejbusów, pociągów elektrycznych wykorzystywane są silniki elektryczne dużej mocy.

• transport elektryczny

• Do ruchu tramwajów, trolejbusów, pociągów elektrycznych wykorzystywane są silniki elektryczne dużej mocy.

Silnik kolektora jest wszechstronny i może działać zarówno na prąd stały, jak i przemienny.

• Urządzenie silnika kolektora

• Silnik kolektora jest wszechstronny i może działać zarówno na prąd stały, jak i przemienny.

• Kotwica

• kolektor

• Stanina
• induktor

Zmieniając napięcie na szczotkach silnika, możesz dostosować prędkość wirnika. Dzięki temu silnik kolektora znajduje zastosowanie w tych maszynach, w których konieczna jest zmiana prędkości obrotowej mechanizmów. oraz transport elektryczny)

• Cechy pracy silnika kolektora.

• Zmieniając napięcie na szczotkach silnika, możesz dostosować prędkość wirnika. Dzięki temu silnik kolektora znajduje zastosowanie w tych maszynach, w których konieczna jest zmiana prędkości obrotowej mechanizmów. (sprzęt kuchenny; wiertarka elektryczna; golarka elektryczna; suszarka do włosów; magnetofony; maszyna do szycia; elektryczne narzędzia stolarskie itp., oraz transport elektryczny)

• pędzle

• kolektor

• Uzwojenie wirnika

Zasada działania silnika opiera się na interakcji

• Jak działa silnik kolektora?

• Zasada działania silnika opiera się na interakcji
• konduktor ( kotwice) prądem elektrycznym i polem magnetycznym,
• generowane przez elektromagnes (induktor)... Siła mechaniczna,
• wynikające z takiej interakcji sprawia, że ​​się obraca
• Kotwica (wirnik).
• Takie silniki dzielą się na:
• silniki prądu przemiennego, których rama i rdzeń są wykonane z elektrotechnicznych blach stalowych;
• Silniki prądu stałego, w których wymienione części są wykonane w postaci stałej.
• Uzwojenie polowe elektromagnesu w silnikach prądu przemiennego jest połączone szeregowo z uzwojeniem twornika, co zapewnia duży moment rozruchowy.

Następnie rozważymy zasadę działania silnika asynchronicznego.

• Asynchroniczne urządzenie silnikowe

• Następnie rozważymy zasadę działania silnika asynchronicznego.

• wirnik

• stojan

Zasada działania silnika indukcyjnego opiera się na oddziaływaniu wirującego pola magnetycznego z prądami indukowanymi przez pole w przewodach wirnika klatkowego.

• Praca silnika asynchronicznego

• Zasada działania silnika indukcyjnego opiera się na oddziaływaniu wirującego pola magnetycznego z prądami indukowanymi przez pole w przewodach wirnika klatkowego.
• Wirnik jest ułożyskowany i dlatego porusza się w kierunku obracającego się wirnika.
• konstrukcyjnie silnik asynchroniczny składa się z dwóch głównych części:
• - naprawiony - stojan;
• - ruchomy - rotor.
• Stojan ma trzy uzwojenia nawinięte pod kątem 120°. Wirnik posiada uzwojenie klatkowe.

Silniki asynchroniczne mają swoje:

• Praca silnika asynchronicznego

• Silniki asynchroniczne mają swoje:
• * zalety - prosta w budowie, niezawodna w działaniu i stosowana we wszystkich sektorach gospodarki narodowej;
• * wady - brak możliwości uzyskania stałej liczby obrotów (w porównaniu do kolekcjonera); przy rozruchu ma duży prąd, wrażliwy na wahania napięcia w sieci.
• Z całkowitej liczby wyprodukowanych silników elektrycznych 95% to silniki asynchroniczne.

W przeciwieństwie do silnika kolektorowego, w którym występuje tarcie szczotek węglowych wzdłuż kolektora, w silniku asynchronicznym uzwojenia znajdują się w stojanie, dlatego bez części trących żywotność silnika asynchronicznego jest znacznie wyższa niż silnika kolektora, oraz jego zakres zastosowania jest znacznie szerszy.

• Cechy działania asynchronicznego silnika elektrycznego

• W przeciwieństwie do silnika kolektorowego, w którym występuje tarcie szczotek węglowych wzdłuż kolektora, w silniku asynchronicznym uzwojenia znajdują się w stojanie, dlatego bez części trących żywotność silnika asynchronicznego jest znacznie wyższa niż silnika kolektora, oraz jego zakres zastosowania jest znacznie szerszy. (pralki, odkurzacze, maszyny do obróbki drewna i metalu, wentylatory, pompy, kompresory itp.

• Kotwica

• uzwojenia

Aby używać silnika trójfazowego w życiu codziennym, w którym występuje jednofazowe okablowanie elektryczne, kondensator musi być podłączony do obwodu. Wadą tej metody jest zastosowanie drogich kondensatorów papierowych.

• Używanie silnika trójfazowego w życiu codziennym

• Aby używać silnika trójfazowego w życiu codziennym, w którym występuje jednofazowe okablowanie elektryczne, kondensator musi być podłączony do obwodu. Wadą tej metody jest zastosowanie drogich kondensatorów papierowych. (na każde 100W mocy 10Mkf dla napięcia 250-450V.

• Podłączanie asynchronicznego silnika jednofazowego do sieci

• W maszynach domowych stosuje się jednofazowe silniki asynchroniczne, które mają dwa uzwojenia:
• # pracujący; # wyrzutnia; Uzwojenia są ustawione pod kątem 90 °. Po podłączeniu do sieci powstaje wirujące pole magnetyczne, a wirnik klatkowy zaczyna się obracać, po czym uzwojenie początkowe zostaje wyłączone.
• uzwojenie początkowe
• ~ 220V

• Określ, jaki rodzaj silnika elektrycznego jest używany w tym urządzeniu gospodarstwa domowego.

• Określ, jaki rodzaj silnika elektrycznego jest używany w technologii przemysłowej.

„Wydajność” - Określenie wydajności przy podnoszeniu ciała. Archimedesa. Waga pręta. Zbuduj instalację. Efektywność. Pojęcie efektywności. Solidny. Ścieżka S. Istnienie tarcia. Zmierzyć siłę ciągnącą F. Stosunek pracy użytecznej do pełna praca... Rzeki i jeziora. Dokonuj obliczeń.

„Rodzaje silników” - Silnik elektryczny. Silnik odrzutowy. Rodzaje silników spalinowych. Turbina parowa. Silniki. Silnik parowy. Maszyna energetyczna, która zamienia każdą energię w pracę mechaniczną. Zasada działania silnika elektrycznego. Zasada działania silnika parowego. Sprawność silnika wewnętrzne spalanie... Kuzminsky Pavel Dmitrievich.

„Silniki cieplne a środowisko” – Substancje te są uwalniane do atmosfery. Cardano Gerolamo. Schemat silnika cieplnego. Połzunow Iwan Iwanowicz. Samolot. Zasada działania silnika gaźnika. Cykl Carnota. Lokomotywa parowa Denisa Papina. Papin Denis. Schemat procesu pracy czterosuwowego silnika wysokoprężnego. Ochrona środowiska. Agregat chłodniczy.

„Korzystanie z silników cieplnych” - Wewnętrzne zapasy energii. W rolnictwie. Transportem wodnym. Liczba pojazdów elektrycznych. Niemiecki inżynier Daimler. Prześledźmy historię rozwoju silników cieplnych. Projekt silnik benzynowy... Powietrze. Francuski inżynier Cugno. Ilość szkodliwych substancji. Inżynier Gero. Początek historii powstania silników odrzutowych.

„Silniki i maszyny cieplne” - Pojazdy elektryczne. Energia wewnętrzna silników cieplnych. Silnik jądrowy. Model silnika spalinowego. Wady samochodu elektrycznego. Maszyny cieplne. Ogólna forma silnik spalinowy. Diesel. Turbina parowa z podwójną obudową. Silnik parowy. Rozwiązywanie problemów środowiskowych. Silnik odrzutowy. Różne typy silników cieplnych.

„Rodzaje silników cieplnych” - Harm. Silnik spalinowy. Silniki cieplne. Turbina parowa. Krótka historia rozwoju. Rodzaje silników cieplnych. Zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska. Znaczenie silników cieplnych. Cykl Carnota. Krótka historia. Silnik rakietowy.

Łącznie jest 31 prezentacji

Silnik elektryczny - maszyna elektryczna
(przetwornica elektromechaniczna), w której układ elektryczny
energia jest zamieniana na mechaniczną, efekt uboczny
to wytwarzanie ciepła.
Silniki elektryczne
Prąd przemienny
Synchroniczny
Asynchroniczny
Prąd stały
Kolektor
Bezszczotkowy
uniwersalny
(móc zjeść
oba rodzaje
obecny)

Podstawą pracy każdej maszyny elektrycznej są:
zasada indukcji elektromagnetycznej.
Maszyna elektryczna składa się z:
część stacjonarna - stojan (dla asynchronicznych i synchronicznych)
maszyn AC) lub cewki indukcyjnej (do maszyn)
prąd stały)
część ruchoma - wirnik (dla asynchronicznego i synchronicznego)
maszyn AC) lub armatury (dla maszyn DC)
obecny).

Zwykle wirnik to układ magnesów w kształcie walca,
często tworzone przez zwoje cienkiego drutu miedzianego.
Cylinder ma oś centralną i jest nazywany „wirnikiem”, ponieważ
że oś pozwala mu się obracać, jeśli silnik jest zbudowany;
Prawidłowy. Kiedy przechodzi przez cewki wirnika
prąd elektryczny, cały wirnik jest namagnesowany. Dokładnie tak
możesz stworzyć elektromagnes.

8.2 Silniki prądu przemiennego

Silniki prądu przemiennego są podzielone zgodnie z zasadą działania
do silników synchronicznych i asynchronicznych.
Synchroniczny silnik elektryczny - silnik elektryczny
prąd przemienny, którego wirnik obraca się synchronicznie
z polem magnetycznym napięcia zasilania. Te silniki
zwykle używany przy dużej mocy (od setek kilowatów)
i wyżej).
Silnik asynchroniczny-silnik elektryczny
prąd przemienny, w którym różni się prędkość wirnika
o częstotliwości wirującego pola magnetycznego wytwarzanego przez zasilanie
napięcie. Te silniki są najczęściej spotykane w
czas teraźniejszy.

Zasada działania trójfazowego asynchronicznego silnika elektrycznego
Po podłączeniu do sieci w stojanie obraca się kołowo
pole magnetyczne przenikające przez zwarte uzwojenie
wirnika i indukuje w nim prąd indukcyjny. Stąd, zgodnie z prawem
Amper, wirnik zaczyna się obracać. Prędkość wirnika
zależy od częstotliwości napięcia zasilającego i od liczby par
bieguny magnetyczne. Różnica między prędkością
pole magnetyczne stojana i prędkość wirnika
charakteryzuje się ślizganiem. Silnik nazywa się asynchronicznym,
ponieważ częstotliwość obrotu pola magnetycznego stojana nie pokrywa się z
prędkość wirnika. Silnik synchroniczny ma różnicę w
konstrukcja wirnika. Wirnik jest albo stały
magnes lub elektromagnes lub ma część wiewiórki
ogniwa (do uruchomienia) oraz stałe lub elektromagnesy. V
silnik synchroniczny częstotliwość obrotów pola magnetycznego stojana i
prędkość wirnika jest taka sama. Aby uruchomić, użyj
pomocnicze asynchroniczne silniki elektryczne lub wirnik z
zwarte uzwojenie.

Trójfazowy silnik asynchroniczny

Aby obliczyć charakterystykę silnika indukcyjnego i
wygodne w użyciu badanie różnych trybów jego działania
równoważne obwody.
W tym przypadku prawdziwa maszyna asynchroniczna z elektromagnetycznym
połączenia między uzwojeniami zostają zastąpione stosunkowo prostym
obwód elektryczny, co pozwala na znaczne uproszczenie
obliczanie charakterystyk.
Biorąc pod uwagę, że podstawowe równania silnika indukcyjnego
są podobne do tych samych równań transformatora,
równoważny obwód silnika jest taki sam jak obwód transformatora.
Obwód zastępczy silnika indukcyjnego w kształcie litery T

Przy obliczaniu charakterystyki silnika indukcyjnego z
stosując obwód równoważny, jego parametry powinny być
są znane. Wzór w kształcie litery T w pełni odzwierciedla fizyczność
procesy zachodzące w silniku, ale trudne do obliczenia
prądy. Dlatego świetna praktyczna aplikacja do analizy
tryby działania maszyn asynchronicznych znajdują się na innym schemacie
substytucja, w której połączona jest gałąź magnesująca
bezpośrednio na wejściu obwodu, gdzie dostarczane jest napięcie U1.
Ten obwód nazywa się równoważnym obwodem w kształcie litery L.

Schemat w kształcie litery L
zastępowanie asynchroniczne
silnik (a) i jego
wersja uproszczona (b)

Różne mechanizmy służą jako napęd elektryczny
silnik asynchroniczny, który jest prosty i niezawodny. Te silniki
łatwe w produkcji i tanie w porównaniu do innych
silniki elektryczne. Są szeroko stosowane w obu
przemysł, rolnictwo i budownictwo.
W napędach elektrycznych stosowane są silniki asynchroniczne
różne maszyny budowlane w krajach dźwigowych.
Zdolność takiego silnika do pracy w powtarzalnym trybie krótkotrwałym pozwala na jego użytkowanie
żurawie budowlane. Podczas odłączania od sieci silnik nie jest
schładza się i nie ma czasu na rozgrzanie podczas pracy.

8.3. Silniki elektryczne
prąd stały

Silnik kolektora
Najmniejsze silniki tego typu (jednostki watów)
stosowane są głównie w zabawkach dla dzieci (działające
napięcie 3-9 woltów). Mocniejsze silniki (dziesiątki watów)
stosowane w nowoczesne samochody(napięcie robocze)
12 V): napędzaj wentylatory chłodzące i
wentylacja, wycieraczki.

Silniki szczotek mogą konwertować jak
energię elektryczną na mechaniczną i odwrotnie. Z tego
z tego wynika, że ​​może pracować jako silnik i jako generator.
Rozważ zasadę działania na silniku elektrycznym.
Z praw fizyki wiadomo, że jeśli przez dyrygenta,
przepuścić prąd w polu magnetycznym, to się uruchomi
działać siłą.
Co więcej, zgodnie z regułą prawej ręki. Pole magnetyczne jest skierowane z dala od
biegun północny N do południowego S, jeśli dłoń jest skierowana do
w kierunku bieguna północnego i cztery palce w kierunku prądu
w eksploratorze kciuk wskaże kierunek
siła działająca na przewodnik. Oto podstawy
silnik kolektora.

Ale ponieważ znamy małe zasady i tworzymy właściwe rzeczy. Na
Na tej podstawie powstała rama obracająca się w polu magnetycznym.
Dla jasności ramka jest pokazana w jednej turze. Jak w przeszłości
przykład, dwa przewodniki są umieszczone w polu magnetycznym, tylko prąd w
te przewodniki są skierowane w przeciwnych kierunkach,
stąd siły są takie same. Siły te sumują się do momentu obrotowego
za chwilę. Ale to wciąż teoria.

Kolejnym krokiem było stworzenie prostego silnika szczotkowego.
Różni się od ramy obecnością kolekcjonera. To zapewnia
ten sam kierunek prądu nad biegunami północnym i południowym.
Wadą tego silnika jest nierównomierność obrotów i
niezdolność do pracy na napięciu przemiennym.
Kolejnym krokiem było zniwelowanie nierówności kursu poprzez:
umieszczenie jeszcze kilku ramek (cewek) na kotwie, a od
Napięcie DC odsunięte przez wymianę magnesów trwałych
na cewkach nawiniętych na biegunie stojana. Kiedy płynie
prąd przemienny płynący przez cewki zmienia kierunek prądu, ponieważ
w uzwojeniach stojana i w tworniku, zatem moment obrotowy,
zarówno przy napięciu stałym, jak i przemiennym będą
skierowane w tym samym kierunku, co wymagane do udowodnienia.

Urządzenie silnika kolektora

Silnik bezszczotkowy
Nazywane są również bezszczotkowe silniki prądu stałego
zawór. Konstrukcja silnika bezszczotkowego składa się z
z wirnika z magnesami trwałymi i stojana z uzwojeniami. V
Natomiast w silniku kolektorowym uzwojenia znajdują się na wirniku.