Hari ini adalah mustahil untuk membayangkan tamadun manusia dan masyarakat berteknologi tinggi tanpa elektrik. Salah satu peranti utama yang memastikan operasi peralatan elektrik ialah enjin. Mesin ini telah menemui pengedaran terluas: daripada industri (kipas, penghancur, pemampat) kepada kegunaan domestik (mesin basuh, gerudi, dll.). Tetapi apakah prinsip pengendalian motor elektrik?
Destinasi
Prinsip pengendalian motor elektrik dan matlamat utamanya adalah untuk memindahkan tenaga mekanikal yang diperlukan untuk prestasi proses teknologi kepada badan kerja. Enjin itu sendiri menjananya kerana tenaga elektrik yang digunakan daripada rangkaian. Pada asasnya, prinsip operasi motor elektrik adalah untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal. Jumlah tenaga mekanikal yang dijana olehnya dalam satu unit masa dipanggil kuasa.
Paparanenjin
Bergantung pada ciri rangkaian bekalan, dua jenis motor utama boleh dibezakan: pada arus terus dan arus ulang alik. Mesin DC yang paling biasa ialah motor dengan pengujaan bersiri, bebas dan bercampur. Contoh motor AC ialah mesin segerak dan tak segerak. Walaupun terdapat kepelbagaian yang ketara, peranti dan prinsip pengendalian motor elektrik untuk sebarang tujuan adalah berdasarkan interaksi konduktor dengan arus dan medan magnet, atau magnet kekal (objek feromagnetik) dengan medan magnet.
Gelung semasa - prototaip enjin
Titik utama dalam perkara seperti prinsip pengendalian motor elektrik boleh dipanggil rupa tork. Fenomena ini boleh dipertimbangkan menggunakan contoh bingkai dengan arus, yang terdiri daripada dua konduktor dan magnet. Arus dibekalkan kepada konduktor melalui cincin kenalan, yang dipasang pada paksi bingkai berputar. Selaras dengan peraturan tangan kiri yang terkenal, daya akan bertindak pada bingkai, yang akan menghasilkan tork pada paksi. Ia akan berputar mengikut lawan jam di bawah tindakan jumlah daya ini. Adalah diketahui bahawa momen putaran ini berkadar terus dengan aruhan magnetik (B), kekuatan arus (I), luas bingkai (S) dan bergantung pada sudut antara garis medan dan paksi yang terakhir. Walau bagaimanapun, di bawah tindakan momen yang berubah arahnya, bingkai akan berayun. Apa yang boleh dilakukan untuk mencipta kekalarah? Terdapat dua pilihan di sini:
- ubah arah arus elektrik dalam rangka dan kedudukan konduktor berbanding kutub magnet;
- ubah arah medan itu sendiri, sementara bingkai berputar ke arah yang sama.
Pilihan pertama digunakan untuk motor DC. Dan yang kedua ialah prinsip motor AC.
Menukar arah arus relatif kepada magnet
Untuk menukar arah pergerakan zarah bercas dalam konduktor bingkai dengan arus, anda memerlukan peranti yang akan menetapkan arah ini bergantung pada lokasi konduktor. Reka bentuk ini dilaksanakan melalui penggunaan sesentuh gelongsor, yang berfungsi untuk membekalkan arus ke gelung. Apabila satu cincin menggantikan dua, apabila bingkai berputar separuh pusingan, arah arus diterbalikkan, dan tork mengekalkannya. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa satu cincin dipasang daripada dua bahagian, yang diasingkan antara satu sama lain.
reka bentuk mesin DC
Contoh di atas ialah prinsip kerja motor DC. Mesin sebenar, sudah tentu, mempunyai reka bentuk yang lebih kompleks, di mana berpuluh-puluh bingkai digunakan untuk membentuk belitan angker. Konduktor belitan ini diletakkan dalam alur khas dalam teras feromagnetik silinder. Hujung belitan disambungkan kepada gelang terlindung yang membentuk pengumpul. Penggulungan, komutator dan teras adalah angker yang berputar dalam galas pada badan motor itu sendiri. Medan magnet pengujaan dicipta oleh kutub magnet kekal, yang terletak di dalam perumahan. Penggulungan disambungkan ke sesalur kuasa, dan ia boleh dihidupkan sama ada secara bebas daripada litar angker atau secara bersiri. Dalam kes pertama, motor elektrik akan mempunyai pengujaan bebas, dalam yang kedua - berurutan. Terdapat juga reka bentuk pengujaan bercampur, apabila dua jenis sambungan belitan digunakan serentak.
Mesin segerak
Prinsip pengendalian motor segerak ialah mencipta medan magnet berputar. Kemudian anda perlu meletakkan dalam medan ini konduktor yang diselaraskan dengan arus malar ke arah. Prinsip pengendalian motor segerak, yang telah menjadi sangat meluas dalam industri, adalah berdasarkan contoh di atas dengan gelung dengan arus. Medan berputar yang dicipta oleh magnet dibentuk menggunakan sistem belitan yang disambungkan ke sesalur kuasa. Penggulungan tiga fasa biasanya digunakan, bagaimanapun, prinsip pengendalian motor AC fasa tunggal tidak akan berbeza daripada tiga fasa, kecuali mungkin dalam bilangan fasa itu sendiri, yang tidak penting apabila mempertimbangkan ciri reka bentuk. Belitan diletakkan di dalam slot stator dengan beberapa anjakan di sekeliling lilitan. Ini dilakukan untuk mencipta medan magnet berputar dalam celah udara yang terbentuk.
Synchronism
Titik yang sangat penting ialah operasi segerak motor elektrikpembinaan di atas. Apabila medan magnet berinteraksi dengan arus dalam belitan rotor, proses putaran motor itu sendiri terbentuk, yang akan segerak berkenaan dengan putaran medan magnet yang terbentuk pada stator. Sinkronisme akan dikekalkan sehingga tork maksimum dicapai, yang disebabkan oleh rintangan. Jika beban bertambah, mesin mungkin tidak segerak.
Motor aruhan
Prinsip pengendalian motor elektrik tak segerak ialah kehadiran medan magnet berputar dan bingkai tertutup (kontur) pada pemutar - bahagian berputar. Medan magnet dibentuk dengan cara yang sama seperti dalam motor segerak - dengan bantuan belitan yang terletak di alur stator, yang disambungkan ke rangkaian voltan berselang-seli. Penggulungan rotor terdiri daripada sedozen bingkai gelung tertutup dan biasanya mempunyai dua jenis pelaksanaan: fasa dan litar pintas. Prinsip operasi motor AC dalam kedua-dua versi adalah sama, hanya reka bentuk yang berubah. Dalam kes rotor sangkar tupai (juga dikenali sebagai sangkar tupai), belitan dituangkan dengan aluminium cair ke dalam slot. Dalam pembuatan belitan fasa, hujung setiap fasa dibawa keluar menggunakan gelang sesentuh gelongsor, kerana ini akan membolehkan perintang tambahan dimasukkan ke dalam litar, yang diperlukan untuk mengawal kelajuan enjin.
Mesin daya tarikan
Prinsip pengendalian motor daya tarikan adalah serupa dengan motor DC. Dari rangkaian bekalan, arus dibekalkan kepada pengubah injak naik. Selanjutnyaarus ulang alik tiga fasa dihantar ke pencawang daya tarikan khas. Terdapat penerus. Ia menukar AC kepada DC. Mengikut skema, ia dijalankan dengan salah satu polaritinya ke wayar kenalan, yang kedua - terus ke rel. Perlu diingat bahawa banyak mekanisme daya tarikan beroperasi pada frekuensi yang berbeza daripada industri yang telah ditetapkan (50 Hz). Oleh itu, penukar frekuensi digunakan untuk motor elektrik, prinsip operasinya adalah untuk menukar frekuensi dan mengawal ciri ini.
Di pantograf yang dinaikkan, voltan dibekalkan ke ruang tempat rheostat dan penyentuh permulaan berada. Dengan bantuan pengawal, reostat disambungkan kepada motor daya tarikan, yang terletak pada gandar bogie. Daripada mereka, arus mengalir melalui tayar ke rel, dan kemudian kembali ke pencawang daya tarikan, sekali gus melengkapkan litar elektrik.
