Tööpõhimõte ja elektrimootori seade

  • Küte

Iga elektrimootor on ette nähtud mehhaanilise töö teostamiseks selle poolt rakendatava elektrienergia tarbimise tõttu, mis üldjuhul muutub pöörlevaks liikumiseks. Kuigi selles tehnikas on olemas mudeleid, mis kohe loovad töökorralduse translatsioonilise liikumise. Neid nimetatakse lineaarseteks mootoriteks.

Tööstusseadmetes juhivad elektrimootorid tootmisprotsessis osalevaid masinaid ja mehaanilisi seadmeid.

Sisemised kodumasinad, elektrimootorid töötavad pesumasinate, tolmuimejate, arvutite, föönide, laste mänguasjade, kellade ja paljudes muudes seadmetes.

Põhilised füüsikalised protsessid ja tööpõhimõte

Magnetvälja sees liikuvaid elektrilaineid, mida nimetatakse elektrivooluks, mõjutab alati mehaaniline jõud, mis kaldub kõrvale suunama magnetvälja joontega risti asetsevas tasapinnas. Kui elektrivool läbib metalli juhtme või sellest valmistatud spiraali, kipub see jõud liikuma / pöörlema ​​iga voolujuhtme ja kogu mähisega.

Allpool olev pilt näitab metallraami, mille kaudu voolab vool. Sellele rakendatav magnetvälja tekitab raami iga haru jaoks jõudu F, mis loob pöörleva liikumise.

See omadus on elektrilise ja magnetilise energia vastasmõju, mis põhineb elektromotoorjõu tekitamisel suletud juhtivas konnas, mis on sisestatud mistahes elektrimootori töösse. Selle disain sisaldab:

mille kaudu voolab elektrivool. See asetatakse spetsiaalsele südamiku ankrule ja kinnitatakse pöörlemislaagritega, et vähendada hõõrdejõudude vastupidavust. Seda disaini nimetatakse rotoriks;

staator, mis tekitab magnetvälja, mis oma elektrijuhtmete kaudu tungib läbi elektrivoolu, mis läbivad rootori mähise pöördeid;

staator majutamiseks. Kere sees on spetsiaalsed maandumispilud, mille sees on rootorlaagrite välimine puur.

Kõige lihtsama elektrimootori lihtsustatud disaini võib kujutada järgmiselt.

Kui rootor pöörleb, tekib pöördemoment, mille võimsus sõltub seadme üldistest konstruktsioonidest, rakendatava elektrienergia kogusest ja selle kaotusest konversioonide ajal.

Mootori pöördemomendi maksimaalse võimaliku võimsuse väärtus on alati väiksem kui sellele rakenduv elektrienergia. Seda iseloomustab tõhususe suurus.

Keermete kaudu voolava voolu all jagatakse need alalisvoolu- või vahelduvvoolugeneraatoriteks. Igal neist kahest grupist on palju erinevaid muudatusi, kasutades erinevaid tehnoloogilisi protsesse.

Alalisvoolumootorid

Neil on staatori magnetvälja abil loodud püsiväärtusega püsimagnetid või spetsiaalsed elektromagnetid, millel on ergastuskäigud. Armatuuri mähis on jäigalt kinnitatud võlli, mis on fikseeritud laagrites ja saab vabalt pöörata enda telje ümber.

Sellise mootori peamine seade on näidatud joonisel.

Ferromagnetiliste materjalide armatuuri südamikus on mähis, mis koosneb kahest seeriast ühendatud osast, mis on ühest otsast ühendatud juhtivate kollektorplaatidega ja on teineteisega ühendatud. Graafist valmistatud kaks harjad paiknevad tihvti diametraalselt vastaskülgedel ja surutakse kokku kollektorplaatide kontaktplaatide vastu.

Konstantse voolu allika positiivne potentsiaal suunatakse mustri alumise harule ja negatiivseks ülemisele. Keermestamise ajal voolava voolu suund on tähistatud punktiirjoonega.

Vool põhjustab põhjapooluse magnetväli armee alumises vasakpoolses osas ja parempoolses ülaservas lõunapoolu (puurvarda reegel). See viib rootori pooluste tõrjumiseks samanimelisest paigast ja staatori vastaskülgedest. Rakendatud jõu tulemusena tekib pöörlemine, mille suunda tähistab pruun nool.

Inertsmõõturite edasise pöörlemisega viiakse poolid teistele kollektorplaatidele. Nende voolu suund on vastupidine. Rootor pöörab edasi edasi.

Sellise kollektorseadme lihtsa konstruktsiooniga kaasnevad suured elektrienergia kaod. Sarnased mootorid töötavad lihtsate disainilahenduste või lastele mõeldud mänguasjadega.

Tootmisprotsessis osalevatel alalisvoolumootoritel on keerulisem struktuur:

mähis jaguneb mitte kaheks, vaid mitmeks osaks;

mähise iga osa on monteeritud selle poldile;

kogumisseade on valmistatud kindlast arvust padjadest mähiste sektsioonide arvuks.

Selle tulemusena luuakse iga põlise tõrgeteta ühendus harjade ja vooluallika kontaktplaatide abil ning elektrienergia kaotus väheneb.

Sellise ankru seade on näidatud pildil.

DC elektrimootoritega saab rootori pöörlemissuunda muuta. Selle saavutamiseks on piisav, kui muuta mähises olevat praegust liikumist allika teisese polaarsusega.

Vahelduvvoolumootorid

Need erinevad eelmistest konstruktsioonidest, kuna nende mähises voolavat elektrivoolu kirjeldatakse sinusoidaalse harmoonilise seaduse järgi, mis perioodiliselt muutub selle suuna (märk). Toitepinge on varustatud vahelduvvoolugeneraatoritega.

Selliste mootorite staatorit teostab magnetjuhe. See on valmistatud feromagnetilistest plaatidest, millel on sooned, milles mähised asetsevad raami (mähis) konfiguratsiooniga.

Alljärgnev pilt näitab ühefaasilise vahelduvvoolumootoriga töötamise põhimõtet rotori ja staatori elektromagnetväljade sünkroonse pöörlemisega.

Stantsi pilude juures asetatakse piki diametraalselt vastaskülgi magnetvoolu ahelaid mähisejuhtmeid, mis on skemaatiliselt kujutatud raami kujul, mille kaudu voolab vahelduvvool.

Vaatleme juhtumit hetkeks, mis vastab selle poolahela positiivse osa läbimisele.

Laagrisüdamike korral pöörleb püsivalt paigaldatud magnet roteerivat pöördeid, millel on põhjaosa "N suu" ja lõunapoolse S-suu pulk. Kui staatori mähiste kaudu voolab praegune positiivne poollaine, tekib selles magnetväli postidega "S st" ja "N st".

Rootori ja staatori magnetvälja vahel tekivad koostoimimisjõud (nagu poldid tõrjutavad ja erinevalt teistest tõmbavad), mis omakorda muudavad elektrimootori armatuuri suvalise positsiooni ja lõpliku vahel, kui vastasküljed paiknevad teineteise suhtes.

Kui arvestame sama juhtumit, vaid ajahetkel, mil tagasikäik voolab läbi raamijuhi - praeguse negatiivse poollaine, toimub armeerimise pöörlemine vastupidises suunas.

Et anda staatori rotorile pidev liikumine, ei tehta ühtki mähkimisraami, vaid teatud arvu neist, nii et igaüks neist töötaks eraldi voolu allikast.

Järgnevas joonisel on kujutatud kolmefaasilise vahelduvvoolumootoriga rootori ja staatori elektromagnetväljade sünkroonse pöörlemise põhimõte.

Selles struktuuris on staatori magnetheli sees monteeritavad kolm mähist A, B ja C, mis on omavahel 120 kraadi nurga all. Tõmbamine A on esile tõstetud kollasega, B - roheline ja C - punane. Iga mähis tehakse samades raamides nagu eelmises asjas.

Iga juhtumi puhul näitab pilt läbi ainult ühe mähise ettepoole või vastupidises suunas, millele on märgitud tähised "+" ja "-".

Positiivse poollaine läbimisel faasis A suuna suunas pöörab rootori väli telg horisontaalset asendit, kuna staapi magnetosakesed moodustuvad selles tasapinnas ja meelitavad liikuvat ankrut. Erinevalt rootori poolustest kipuvad jõudma staatori poolikud.

Kui positiivne poollaine läheb faasi C, pöördub ankur 60 kraadi päripäeva. Kui faasile B rakendatakse voolu, tekib armee analoogne pöörlemine. Iga järjestikune vooluhulk järgmise mähise järgmises faasis pöörab rootori.

Kui iga mähise suhtes rakendatakse kolmfaasilise võrgu pinget, mis on nihkunud 120 kraadise nurga all, siis tsirkuleerivad need mõlemad mähised, mis avavad armee lahti ja muudavad selle sünkroonse pöörlemise kaasasoleva elektromagnetväljaga.

Sama mehaanilist disaini kasutatakse edukalt kolmefaasilise samm-mootoriga. Ainult iga mähise abil, mis kontrollib spetsiaalset kontrollerit (samm-mootorijuht), rakendatakse ja eemaldatakse DC impulsid vastavalt ülalkirjeldatud algoritmile.

Nende käivitamine käivitab pöörleva liikumise ja teatud ajahetke lõpetamine tagab võlli ja pöörleva pöördepunkti, et täita teatavaid tehnoloogilisi toiminguid.

Mõlemas kirjeldatud kolmefaasises süsteemis saab armeerimise pöörlemissuunda muuta. Selleks peate lihtsalt muutma faaside "A" - "B" - "C" vaheldumist teisele, näiteks "A" - "C" - "B".

Rootori pöörlemiskiirust reguleeritakse ajavahemiku T pikkusega. Selle vähendamine viib pöörlemiskiirenduse kiireni. Faasi voolu amplituudi ulatus sõltub mähise sisemise takistusastmest ja sellele rakendatavast pingest. See määrab kindlaks elektrimootori pöördemomendi ja võimsuse suuruse.

Selles mootori konstruktsioonis on sama mäetööga stator magnetvooluahel nagu eelnevalt vaadeldud ühefaasilises ja kolmefaasises mudelis. Nad saavad oma nime nimelt armee ja staatori elektromagnetväljade asünkroonse pöörlemise tõttu. Seda tehakse rootori konfiguratsiooni täiustamisega.

Selle tuum on kokku pandud elektriplaatidega, millel on sooned. Nendes on paigaldatud alumiiniumi- või vasktoreleed, mis on armee otstes suletud juhtivate rõngastega.

Kui staatori keerdudele rakendatakse pinget, tekitatakse rootori mähises elektromotoorjõu abil elektrivool ja luuakse armeeritud magnetväli. Nende elektromagnetväljade vastasmõju algab mootori võlli pöörlemine.

Selles konstruktsioonis on rootori liikumine võimalik ainult pärast staatori pöörleva elektromagnetvälja tekkimist ja see jätkub asünkroonse töörežiimiga.

Asünkroonsed mootorid on projekteerimisel lihtsamad. Seetõttu on need odavamad ja neid kasutatakse laialdaselt tööstusrajatistes ja kodumasinates.

Plahvatuskindel ABB elektrimootor

Paljud tööstusmehhanismide tööorganid toimivad ühes tasapinnas ühesuuruses või translatsioonis liikumises, mis on vajalikud metallide töötlemise masinate, sõidukite, haamruvide käitamiseks kaaride sõites...

Sellise töökorpuse liikumine pöörleva elektrimootori käigukastide, palli kruvide, vööriistade ja sarnaste mehaaniliste seadmete abil muudab konstruktsiooni keerukamaks. Selle probleemi kaasaegne tehniline lahendus on lineaarse elektrimootori töö.

Selles on staator ja rootor piklikud ribade kujul, mitte rullides keeratud, nagu pöörlevad elektrimootoritel.

Tööpõhimõte seisneb selles, et liikurrootori suhtes liigub sirgjooneliselt liikuv lineaarne liikumine elektromagnetilise energia ülekandumise tõttu kindlast staatorist koos teatud pikkusega avamata magnetvooluga. Selle sees tekib töötav magnetväli, vahelduvalt lülitades voolu sisse.

See mõjutab kollektori käänmikut. Sellises mootoris tekkivad jõud liigutavad rootorit ainult juhtsielementidega lineaarses suunas.

Lineaarsed mootorid töötavad otseselt või vahelduvvoolul, võivad töötada sünkroonse või asünkroonse režiimi korral.

AC mootori seade

Elektrimootorid on elektrisüsteemid, mida kasutatakse elektrienergia muundamiseks mehaaniliseks energiaks. Üldine klassifikatsioon jagab need alalisvoolu- ja vahelduvvoolumootorite voolutüüpide järgi. Järgnevas artiklis käsitletakse vahelduvvoolu spetsifikatsiooniga elektrimootoreid, nende tüüpe, erisusi ja eeliseid.

Üldise teabe saamiseks soovitame lugeda eraldi artiklit elektrimootorite tööpõhimõtete kohta.

Energia muundamise põhimõte

Kõigi tööstusharude ja kodumasinate elektrimootorite seas on kõige sagedamini vahelduvvoolumootorid. Neid leidub peaaegu igas eluvaldkonnas, alates laste mänguasjadest ja pesumasinatest kuni autode ja võimsate tootmismasinateni.

Kõigi elektrimootorite tööpõhimõte põhineb Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusel ja Ampere seadusel. Esimene neist kirjeldab olukorda, kui elektromotoorjõu tekitatakse suletud juhtmes, mis asub muutuvas magnetväljas. Mootorites luuakse see väli staatorikeeringute kaudu, mille kaudu voolab vahelduvvool. Staatori sees (mis tähistab seadme kere) on mootori liikuv element - rootor. Selle peale ja seal on vool.

Rootori pöörlemist selgitatakse Ampere seadusega, milles öeldakse, et elektrivoolu, mis voolab magnetvälja sees oleva juhi kaudu, mõjutab jõud, mis liigub neid põllu jõu rindel olevasse tasapinnani. Lihtsamalt öeldes hakkab juht, mis mootori kujundamisel on rootor, pöörleb ümber oma telje ja on kinnitatud võllile, millele on ühendatud seadme töömehhanismid.

Mootoritüübid ja nende seade

AC elektrimootoritel on erinev seade, tänu millele on võimalik luua staari magnetvälja suhtes sama rootori kiirusega masinaid ja selliseid masinaid, kus rootor langeb pöörleva välja taga. Selle põhimõtte kohaselt on need mootorid jagatud sobivateks tüüpideks: sünkroonne ja asünkroonne.

Asünkroonne

Asünkroonse mootori disaini aluseks on kõige olulisemate funktsionaalsete osade paar:

  1. Stator on silindrikujuline kuju, mis on valmistatud teraslehestest, millel on juhtivate mähiste paigaldamiseks sooned, mille teljed asetsevad üksteise suhtes 120 vastaskülje nurga all. Keeruliste postid lähevad klemmikarbisse, kus need on erinevatel viisidel ühendatud, olenevalt mootori vajalikest parameetritest.
  2. Rootor Asünkroonsete elektrimootorite projekteerimisel kasutatakse kahte tüüpi rootoreid:
    • Lühisüttimine Seda nimetatakse seetõttu, et see on valmistatud mitmest alumiiniumist või vasest vardast, mille otsakõngad on lühikesed. Seda konstruktsiooni, mis on rootori voolu kandev mähis, nimetatakse elektri mehaanikaks "oravankuriks".
    • Etapp Seda tüüpi rootoritel on kolmefaasiline mähis, mis sarnaneb staatorimähisega. Kõige sagedamini lähevad selle juhi otsad terminali piirkonda, kus nad on ühendatud "tähega" ja vabad otsad on ühendatud kontaktrõngastega. Faasrootor võimaldab teil harjade abil täiendava takisti montaaži ahelasse lisada, mis võimaldab muuta takistust algasvoolude vähendamiseks.


Lisaks asünkroonse elektrimootori kirjeldatud põhielementidele sisaldab selle konstruktsioon ka mähiste jahutamiseks mõeldud ventilaatorit, klemmikarpi ja võlli, mis edastab tekitatud pöörlemise seadme töömehhanismidele, mida see mootor pakub.

Asünkroonsete elektrimootorite töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni seadusel, mis kinnitab, et elektromotoorjõud võib tekkida ainult rootori pöörlemiskiiruse ja staatori magnetvälja erinevuste tingimustes. Seega, kui need kiirused oleksid võrdsed, siis emfit ei ilmu, kuid selliste "inhibeerivate" tegurite kui laagrite koormuse ja hõõrde mõju sellistele võllidele loob alati töötingimusi.

Sünkroonne

Vahelduvvoolu sünkroonse elektrimootori disain on mõnevõrra erinev asünkroonse analoogi seadmest. Neis masinatel pöörleb rootor ümber oma telje kiirusega, mis on võrdne statori magnetvälja pöörlemiskiirusega. Nende seadmete rootor või ankur on ka varustatud mähistega, mis on üksteisega ühendatud ja pöörleva kollektoriga teistele. Kollektori kontaktpinnad on paigaldatud nii, et teatud ajahetkel on grafiidi harjad võimelised toitma ainult kahte vastupidist kontakti.

Sünkroonse mootoriga töötamise põhimõte:

  1. Magnetvoo interaktsioon staatori mähises rootorvooluga tekib pöördemomenti.
  2. Magnetvoo suund muutub samaaegselt vahelduvvoolu suunas, säilitades seeläbi väljundvõlli pöörlemise ühes suunas.
  3. Soovitud kiiruse seadistamist reguleeritakse sisendpinge reguleerimisega. Kõige sagedamini kiirrehvides, näiteks perforaatorites ja tolmuimejades, täidab seda funktsiooni reostat.

Sünkroonsete elektrimootorite rikete kõige levinumad põhjused on:

  • grafiitpintside kulumine või survevedru nõrgenemine;
  • võlli laagrite kulumine;
  • koguja reostus (puhastatud liivapaberiga või alkoholiga).

Leiutise ajalugu

Michael Faraday'ile kuulub elektrienergia muundamise lihtsamaid viise leiutis. 1821. aastal tegi see suur inglise teadlane eksperimendi elavhõbedaga laevaga sukeldatud dirigendiga, mille põhjaga pannakse püsimagnet. Pärast elektrijuhtimist juhtmele hakkas see liikuma, pöörates vastavalt magnetväljale. Tänapäeval viiakse see kogemus läbi füüsika tundides, asendades elavhõbedat soolveega.

Edasise uurimuse tulemuseks oli Peter Barlowi loomine 1824. aastal unipolaarsest mootorist, mida kutsuti Barlow Wheeliks. Selle disain sisaldab kahte vasest valmistatud käiku, mis asetsevad püsimagnetitega samal teljel. Pärast ratastega voolu rakendamist hakkavad rattad pöörlema, kuna nad töötavad koos magnetväljadega. Eksperimentide käigus leidis teadlane, et pöörlemissuunda saab muuta, muutes polaarsust (magnetite või kontaktide ümberlülitus). Praktiline rakendus "Barlow Wheel", kuid mängis olulist rolli uurides magnetvälja ja laetud juhtide koostoime.

Seadme esimene tööproov, mis sai kaasaegsete mootorite eellasteguriks, lõi 1834. aastal välja Vene füüsik Boris Semenovich Jacobi. Käesolevas leiutises näidatud pöörleva rootori pöörleva rootori kasutamise põhimõte kehtib tänapäeva alalisvoolumootorite poolt peaaegu samaks.

Ent esimese asünkroonse tööpõhimõttega mootori loomine kuulub korraga kahele teadlasele - Nikola Tesla ja Galileo Ferraris, kes õnneks juhuslikult näitasid oma leiutisi ühe aastaga (1888). Mõni aasta hiljem kasutas Nikola Tesla loodud kahefaasilist harjavaba mootori ajami mootorit juba mitmes elektrijaamas. 1889. aastal parandas vene elektriinsener Mihhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky Tesla leiutist kolmeastmelise võrgu töös, tänu millele sai ta luua esimese asünkroonse AC mootori võimsusega üle 100 vatti. Ta kuulub ka kolmefaasiliste elektrimootorite faaside ühendamiseks kasutatavate meetodite leiutis: "täht" ja "kolmnurk", takistuste ja kolmefaasiliste trafode käivitamine.

Ühendus ühefaasiliste ja kolmefaasiliste toiteallikatega

Toitevõrgu tüübi järgi liigitatakse vahelduvvoolumootorid ühe- ja kolmefaasilistesse mootoritesse.

Asünkroonseid ühefaasilisi mootoreid ühendades on väga lihtne - selleks piisab, kui ühendada ühefaasilise 220V võrgu faasi- ja neutraaljuhtmed korpuse kahe väljundiga. Sünkroonseid mootoreid saab ka sellisest võrgust toide saada, kuid ühendus on natuke keerukam - rootori mähiste ja staatori ühendamine on vajalik, nii et nende ühepositsioonilised magnetilised kontaktid asetseksid üksteise vastas.

Kolmefaasilise võrguga ühendamine on veidi keerulisem. Kõigepealt tuleb märkida, et terminalkarbis on 6 terminali - paar iga kolme mähise kohta. Teiseks võimaldab see kasutada ühte kahest ühendusmeetodist ("täht" ja "kolmnurk"). Ebaõige ühendus võib põhjustada stantsimähiste sulatamisel mootori rikke.

Peamine funktsionaalne erinevus "tähe" ja "kolmnurga" vahel on erinev energiatarbimine, mis on tehtud selleks, et võimaldada masina muutmist kolmefaasilisteks võrkudeks, millel on erinevad liinipinged - 380 V või 660 V. Esimesel juhul tuleks mähised ühendada vastavalt "kolmnurga" skeemile, teisel juhul "täht". Selline kaasamise reegel võimaldab mõlemal juhul iga faasi mähistamisel 380 V pinge.

Ühenduspaneelil asetsevad mähisotsad nii, et sisselülitamiseks kasutatavad džemprid ei läheks üksteisest üle. Kui mootori klemmikarp sisaldab ainult kolme klambrit, siis on see kavandatud töötama ühest pingest, mis on täpsustatud tehnilises dokumentatsioonis ja mähised on seade sees ühendatud.

AC elektrimootorite eelised ja puudused

Tänapäeval on elektrimootorite seas vahelduvvoolu seadmed elektrijaamades kasutusel juhtivad positsioonid. Neil on madal hind, lihtne hooldada ja efektiivsus vähemalt 90%. Lisaks sellele võimaldab nende seade sujuvalt muuta pöörlemiskiirust ilma täiendavate seadmete, nagu käigukastid, kasutamiseta.

Asünkroonse tööpõhimõttega peamised vahelduvvoolumootorite peamine puudus on asjaolu, et võlli kiirust on võimalik reguleerida ainult voolu sisendsageduse muutmisega. Püsiva pöörlemiskiiruse saavutamine ei ole võimalik, samuti väheneb võimsus. Asünkroonsed elektrimootorid on iseloomulikud kõrgetele käivitusvooludele, kuid madal pöördemoment. Nende puuduste kõrvaldamiseks kasutatakse sagedusajami, kuid selle hind on vastuolus nende mootorite ühe peamise eelisega - odav.

Taotlus

Tänapäeval on vahelduvvoolu spetsifikatsiooniga elektrimootorid tavalised kõigis tööstusharudes ja elatisosades. Elektrijaamades paigaldatakse need generaatoritena, mida kasutatakse tootmisseadmetes, autotööstuses ja isegi kodumasinates. Täna leidub igal kodus vähemalt üks elektrimootori elektrimootori seade, näiteks pesumasin. Sellise suur populaarsuse põhjused on mitmekülgsus, vastupidavus ja hooldus kerge.

Asünkroonsete elektrimasinate seas on kõige sagedamini kolmefaasilise spetsifikatsiooniga seadmed. Need on parimad võimalused kasutamiseks paljudes jõuallikates, generaatorites ja suure võimsusega seadmetes, mille töö on seotud võlli pöörlemiskiiruse reguleerimise vajadusega.

Me mõistame elektrimootorite tööpõhimõtteid: eri tüüpi eelised ja puudused

Elektrimootorid on seadmed, milles elektrienergia muundatakse mehaaniliseks energiaks. Nende tegevuse põhimõte põhineb elektromagnetilise induktsiooni nähtusel.

Kuid magnetväljade vastastiktoimimise viisid, mis sundivad mootori pöörlemist pöörlema, erinevad oluliselt, sõltuvalt toitepinge tüübist - vahelduv või konstantne.

Alalisvoolumootori seade ja tööpõhimõte

Alalisvoolumootori tööpõhimõte põhineb püsimagnetitega sarnaste postide surumisel ja vastastikku meelitades. Selle leiutise prioriteediks on Vene insener B.S. Jacobi. Algmootori esimene tööstuslik mudel loodi 1838. aastal. Sellest ajast peale pole selle disain muutunud oluliselt.

Väikese võimsusega alalisvoolumootorites on üks magnetid füüsiliselt olemas. See kinnitatakse otse masina korpusesse. Teine luuakse armeerimismähist pärast seda, kui sellele on ühendatud alalisvooluallikas. Selleks kasutage spetsiaalset seadet - koguja-pintsli üksust. Kollektor ise on mootori võllile paigaldatud juhtiv rõngas. Armatuuri mähkimise otsad on sellega ühendatud.

Suure võimsusega mootorites ei kasutata nende massi tõttu füüsiliselt olemasolevaid magnetid. Statori püsiva magnetvälja loomiseks kasutatakse mitut metallist varda, millest igal on oma positiivse või negatiivse elektrisuunaga ühendatud juhi otstase. Sama nimega postid on üksteisega seostatud.

Mootorikorpuses olevate paaride arv võib olla üks või neli. Kollektoriarmatuuri kollektorharjade arv peab vastama.

Suure võimsusega elektrimootoritel on palju konstruktiivseid trikke. Näiteks pärast mootori käivitamist ja selle koormuse muutmist nihutatakse kollektorharjade sõlme võlli pöörlemise suhtes teatud nurga all. Sellega kompenseeritakse "armeerimisreaktsiooni" mõju, mis viib võlli pidurdamisele ja vähendab elektrimasina efektiivsust.

Alalisvoolumootoriga ühendamiseks on olemas ka kolm skeemi:

  • paralleelse ergutusega;
  • järjepidev;
  • segatud

Paralleelne ergutus on siis, kui mõnda muud sõltumatut, tavaliselt reguleeritavat (reostaati) keeratakse paralleelselt armatuurikäiguga.

Järjestikune - täiendav mähis ühendatakse järjestikku armee toiteplokiga. Seda tüüpi ühendust kasutatakse selleks, et oluliselt suurendada mootori pöörlemisjõudu õigel ajal. Näiteks rongide käivitamisel.

Alalisvoolumootorid suudavad pöörlemiskiirust sujuvalt reguleerida, nii et neid kasutatakse elektrisõidukite ja tõsteseadmete vedamisel.

Vahelduvvoolumootorid - mis vahe on?

Vahelduvvoolu mootori pöördemomendi tekitamiseks on seade ja tööpõhimõte pöörleva magnetvälja kasutamine. Nende leiutajaks on vene insener M. O. Dolivo-Dobrovolsky, kes 1890. aastal lõi mootori esimese tööstusdisaini ja oli kolmefaasilise vahelduvvoolu teooria ja tehnoloogia asutaja.

Mootori kolmes staatori mähises tekib pöörleva magnetvälja niipea, kui see on ühendatud toitepinge ahelaga. Sellise elektrimootori rootoris traditsioonilises versioonis pole mähisteid ja see on umbkaudu rauast, mis on midagi oravarattadest sarnast.

Statori magnetvälja provotseerib voolu esinemine rootoris ja väga suur, sest see on lühisev struktuur. See vool põhjustab selle enda armeerimisvälja esinemise, mis "lukustub" staatori keerdkäigulise magnetiga higiga ja põhjustab mootori võlli pööramiseks samas suunas.

Traditsioonilise lühisev rootori vahelduvvoolumootoriga on väga suurel määral käivitusvool. Tõenäoliselt paljud teist märkasid seda - hõõglambi mootorite käivitamisel muudavad nad sära heledust. Seetõttu kasutatakse suure võimsusega elektrimasinates faasipöördeid - see pannakse kolme täppiga ühendatud mähisega.

Armatuuri mähised ei ole elektrivõrguga ühendatud ja ühendatud käivitustakistiga kollektoripuhasti abil. Sellise mootori sisselülitamise protsess seisneb ühendamises toitevõrguga ja järk-järgult vähendab aktiivsest takistusest armeerimistsüklit nullini. Elektrimootor lülitub sujuvalt ja ilma ülekoormuseta.

Asünkroonsete mootorite kasutamise omadused ühefaasilisel ahelal

Vaatamata asjaolule, et staatori pöörlev magnetvälja on kõige lihtsam saada kolmefaasilisest pingest, võimaldab asünkroonse elektrimootori tööpõhimõte töötada ühefaasilise leibevõrguga, kui nende konstruktsioonile tehakse teatavaid muudatusi.

Selleks peaks staatoril olema kaks mähist, millest üks on "alustuseks". Voolukiirus lülitatakse faasini 90 ° võrra, kuna lülitatakse reaktiivne koormus ringkonnasse. Kõige sagedamini kasutatakse seda kondensaatorit.

Kasutatav on kodumasinate pistikupesast ja tööstusliku kolmefaasilise mootoriga. Selle saavutamiseks ühendatakse terminali kastis kaks mähist ühte ja kondensaator lülitatakse sisse selles vooluringis. Tuginedes ühefaasilise ahelaga töötavate asünkroonsete elektrimootorite tööpõhimõttele tuleb märkida, et need on väiksema efektiivsusega ja on ülitundlikkuse suhtes väga tundlikud.

Universaalsed kollektormootorid - tööpõhimõte ja omadused

Väikese võimsusega kodumasinate tööriistad, mille puhul on vaja madalat käivitusvoolu, suure pöördemomendi, suure pöörlemiskiiruse ja selle sujuva reguleerimise võimalust, kasutatakse nn universaalseid kollektorimootoreid. Disainilahenduse järgi on need sarnased järjestikuse ergutusega alalisvoolumootoriga.

Sellistes mootorites tekitatakse staatori magnetvälja tõttu toitepinge. Ainult magnetilise südamiku disain on pisut muudetud - see ei ole valatud, vaid dial, mis võimaldab vähendada magnetiseerimise pöördumist ja kuumutamist Foucault vooludega. Armatuuri ahelaga ühendatud seeria induktiivsus võimaldab staatori ja armatuuri magnetvälja suuna muutmist samas suunas ja samas faasis.

Peaaegu täielik sünkroonsus magnetväljade võimaldab mootori hoogu, isegi suurte koormuste võllile, mis on vajalik käivitada puurid, pöörlevad haamrid, tolmuimejad, "Bulgaarlased" või poloternyh masinatega.

Kui sellise mootori toiteahelasse kuulub reguleeritav trafo, saab selle pöörlemissagedust sujuvalt muuta. Kuid vahelduvvoolu ahelaga toitev suund ei muutu kunagi.

Elektrimootoritel on kõige paremini (üle 80%) kõik inimese poolt loodud seadmed. 19. sajandi lõpul võib nende leiutist pidada kvalitatiivseks tsivilisatsiooniliseks hüpeks, sest ilma nendeta pole võimatu ette kujutada kaasaegse ühiskonna elu, mis põhineb kõrgtehnoloogial, ja midagi veel tõhusamat pole veel leiutatud.

Vahelduvvoolumootorid

Elektrimootoritel on pikk ja kindel juhtpositsioon erinevate seadmete jõuallikate seas. Neid võib leida autos ja tolmuimejas, kõige keerukamates masinates ja tavapärastes laste mänguasjades. Need on peaaegu kõikjal, kuigi need erinevad tüübist, struktuurist ja toimivusest.

Elektrimootorid on elektritarvikud, mis suudavad muuta elektrienergiat mehaaniliseks energiaks. Seal on kaks peamist tüüpi: vahelduvvoolu- ja alalisvoolumootorid. Erinevus nende vahel, nagu nimi osutab, on tarnevoolu tüüp. Selles artiklis arutame esimest vormi - AC mootorit

Seade ja tööpõhimõte

Iga elektrimootori peamine liikumapanev jõud on elektromagnetiline induktsioon. Elektromagnetiline induktsioon, lühidalt selle kirjeldamiseks, on vahelduvas magnetväljas paigutatud voolu välimus. Vahelduv magnetvälja allikas on statsionaarsed mootorikorpused, millele on paigaldatud mähised - stator, mis on ühendatud vahelduvvooluallikaga. See on liikuv element - rootor, milles on vool. Vastavalt Ampeeri seadusele hakkab elektromotoorjõud hakkama toime tulema elektromagnetilise välja asetatud laetud juhtmele, mis pöörab rootori võlli. Seega muundatakse staatori poolt tarnitav elektrienergia rootori mehaanilisse energiasse. Mitut kasuliku töö tegemise mehhanismi saab ühendada pöörleva võlliga.

Vahelduvvoolumootorid on jagatud sünkrooniks ja asünkrooniks. Nende erinevus seisneb selles, et staatori esimeses rootoris ja magnetväljas pöörlevad sama kiirus ja teiseks pöörleb rootor aeglasemalt kui magnetvälja. Need erinevad seadmes ja tööpõhimõttest.

Asünkroonmootor

Asünkroonse mootoriga seade

Asünkroonse mootori staatori korral on mähised fikseeritud, luues vahelduv pöörleva magnetvälja, mille otsad väljastatakse klemmikarbile. Kuna mootor töötab töö ajal kuumutades, on selle võllile paigaldatud jahutusventilaator.

Asünkroonse mootori rootor on valmistatud võlliga ühe ühikuna. Need on metallist vardad, mis on mõlemalt poolt teineteisest suletud, mille tõttu sellist rootorit nimetatakse ka lühiseks. Oma välimusega sarnaneb see puurile, nii et seda nimetatakse sageli "oravarattaks". Laoturite hõõrdumise tagajärjel tekib rootori lühem pöörlemine võrreldes magnetvälja pöörlemisega. Muide, kui seda kiiruse erinevust ei oleks, siis emf ei toimi ning ilma selleta ei oleks rootoris ja pöörlemisel endal mingit voolu.

Magnetvälja pöörleb pidevalt pooluste muutumise tõttu. Sellisel juhul muutub keevitusvoolu suund vastavalt. Induktiivmootori pöörlemiskiirus sõltub magnetvälja postidest.

Sünkroonmootor

Sünkroonse mootoriga seade

Sünkroonmootor on veidi erinev. Nagu nimigi osutab, selle mootori pöörleb rootor magnetväljaga sama kiirusega. See koosneb mähistega korpusest ja samade mähistega varustatud rootorist või ankrutist. Keermete otsad väljastatakse ja kinnitatakse kollektorile. Kollektori või kollektori rõngas pingestatakse grafiitpintslite abil. Sellisel juhul on mähiste otsad paigutatud nii, et samal ajal saab rakendada ainult ühte paari pinget.

Erinevalt sünkroonse mootoriga asünkroonsest rootorist annab pinge harjad, laadides selle mähised ja ei põhjusta vahelduvat magnetvälja. Rootorpästevoolu suund muutub paralleelselt magnetvälja suuna muutumisega, nii et väljundvõll pöörleb alati ühes suunas. Sünkroonsed elektrimootorid võimaldavad teil reguleerida võlli pöörlemiskiirust pinge väärtuse muutmisega. Praktikas kasutatakse selleks tavaliselt reostaate.

Loome lühikirjeldus

Briti teadlane M.Faraday avastas 1821. aastal esmakordselt elektrienergiat mehhaaniliseks energiavarustuseks. Tema kogemus magnetiga varustatud elavhõbedaga vanniga asetatud traadiga näitas, et kui traat on ühendatud elektriallikaga, hakkab see pöörlema. Seda lihtsat kogemust mäletavad kindlasti paljud kooli ümber, aga elavhõbe asendatakse seal ohutu soolveega. Järgmine samm selle nähtuse uurimisel oli unipolaarse mootori - Barlowi ratta loomine. Ta ei leidnud kunagi kasulikku rakendust, kuid ta näitas selgelt laetud juhtme käitumist magnetväljas.

Elektrimootorite ajaloo ajastutel püüdsid teadlased luua mudeli, mille südamik liigub magnetvälja, mitte ringi, vaid vastupidi. Seda varianti pakuti kolbmootorite alternatiivina. Tavalises vormis elektrimootor loodi 1834. aastal Vene teadlase B.S. Jacobi See oli see, kes tegi ettepaneku kasutada magnetvälja pöörlevat ankrut ja isegi luua esimese tööproovi.

Esimene asünkroonmootor, mis põhineb pöörleval magnetväljal, ilmus 1870. aastal. Pöörleva magnetvälja autorid mõjutavad üksteisest sõltumatult kahte teadlast: G. Ferraris ja N. Tesla. Viimane kuulub ka harjadeta elektrimootori loomise ideele. Tema jooniste kohaselt ehitati mitu elektrijaama kahefaasilise vahelduvvoolumootoriga. Edasine edukas areng osutus muljetavaldavaks kolmeosaliseks mootoriks, mille välja pakkus M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Tema esimene käitusmudel käivitati 1888. aastal, millele järgnes mitu täiustatud mootorit. See vene teadlane kirjeldas mitte ainult kolmefaasilise elektrimootori tööpõhimõtet, vaid ka erinevaid faasiliite (delta ja täht), võimalust kasutada erinevaid pingeteid. Just see, kes leiutas alguregulaatorid, kolmefaasilised trafod, arendas välja mootorite ja generaatorite juhtmestiku.

AC-mootori omadused, selle eelised ja puudused

Elektromootorid on tänapäeval üks kõige levinumaid elektrijaamade tüüpe ning sellel on palju põhjuseid. Neil on kõrge kasutegur umbes 90% ja mõnikord kõrgem, üsna odav ja lihtne disain, nad ei käivitu töö käigus kahjulikke aineid, võimaldavad töötamise kiirust sujuvalt muuta ilma täiendavate mehhanismide, näiteks käigukastideta, on usaldusväärsed ja vastupidavad.

Eriotstarbeliste elektrimootorite puuduste hulgas on suure võimsusega elektrienergia aku puudumine autonoomseks tööks.

Peamine erinevus vahelduvvoolu mootorist ja selle lähimast suhtelisest - alalisvoolu mootorist - on see, et esimene toide on vahelduvvool. Kui võrrelda nende funktsionaalsust, esimene on vähem võimas, on raske kontrollida kiirust laias valikus, selle efektiivsus on madalam.

Kui me võrdleme asünkroonseid ja sünkroonseid vahelduvvoolumootoreid, siis esimesel on lihtsam disain ja neil puudub nõrk lüli - grafiidipintslid. Kui sünkroonmootor ebaõnnestub, on need tavaliselt esimesed. Samal ajal on tal keeruline koguda ja reguleerida pidevat kiirust, mis sõltub koormusest. Sünkroonsed mootorid võimaldavad reguleerida pöörlemiskiirust reostaatide abil.

Kohaldamisala

Vahelduvvoolumootoreid kasutatakse laialdaselt peaaegu kõigis piirkondades. Nad on varustatud elektrijaamadega, neid kasutatakse autotööstuses ja masinaehituslikes seadmetes, nad on kodumasinatele. Nende disaini, töökindluse, vastupidavuse ja kõrge efektiivsuse lihtsus muudab need peaaegu universaalseks.

Asünkroonmootorid on leidnud rakenduse eri masinate, masinate, tsentrifuugide, ventilaatorite, kompressorite ja kodumasinate ajamissüsteemides. Kolmefaasilised asünkroonsed mootorid on kõige tavalisemad ja populaarsemad. Sünkroonseid mootoreid kasutatakse mitte ainult jõuallikana, vaid ka generaatoritena, samuti suurte käitiste käitamiseks, kus on oluline kiirus juhtida.

Mootori juhtmestik

Vahelduvvoolumootorid on kolmefaasilised ja ühefaasilised.
Asünkroonsed ühefaasilised mootorid on korpuses 2 väljundit ja neid on lihtne võrguga ühendada. Kuna kogu majapidamises olev elektrivõrk on enamasti ühefaasiline 220V ja 2 juhtmega - faas ja null. Sünkroonselt on kõik palju huvitavam, neid saab ka kahe juhtmega ühendada, piisab rootori ja staatori mähiste ühendamiseks. Kuid need peavad olema ühendatud nii, et rootori ja staatori ühepolaarse magnetiseerimise mähised asetseksid üksteise vastas.
Raskused on 3ex-faasivõrgu mootorid. Ning, esiteks on sellistes mootorites klemmikarbis põhiliselt 6 terminali, mis tähendab, et mootori mähised peavad olema omavahel ühendatud, ja teiseks, nende mähised võivad olla ühendatud erineval viisil - "tähe" ja "kolmnurga" tüübi järgi. Alljärgnevas joonisel on näidatud klambrite ühendamine klemmikarbis sõltuvalt mähiste ühendamise tüübist.

Sama elektrimootori ühendamine sama elektrivõrguga erineval viisil toob kaasa erineva võimsuse tarbimise. Kui see ei ole elektrimootori õige ühendus, võib see kaasa tuua staatori mähiste sulamise.

Tavaliselt on asünkroonseid mootoreid ühendatud kolmefaasilise võrguga kahe erineva pingega, mis erinevad aegadel. Näiteks on mootor mõeldud ühendamiseks võrguga pingetel 380/660 V. Kui võrgu pinge on 660 V, siis tuleb staatori keerlemine ühendada tähega ja kui see on 380 V, siis kolmnurga abil. Mõlemal juhul on iga faasi mähistamise pinge 380 V. Faasikomplekti väljundid asetatakse paneelile sellisel viisil, et faasimähiste ühendamist saab ilma nende ületamiseta mugavalt läbi viia džemprid. Mõnes madala võimsusega mootoris on klemmikarbis ainult kolm klippi. Sel juhul saab mootorit ühe pingega võrku sisse lülitada (selline mootor on statorimähisega ühendatud mootori sees oleva tähega või kolmnurgaga).

Joonisel on näidatud skemaatiline diagramm faasiajamiga induktsioonimootori kolmefaasilisest võrgust. Selle mootori rootori mähis on ühendatud YAR-i käivitustakistiga, luues rotorahelas täiendava takistuse Rlisama.

Elektrimootori seade ja tööpõhimõte

Elektrimootor on elektriseade elektrilise energia muundamiseks mehaaniliseks energiaks. Tänapäeval kasutatakse erinevate masinate ja mehhanismide juhtimiseks tööstuses laialdaselt elektrimootoreid. Leibkonnas on need paigaldatud pesumasinale, külmikule, mahlapressile, köögikombainile, ventilaatoritele, elektrilistele pardlitele jne. Elektrimootorid, mis on sisse lülitatud, sellega ühendatud seadmed ja mehhanismid.

Käesolevas artiklis räägin kõige sagedasematest elektrijuhtmete elektrimootoritüüpidest ja -põhimõtetest, mida laialdaselt kasutatakse garaažis, leibkonnas või töökojas.

Kuidas töötab elektrimootor

Mootor põhineb Michael Faraday poolt 1821. aastal avastatud mõjul. Ta tegi avastuse, et elektrivoolu ja elektrijuhtme vahelisel kokkupuutel elektrijuhtme ja magnetiga võib tekkida pidev pöörlemine.

Kui raami asetatakse ühtlasesse asendisse vertikaalses magnetväljas ja läbib selle kaudu voolu, siis tekib elektromagnetväljund ümber juhtme, mis suhtleb magnetid poltidega. Ühelt raami taastatakse ja teine ​​meelitatakse.

Selle tulemusena pöörleb raamistik horisontaalasendisse, milles magnetvälja mõju juhtmele on null. Selleks, et pöörlemist jätkata, peate lisama veel ühe raami nurga all või muutma raami voolu suunda sobival hetkel.

Joonisel tehakse seda kahe poolrõnga abil, mis aku külgnevad kontaktplaatide külge. Selle tulemusena muutub poolpöördejärgus, polaarsus muutub ja pöörlemine jätkub.

Tänapäevastes elektrimootorites kasutatakse magnetvälja loomiseks püsimagneteede asemel induktiivpooli või elektromagnetit. Kui eemaldate mis tahes mootorit, siis näete isoleerlakiga kaetud haavajuhtmeid. Need rullid on elektromagnetid või niinimetatud ergutav mähis.

Igapäevaelus kasutatakse patareides lastemänguasjades samu püsimagnete.

Teistes, võimsamates mootorites kasutatakse ainult elektromagnetis või mähiseid. Neid pöörlevat osa nimetatakse rootoriks ja fikseeritud osa on staator.

Elektrimootorite tüübid

Tänapäeval on üsna palju erinevaid konstruktsioone ja tüüpe elektrimootoreid. Neid saab jagada toiteallikaga:

  1. Vahelduvvoolu toide vahetult elektrivõrgust.
  2. DC, powered by patareid, patareid, toiteallikad või muud alalisvoolu allikad.

Vastavalt töö põhimõttele:

  1. Sünkroonsed, kus rootoril on mähiste ja harja mehhanism, mis varustab neid elektrivooluga.
  2. Asünkroonne, kõige lihtsam ja kõige levinum mootoritüüp. Neil ei ole rootoril harusid ega mähiseid.

Sünkroonmootor pöörleb sünkroonselt selle pöörleva magnetväljaga ja asünkroonse mootoriga pöörleb rootor aeglasemalt kui staatori pöörlev magnetväli.

Tööpõhimõte ja seadme asünkroonmootor

Asünkroonse mootori korral seisab statorimähised (380 V puhul 3), mis loovad pöörleva magnetvälja. Ühenduste otsad kuvatakse spetsiaalsel klemmplokil. Keermed jahutatakse tänu ventilaatorile, mis on kinnitatud võllile elektrimootori otsas.

Võlliga integreeritav rootor on valmistatud metallist vardast, mis on mõlemal küljel omavahel suletud, mistõttu seda nimetatakse lühiseks.
Tänu sellele konstruktsioonile on vajadus korrapärase korrapärase hoolduse ja praeguste tarvikute harjade vahetamise järele, usaldusväärsuse, vastupidavuse ja töökindluse mitmekordistamine.

Reeglina on asünkroonse mootori purunemise peamine põhjus laagrite kulumine, milles võll pöörleb.

Tööpõhimõte. Selleks, et asünkroonmootor töötaks, on vaja, et rootor pöörleks aeglasemalt kui staatori elektromagnetvälja, mille tulemusena tekib elektromagnetkiirgus rooturil elektrivoolu. Siinkohal on oluline tingimus, et kui rootor pöörleb magnetväljaga sama kiirgusega, siis ei kuulu elektromagnetilise induktsiooniseaduse kohaselt elektromagnetilise kiirguse elektromagnetilise ühilduvuse tagajärjeks, mistõttu ei oleks pöörlemist. Kuid tegelikkuses, laagrite hõõrdumise või võlli koormuse tõttu pöörab rootor alati aeglasemalt.

Magnetpoldid pöörlevad pidevalt mootori mähistega ja rootori voolu suund muutub pidevalt. Ühe ajahetkel näiteks staatori ja rootori mähistega seotud voolude suund on skemaatiliselt kujutatud ristidena (meie praegune voog voolab) ja punktid (praegune vool meie juurde). Joonisel on kujutatud pöörlevat magnetvälja, mis on kujutatud punktiirjoonega.

Näiteks kuidas töötab ümmargune sae. Tema suurim käive pole koormus. Kuid niipea, kui hakkame laua lõikamist alustama, väheneb pöörlemiskiirus ja samal ajal hakkab rootor elektromagnetvälja suhtes pöörlema ​​aeglasemalt ja vastavalt elektrotehnika seadustele hakkab see tekitama veelgi suurema elektromagnetilise kiiruse väärtuse. Mootor kasutab voolu ja hakkab töötama täisvõimsusel. Kui võlli koormus on nii suur, et see peatub, võib lukustunud rootor kahjustada selle põhjustatud emfi maksimaalse väärtuse tõttu. Sellepärast on oluline valida mootor, sobiv võimsus. Kui me võtame rohkem, siis ei ole energiatarbimine põhjendatud.

Rootori pöörlemiskiirus sõltub postide arvust. Kell 2 poolusel on pöörlemiskiirus võrdne magnetvälja pöörlemiskiirusega, mis võrdub maksimaalselt 3000 pöörde sekundis võrgu sagedusel 50 Hz. Kiiruse poole võrra vähendamiseks on staatoris olevate postide arv vaja suurendada neljaks.

Asünkroonsete mootorite märkimisväärne puudus on see, et nende abil reguleeritakse võlli pöörlemiskiirust ainult elektrivoolu sageduse muutmisega. Ja seega pole võlli pöörlemise sagedust võimalik saavutada.

Tööpõhimõte ja sünkroonse AC mootori seade

Seda tüüpi elektrimootorit kasutatakse igapäevaelus, kus on vaja pidevat pöörlemiskiirust, selle reguleerimise võimalust, samuti kui pöörlemiskiirus on üle 3000 pööret minutis (see on maksimaalne asünkroonne).

Sünkroonsed mootorid on paigaldatud elektrilise tööriista, tolmuimeja, pesumasina jne

Sünkroonsel AC-mootoril on mähised (joonisel fig 3), mis on rootoril või ankrutel (1) ka kinni keeratud. Nende otsad on jootetud kollektorikere või kollektori (5) sektsioonidesse, millele pingele rakendatakse grafiidi harte (4). Mis järeldused asuvad nii, et harjad annavad alati ühe pinge ainult pingele.

Kollektorimootorite kõige sagedasemad rike on:

  1. Kinnitusvedru nõrgenemise tõttu on nende halb kontakt valjas.
  2. Kollektori saastumine Puhastage kas alkoholi või liivapaberit.
  3. Kandev kulumine.

Tööpõhimõte. Elektrimootori pöördemoment tekib õhusurvevoolu ja magnetvoo vahelise vastastikmõju tõttu ergastuse mähises. Muutuva vahelduvvoolu suuna muutudes muutuvad ka magnetvoo suund samal ajal korpuses ja ankrus, nii et pöörlemine on alati ühes suunas.

Pöörlemiskiiruse reguleerimist muudetakse, kui muudate tarnitud pinge suurust. Puurides ja tolmuimejades kasutatakse reostaati või muutuvat takistust.

Pöörlemissuuna muutumine on sama mis alalisvoolumootorite puhul, mida ma järgmises artiklis arutamas.

AC mootori seade ja tööpõhimõte

Aku mootor töötab

Nimetusest tuleneb, et sellise elektrimootori (ED) omadus seisneb selles, et need töötavad vahelduvvoolul. Kui alalisvoolu korral juhivad elektrilised osakesed ainult ühte suunda ja võivad teatud intensiivsuse muutuda (potentsiaalne erinevus või pinge), siis on vahelduvvoolul muid omadusi, nagu sagedus, kuju ja kestus. Mis mõjutas vahelduvvoolumootorite konstruktsiooni ja tööpõhimõtteid. Artiklis analüüsitakse vahelduvvoolu ED töö peamisi aspekte

AC mootorite klassifikatsioon ja tööpõhimõte

Vahelduvvoolumootorid on elektriseadmed, mis on omamoodi elektrienergia muundurid, mille põhimõte tugineb Lorentzi elektromagnetilisele jõududele ja elektromagnetilise induktsiooni nähtusele. Vahelduvvool ED ja toimimispõhimõtte kohaselt töötavad generaatorid liigitatakse sünkroonseks ja asünkroonseks. Mis oleks selge täiendav selgitus, mida ma tahan öelda järgmistest.

Põhijooneks elektri AC masinad on, et elektrienergia muundatakse mehaaniline või vastupidi, interaktsiooni kaudu magnetväljade, üks neist on pöörlevad, dünaamiline (loodud kui vahelduvvool vood ja teine ​​väli staatiline, konstantne. Seetõttu rootori liikumise vastuvõtmisel peab liikuv väli suhtlema konstandiga, mis loob ED-võlli mehaanilise liikumise.

Asünkroonse elektrimootori töö üldpõhimõte on järgmine. Kolm mähist kinnitatakse staatorile ED, millele on ühendatud kolm faasi. Elektrotehnika kursusest teame, et kolmefaasiline vool on tsükliline muutus voolu ja pinge ulatuses, mis sujuvalt voolab läbi sinusoidi. See tähendab, et maksimumvõimsus liigub sujuvalt ühest punktist, keerates teisele, on selge, et samal ajal on siinusoone vastasküljel minimaalne võimsus. Seega, kui asünkroonse ED statorkinga keeratakse kolmefaasilist pinget, on tulemuseks pöörleva magnetvälja, mille sagedus võrdub toitevõrgu sagedusega, Venemaal 50 Hz.

Muidugi füüsika ja elektrotehnika Üldiselt me ​​teame, et kui nad liiguvad dirigent vahelduva magnetvälja otstes loodud potentsiaalide vahe, ja kui otsad on ühendatud mingi ahela, siis selle kaudu, praegune voolab ümber kujunev ise oma magnetvälja. See tööpõhimõte seisneb asünkroonsetes elektrimasinates. Selle sees on lühisev rootor. Pöörlevas magnetväljas ilmub sellele emf ja see loob oma isoleeritud magnetvälja, mis on stardivälja välja tõrjutud.

Asünkroonmootor. Seade ja tööpõhimõte

Asünkroonse mootori töötamine põhineb staatori magnetvälja füüsikalise vastasmõju põhimõtetel, mis tekitavad rootori mähises oleva voolu.

Sünkroonsel ED puudub selline lag. Seal on induktori väli, kuna see klapib mõlema magnetvälja ahela pöörleva väli külge. Kui asünkroonne staatiline väli on dünaamilise, sünkroonselt teatud mõttes, on pöörlevate väljade ja staatiliste väljade väljanägemise põhjused teineteisest sõltumatud, kuid nende interaktsioon võimaldab töödelda vahelduvvoolu ED.

Sünkroonmootor. Toimimise põhimõte

Sünkroonmootor on elektrimootorite tüüp, mis töötavad ainult vahelduvpingel ja rootori pöörlemiskiirus langeb kokku magnetvälja pöörlemise sagedusega. Seetõttu jääb see koormast olenemata konstantseks, sest sünkroonse mootori rootor on ühine elektromagneti ja selle pole paaride arv langeb kokku pöörleva magnetvälja polepaaride arvuga. Seepärast tagab nende postide vastasmõju pöörlemiskiiruse püsivus, millega rootor pöördub.

Seade, asünkroonse mootori toimimise põhimõte

Asünkroonmootor on AC-seade. Sõna "asünkroonne" tähendab mitte üheaegselt. Sel juhul tähendab see seda, et asünkroonsetel mootoritel erineb magnetvälja pöörlemissagedus rootori pöörlemissagedusest. Masina peamised osad on staator ja rootor, mis on üksteisest eraldatud ühtlase õhuvahega.

Joonis 1. Asünkroonmootorid

Staator on masina fikseeritud osa (joonis 1, a). Eddyvoolu kadude vähendamiseks on selle südamik ühendatud pressitud elektrotehnilisest lehtmaterjalist paksusega 0,35-0,5 mm, mis on üksteisest isoleeritud lakikihiga. Staatori magnetilise ahela piludesse pannakse mähis. Kolmefaasilises mootoris on mähis kolmfaasiline. Tõmbamisfaase saab ühendada tähe või kolmnurga sõltuvalt võrgu pinge suurusest.

Rootor on mootori pöörlev osa. Rootori magnettuum sümbol on silindr, mis on valmistatud elektrimasinate stantsitud lehtedest (joonis 1, b. C). Rootori piludesse pannakse mähis, sõltuvalt mähise tüübist, asünkroonsete mootorite rootorid jagunevad lühise ja faasi (koos libisemisega rõngad). Lühisõmblik mähis on isoleerimata vasest või alumiiniumist vardad (joonis 1, d), mis on ühendatud sama materjali rõngaste otstega ("oravarjadega").

Magnetvooluahela pilude faasi rootoril (vt joonis 1, c) on kolmefaasiline mähis, mille faasid on ühendatud tähega. Mutatsioonifaaside vabad otsad on ühendatud mootori võllile monteeritud kolme vase libisemise sõrmega. Klammerõngad on isoleeritud üksteisest ja võllist. Rõngadele pressitud süsinik- või vaskgrafiitpintslid. Rootori mähisega kontaktrõngaste ja harjade kaudu saate sisse lülitada kolmefaasilise käivitamise ja reguleerimise reostaadi.

Elektrilise energia muundamine mehaanilisse energiasse asünkroonses mootoris toimub pöörleva magnetvälja abil. Pöörlev magnetvälja on püsiv vool, mis pöörleb ruumis pideva nurkkiirusega.

Pöörleva magnetvälja ergastamise vajalikud tingimused on järgmised:

- staatori rullide telgede ruumiline nihke,

- voolude ajaline nihe staatorirullides.

Esimene nõue rahuldatakse magnetiseerivate rullide sobivas kohas staatori magnettuumoril. Keerme faasi telg on ruumis nihkunud 120 ° nurga all. Teine tingimus on tagatud kolmefaasilise pingesüsteemi staatorirullikute tarnimisega.

Kui mootor lülitatakse sisse kolmefaasilisse võrku, määratakse staatori keerdudes samade sageduste ja amplituudiga voolude süsteem, mille perioodilised muutused tehakse üksteise suhtes viivitusega 1/3 perioodist.

Keeruliste faaside voolud moodustavad staatori suhtes pöörleva magnetvälja sagedusega n1. rpm, mida nimetatakse sünkroonseks mootori pöörlemiskiiruseks:

kus f1 - toitesagedus, Hz;

p on magnetvälja pooluste paaride arv.

Standardvõrgu praeguse sagedusega Hz puhul on valemiga (1) kohaselt sõltuval välgupöörlemissagedusel ja sõltuvalt paaride arvust järgmistest väärtustest:

Pöörlemine, põld läbib rootori mähisejuhtmeid, tekitades neile emf. Kui rootori mähis on suletud, tekitab elektromagnetväljund voolu pöörleva magnetväljaga suhtlemisel, tekib pöörlev elektromagnetiline moment. Asünkroonse masina mootori režiimis rootori pöörlemissagedus on alati väiksem kui väljavahetamise sagedus, st rootor langeb pöörleva välja taga. Ainult selle tingimuse korral on rootorijuhtides indutseeritud elektromagnetkiirgus, voog voolab ja tekib pöördemoment. Magnetvälja rootori lagiga seotud nähtust nimetatakse libiseksuks. Rootori lagundi taset magnetväljast iseloomustab suhtelise libisemise maht

kus n2 - rootori kiirus, pöörete arv

Asünkroonmootorite puhul võib libistik varieeruda vahemikus 1 (algus) kuni väärtuseni 0 (tühikäik).

185.154.22.117 © studopedia.ru ei ole postitatud materjalide autor. Kuid see annab võimaluse tasuta kasutada. Kas autoriõiguste rikkumine? Kirjutage meile.

AC mootori seade

Elektrimootorid on elektrisüsteemid, mida kasutatakse elektrienergia muundamiseks mehaaniliseks energiaks. Üldine klassifikatsioon jagab need alalisvoolu- ja vahelduvvoolumootorite voolutüüpide järgi. Järgnevas artiklis käsitletakse vahelduvvoolu spetsifikatsiooniga elektrimootoreid, nende tüüpe, erisusi ja eeliseid.

Üldise teabe saamiseks soovitame lugeda eraldi artiklit elektrimootorite tööpõhimõtete kohta.

Tööstusliku tüüpi AC mootor

Energia muundamise põhimõte

Kõigi tööstusharude ja kodumasinate elektrimootorite seas on kõige sagedamini vahelduvvoolumootorid. Neid leidub peaaegu igas eluvaldkonnas, alates laste mänguasjadest ja pesumasinatest kuni autode ja võimsate tootmismasinateni.

Kõigi elektrimootorite tööpõhimõte põhineb Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusel ja Ampere seadusel. Esimene neist kirjeldab olukorda, kui elektromotoorjõu tekitatakse suletud juhtmes, mis asub muutuvas magnetväljas. Mootorites luuakse see väli staatorikeeringute kaudu, mille kaudu voolab vahelduvvool. Staatori sees (mis tähistab seadme kere) on mootori liikuv element - rootor. Selle peale ja seal on vool.

Rootori pöörlemist selgitatakse Ampere seadusega, milles öeldakse, et elektrivoolu, mis voolab magnetvälja sees oleva juhi kaudu, mõjutab jõud, mis liigub neid põllu jõu rindel olevasse tasapinnani. Lihtsamalt öeldes hakkab juht, mis mootori kujundamisel on rootor, pöörleb ümber oma telje ja on kinnitatud võllile, millele on ühendatud seadme töömehhanismid.

Mootoritüübid ja nende seade

AC elektrimootoritel on erinev seade, tänu millele on võimalik luua staari magnetvälja suhtes sama rootori kiirusega masinaid ja selliseid masinaid, kus rootor langeb pöörleva välja taga. Selle põhimõtte kohaselt on need mootorid jagatud sobivateks tüüpideks: sünkroonne ja asünkroonne.

Asünkroonne

Asünkroonse mootori disaini aluseks on kõige olulisemate funktsionaalsete osade paar:

  1. Stator on silindrikujuline kuju, mis on valmistatud teraslehestest, millel on juhtivate mähiste paigaldamiseks sooned, mille teljed asetsevad üksteise suhtes 120 vastaskülje nurga all. Keeruliste postid lähevad klemmikarbisse, kus need on erinevatel viisidel ühendatud, olenevalt mootori vajalikest parameetritest.
  2. Rootor Asünkroonsete elektrimootorite projekteerimisel kasutatakse kahte tüüpi rootoreid:
    • Lühisüttimine Seda nimetatakse seetõttu, et see on valmistatud mitmest alumiiniumist või vasest vardast, mille otsakõngad on lühikesed. Seda konstruktsiooni, mis on rootori voolu kandev mähis, nimetatakse elektri mehaanikaks "oravankuriks".
    • Etapp Seda tüüpi rootoritel on kolmefaasiline mähis, mis sarnaneb staatorimähisega. Kõige sagedamini lähevad selle juhi otsad terminali piirkonda, kus nad on ühendatud "tähega" ja vabad otsad on ühendatud kontaktrõngastega. Faasrootor võimaldab teil harjade abil täiendava takisti montaaži ahelasse lisada, mis võimaldab muuta takistust algasvoolude vähendamiseks.

Lisaks asünkroonse elektrimootori kirjeldatud põhielementidele sisaldab selle konstruktsioon ka mähiste jahutamiseks mõeldud ventilaatorit, klemmikarpi ja võlli, mis edastab tekitatud pöörlemise seadme töömehhanismidele, mida see mootor pakub.

Asünkroonsete elektrimootorite töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni seadusel, mis kinnitab, et elektromotoorjõud võib tekkida ainult rootori pöörlemiskiiruse ja staatori magnetvälja erinevuste tingimustes. Seega, kui need kiirused oleksid võrdsed, siis emfit ei ilmu, kuid selliste "inhibeerivate" tegurite kui laagrite koormuse ja hõõrde mõju sellistele võllidele loob alati töötingimusi.

Sünkroonne

Vahelduvvoolu sünkroonse elektrimootori disain on mõnevõrra erinev asünkroonse analoogi seadmest. Neis masinatel pöörleb rootor ümber oma telje kiirusega, mis on võrdne statori magnetvälja pöörlemiskiirusega. Nende seadmete rootor või ankur on ka varustatud mähistega, mis on üksteisega ühendatud ja pöörleva kollektoriga teistele. Kollektori kontaktpinnad on paigaldatud nii, et teatud ajahetkel on grafiidi harjad võimelised toitma ainult kahte vastupidist kontakti.

Sünkroonse mootoriga töötamise põhimõte:

  1. Magnetvoo interaktsioon staatori mähises rootorvooluga tekib pöördemomenti.
  2. Magnetvoo suund muutub samaaegselt vahelduvvoolu suunas, säilitades seeläbi väljundvõlli pöörlemise ühes suunas.
  3. Soovitud kiiruse seadistamist reguleeritakse sisendpinge reguleerimisega. Kõige sagedamini kiirrehvides, näiteks perforaatorites ja tolmuimejades, täidab seda funktsiooni reostat.

Sünkroonsete elektrimootorite rikete kõige levinumad põhjused on:

  • grafiitpintside kulumine või survevedru nõrgenemine;
  • võlli laagrite kulumine;
  • koguja reostus (puhastatud liivapaberiga või alkoholiga).

Kolmefaasiline alternator

Leiutise ajalugu

Michael Faraday'ile kuulub elektrienergia muundamise lihtsamaid viise leiutis. 1821. aastal tegi see suur inglise teadlane eksperimendi elavhõbedaga laevaga sukeldatud dirigendiga, mille põhjaga pannakse püsimagnet. Pärast elektrijuhtimist juhtmele hakkas see liikuma, pöörates vastavalt magnetväljale. Tänapäeval viiakse see kogemus läbi füüsika tundides, asendades elavhõbedat soolveega.

Edasise uurimuse tulemuseks oli Peter Barlowi loomine 1824. aastal unipolaarsest mootorist, mida kutsuti Barlow Wheeliks. Selle disain sisaldab kahte vasest valmistatud käiku, mis asetsevad püsimagnetitega samal teljel. Pärast ratastega voolu rakendamist hakkavad rattad pöörlema, kuna nad töötavad koos magnetväljadega. Eksperimentide käigus leidis teadlane, et pöörlemissuunda saab muuta, muutes polaarsust (magnetite või kontaktide ümberlülitus). Praktiline rakendus "Barlow Wheel", kuid mängis olulist rolli uurides magnetvälja ja laetud juhtide koostoime.

Seadme esimene tööproov, mis sai kaasaegsete mootorite eellasteguriks, lõi 1834. aastal välja Vene füüsik Boris Semenovich Jacobi. Käesolevas leiutises näidatud pöörleva rootori pöörleva rootori kasutamise põhimõte kehtib tänapäeva alalisvoolumootorite poolt peaaegu samaks.

Ent esimese asünkroonse tööpõhimõttega mootori loomine kuulub korraga kahele teadlasele - Nikola Tesla ja Galileo Ferraris, kes õnneks juhuslikult näitasid oma leiutisi ühe aastaga (1888). Mõni aasta hiljem kasutas Nikola Tesla loodud kahefaasilist harjavaba mootori ajami mootorit juba mitmes elektrijaamas. 1889. aastal parandas vene elektriinsener Mihhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky Tesla leiutist kolmeastmelise võrgu töös, tänu millele sai ta luua esimese asünkroonse AC mootori võimsusega üle 100 vatti. Ta kuulub ka kolmefaasiliste elektrimootorite faaside ühendamiseks kasutatavate meetodite leiutis: "täht" ja "kolmnurk", takistuste ja kolmefaasiliste trafode käivitamine.

Westinghouse'i pakutav vahelduvvoolu süsteem

Ühendus ühefaasiliste ja kolmefaasiliste toiteallikatega

Toitevõrgu tüübi järgi liigitatakse vahelduvvoolumootorid ühe- ja kolmefaasilistesse mootoritesse.

Asünkroonseid ühefaasilisi mootoreid ühendades on väga lihtne - selleks piisab, kui ühendada ühefaasilise 220V võrgu faasi- ja neutraaljuhtmed korpuse kahe väljundiga. Sünkroonseid mootoreid saab ka sellisest võrgust toide saada, kuid ühendus on natuke keerukam - rootori mähiste ja staatori ühendamine on vajalik, nii et nende ühepositsioonilised magnetilised kontaktid asetseksid üksteise vastas.

Kolmefaasilise võrguga ühendamine on veidi keerulisem. Kõigepealt tuleb märkida, et terminalkarbis on 6 terminali - paar iga kolme mähise kohta. Teiseks võimaldab see kasutada ühte kahest ühendusmeetodist ("täht" ja "kolmnurk"). Ebaõige ühendus võib põhjustada stantsimähiste sulatamisel mootori rikke.

Peamine funktsionaalne erinevus "tähe" ja "kolmnurga" vahel on erinev energiatarbimine, mis on tehtud selleks, et võimaldada masina muutmist kolmefaasilisteks võrkudeks, millel on erinevad liinipinged - 380 V või 660 V. Esimesel juhul tuleks mähised ühendada vastavalt "kolmnurga" skeemile, teisel juhul "täht". Selline kaasamise reegel võimaldab mõlemal juhul iga faasi mähistamisel 380 V pinge.

Ühenduspaneelil asetsevad mähisotsad nii, et sisselülitamiseks kasutatavad džemprid ei läheks üksteisest üle. Kui mootori klemmikarp sisaldab ainult kolme klambrit, siis on see kavandatud töötama ühest pingest, mis on täpsustatud tehnilises dokumentatsioonis ja mähised on seade sees ühendatud.

AC elektrimootorite eelised ja puudused

Tänapäeval on elektrimootorite seas vahelduvvoolu seadmed elektrijaamades kasutusel juhtivad positsioonid. Neil on madal hind, lihtne hooldada ja efektiivsus vähemalt 90%. Lisaks sellele võimaldab nende seade sujuvalt muuta pöörlemiskiirust ilma täiendavate seadmete, nagu käigukastid, kasutamiseta.

Asünkroonse tööpõhimõttega peamised vahelduvvoolumootorite peamine puudus on asjaolu, et võlli kiirust on võimalik reguleerida ainult voolu sisendsageduse muutmisega. Püsiva pöörlemiskiiruse saavutamine ei ole võimalik, samuti väheneb võimsus. Asünkroonsed elektrimootorid on iseloomulikud kõrgetele käivitusvooludele, kuid madal pöördemoment. Nende puuduste kõrvaldamiseks kasutatakse sagedusajami, kuid selle hind on vastuolus nende mootorite ühe peamise eelisega - odav.

Sünkroonse mootori nõrk koht on selle keerukas struktuur. Grafiidi harjad lagunevad koormuse all kiiresti ning survesurve nõrgenemise tõttu kaotavad kollektoriga tihedad kontaktid. Lisaks ei ole need mootorid, nagu ka asünkroonsed kolleegid, kaitstud võlli laagrite kulumise eest. Puuduseks on ka keerukam käivitamine, vajadus püsiva voolu allika järele ja ainult kiiruse sagedus korrigeerimine.

Taotlus

Tänapäeval on vahelduvvoolu spetsifikatsiooniga elektrimootorid tavalised kõigis tööstusharudes ja elatisosades. Elektrijaamades paigaldatakse need generaatoritena, mida kasutatakse tootmisseadmetes, autotööstuses ja isegi kodumasinates. Täna leidub igal kodus vähemalt üks elektrimootori elektrimootori seade, näiteks pesumasin. Sellise suur populaarsuse põhjused on mitmekülgsus, vastupidavus ja hooldus kerge.

Asünkroonsete elektrimasinate seas on kõige sagedamini kolmefaasilise spetsifikatsiooniga seadmed. Need on parimad võimalused kasutamiseks paljudes jõuallikates, generaatorites ja suure võimsusega seadmetes, mille töö on seotud võlli pöörlemiskiiruse reguleerimise vajadusega.