Принцип на работа на електричниот мотор. Принцип на работа на моторот со наизменична струја. Физика, Степен 9

Денес е невозможно да се замисли човечката цивилизација и високотехнолошкото општество без електрична енергија. Еден од главните уреди кои обезбедуваат работа на електрични апарати е моторот. Оваа машина најде најширока дистрибуција: од индустријата (навивачи, мелници, компресори) до употреба во домаќинството (машини за перење, вежби, итн.). Но, што е принципот на електричниот мотор?

Назначување

Принципот на работа на електричниот мотор и неговите главни цели е да се пренесат на работните тела механичката енергија неопходна за исполнување на технолошките процеси. Самиот мотор го генерира на сметка на потрошената електрична енергија од мрежата. Во суштина, принципот на електричниот мотор е да ја претвори електричната енергија во механичка енергија. Количината на механичка енергија произведена од него за една единица на време се нарекува моќност.

Видови на мотори

Во зависност од карактеристиките на мрежата за напојување, можете да разликувате два главни типа на моторот: на постојана и наизменична струја. Најчестите машини за еднонасочна струја се мотори со секвенцијално, независно и мешано возбудување. Примери за мотори со наизменична струја можат да бидат синхрони и асинхрони машини. И покрај очигледната разновидност, уредот и принципот на работа на електричниот мотор од која било ознака се засноваат на интеракцијата на проводникот со струја и магнетно поле или со постојан магнет (феромагнетски објект) со магнетно поле.

Рамка со струја - прототип на моторот

Главната точка во такво прашање, како што е принципот на електричниот мотор, може да се нарече појава на вртежен момент. Сметаат дека овој феномен може да биде пример за рамка со струја, која се состои од два проводници и еден магнет. На проводниците, струјата се напојува преку контактните прстени, кои се фиксирани на оската на ротирачката рамка. Во согласност со познатото правило на левата рака, силите ќе дејствуваат на рамката, што ќе создаде вртежен момент околу оската. Под дејство на оваа вкупна сила ќе се ротира во спротивна насока од стрелките на часовникот. Познато е дека овој вртежен момент е директно пропорционален на магнетната индукција (B), струјата на струјата (I), рамковната област (S) и зависи од аголот помеѓу полето на линиите и оската на вториот. Сепак, под дејство на момент на промена во нејзината насока, рамката ќе изврши осцилаторни движења. Што да направите за да креирате постојана насока? Постојат две опции:

• Променете ја насоката на електричната струја во рамката и положбата на проводниците во однос на столбовите на магнетот;
• Променете ја насоката на самата поле, додека рамката се ротира во иста насока.

Првата опција се користи за DC мотори. И второто е принципот на AC моторот.

Менување на тековната насока во однос на магнет

Со цел да се промени правецот на движење на наелектризирани честички во проводникот на тековната рамка, неопходно е да се има уред кој ја одредува оваа насока, во зависност од распоредот на проводниците. Овој дизајн се реализира поради употребата на лизгачки контакти, кои служат за да доведат до тековната рамка. Кога заменувате еден прстен со два, кога рамката се сврти половина кривина, насоката на струјата се менува во спротивна насока, а вртежниот момент го задржува. Важно е да се земе предвид дека еден прстен е составен од две половини, кои се изолирани едни од други.

Дизајнот на DC машината

Горенаведениот пример е принципот на работа на мотор со еднонасочна струја. Вистинската машина, секако, има посложена конструкција, каде што се користат десетици рамки кои ја формираат арматурната намотка. Проводници на овој ликвидација се наоѓаат во специјални жлебови во цилиндричното феромагнетско јадро. Краевите на намотките се поврзани со изолираните прстени кои го формираат колектор. Ликвидацијата, колектор и јадрото се сидра што ротираат во лежиштата на телото на самиот мотор. Полето на магнетно возбудување е создадено од столбовите на постојани магнети, кои се наоѓаат во телото. Ликвидацијата е поврзана со електричната мрежа и може да се вклучи независно од колото на арматурата или серија. Во првиот случај, моторот ќе има независно возбудување, во вториот случај ќе биде секвенцијален. Исто така, постои мешан-возбуден дизајн кога два вида на вртење конекции се користат одеднаш.

Синхрона машина

Принципот на синхрониот електромотор е потребата да се создаде ротирачко магнетно поле. Потоа треба да поставите во ова поле рационализирани жици непроменети во насока на струјата. Принципот на работа на синхрониот електромотор, кој стана многу распространет во индустријата, се базира на горенаведениот пример со тековна рамка. Ротирачкото поле креирано од магнетот е формирано од систем за ликвидација кој е поврзан со електричната мрежа. Вообичаено се користат трифазни намотки, но принципот на работа на монофазен мотор нема да се разликува од трифазната, со исклучок на самиот број на фази, што е неважно кога се разгледуваат дизајнерските карактеристики. Намотките се поставуваат во жлебовите на статорот со одредена промена долж обемот. Ова е направено за да се создаде ротирачко магнетно поле во формираниот воздушен јаз.

Синхроницитет

Многу важна точка е синхроното функционирање на електричниот мотор од горенаведената конструкција. Кога магнетното поле комуницира со струјата во ликвидацијата на роторот, се формира процес на ротација на самиот мотор, кој ќе биде синхроничен во однос на ротацијата на магнетното поле формирано на статорот. Синхронизмот ќе се одржува сè додека не се достигне максималниот момент, што е предизвикано од отпорот. Ако товарот се зголеми, машината може да излезе од синхронизмот.

Асинхрон мотор

Принципот на електричниот мотор асинхрон е присуството на ротирачко магнетно поле и затворени рамки (контури) на роторот - ротирачки дел. Магнетното поле се формира на ист начин како и во синхрони мотор - со помош на статорски намотки кои се наоѓаат во жлебовите на статорот, кои се поврзани со наизменична струја мрежа. Намотките на роторот се состојат од десетина затворени контурни рамки и обично имаат два типа на извршување: фаза и краток спој. Принципот на работа на AC мотор во двете верзии е ист, само дизајнот е променет. Во случај на краток спојувачки ротор (исто така познат како "кафезен кафез"), ликвидацијата се истура со стопен алуминиум во жлебовите. Кога се произведува ликвидација, фазните краеви на секоја фаза се излегуваат однадвор со помош на лизгачки контактни прстени, бидејќи тоа ќе овозможи вклучување на дополнителни отпорници во колото, кои се неопходни за регулирање на брзината на моторот.

Тракциска машина

Принципот на влечно мотор е сличен на мотор со еднонасочна струја. Од напојувањето на електричната мрежа се напојува на чекор трансформатор. Потоа, трифазната наизменична струја се пренесува на посебни влечни трафостаници. Постои исправувач. Се претвора AC во DC. Според шемата, се пренесува со една од нејзините поларитети кон контактните жици, втората - директно до шините. Треба да се запомни дека многу механизми за влечење функционираат со фреквенција различна од стабилната состојба (50 Hz). Затоа, користете chastotnik за електричен мотор, чиј принцип е да се конвертира фреквенции и контрола на оваа карактеристика.

Според подигнатиот пантограф, напонот се доставува до коморите, каде се наоѓаат почетните реостати и контактори. Со помош на контролорите, реостатите се поврзани со влечни мотори, кои се наоѓаат на оските на количките. Од нив, струјата тече низ автобусите на шините, а потоа се враќа на влечната трафостаница, со што се затвора електричното коло.