Устройството и принципът на работа на електродвигателя

Електрически мотор е електрическо устройство за преобразуване на електрическа енергия в механична. Днес електрическите двигатели се използват широко в индустрията за управление на различни машини и механизми. В домакинството те се монтират в пералня, хладилник, сокоизстисквачка, кухненски прибори, вентилатори, електрически самобръсначки и др. Електродвигателите се задвижват, свързват се към него устройства и механизми.

В тази статия ще говоря за най-често срещаните видове и принципи на работа на електрически променливотокови двигатели, широко използвани в гаражи, домакинства или работилници.

Съдържание
  1. Как работи електродвигателят
  2. Видове електрически двигатели
  3. Принцип на работа и устройство на асинхронен електродвигател
  4. Принцип на работа и устройство на синхронен електродвигател с променлив ток

Как работи електрическият мотор

Двигателят работи въз основа на ефекта , открит от Michael Faraday през 1821 г. Той откри, че при взаимодействието на електрически ток в проводник и магнит може да има непрекъснато въртене.

Ако в хомогенно магнитно полерамката е разположена във вертикално положение и токът преминава през нея, около проводника ще се появи електромагнитно поле, което ще взаимодейства с полюсите на магнитите. От една рамка ще бъдат отблъснати, а друг привлечени. В резултат на това рамката ще се върне в хоризонтално положение, в което ще има нулево въздействие на магнитното поле върху проводника. За да се въртинеобходимо е да се добави друга рамка под ъгъл или да се промени посоката на тока в рамката в подходящия момент. На снимката това се прави с две полукръгове, до които прилежат контактните пластини на батерията. В резултат на това, след завършване на половин завой, полярността се променя и завъртането продължава.

В съвременните електрически двигателивместо постоянни магнити се създава магнитно поле на намотка от индуктивност или електромагнити. Ако демонтирате всеки мотор, ще видите намотани намотки от тел, покрити с изолационен лак. Тези завои са или електромагнит, или, както се наричат ​​намотки за възбуждане.

В ежедневния животв детските играчки на батерии се използват същите постоянни магнити.

В други по-мощнидвигатели се използват само електромагнити или намотки. Въртящата се част се нарича ротор, а статорът все още е фиксиран.

Видове електрически двигатели

Днес има много електрически мотори с различни конструкции и видове. Те могат да бъдат разделенипо вид на електрозахранването :

  • AC,работещи директно от електрическата мрежа.
  • DC, , които работят с батерии, батерии, захранвания или други източници на постоянен ток.
  • Относно принципа на работа:

  • Синхронни , които имат намотка върху ротора и четков механизъм за захранването им с електрически ток.
  • Асинхронен , най-простият и най-често срещан тип двигател. Те нямат четки и намотки на ротора.
  • Синхронният двигател се върти синхронномагнитното поле, което го върти, а асинхронният ротор се върти по-бавно от въртящото се магнитно поле в статора.

    Принцип на работа и устройство на асинхронен електродвигател

    В случай на асинхронен двигател , статорните намотки са подредени (за 380 волта те ще бъдат 3), които създават въртящо се магнитно поле. Краищата им за връзка се показват на специален терминал. Бобините се охлаждат благодарение на вентилатора, монтиран на вала на края на електродвигателя.

    Роторът , който е едно цяло с вал, е направен от метални пръти, които са заключени заедно от двете страни, така че се нарича късо съединение.
    Благодарение на такава конструкция се увеличава необходимостта от честа периодична поддръжка и подмяна на токозахранващите четки, надеждността, дълготрайността и надеждността.

    Като правилоосновната причина за отказна асинхронен двигател е износването на лагерите, при които се върти вала.

    Принцип на работа.За да работи един асинхронен двигател, е необходимо роторът да се върти по-бавно от електромагнитното поле на статора, което води до ЕДС (има електрически ток) в ротора. Важно условие тук е, че ако роторът се върти със същата скорост като магнитното поле, тогава законът за електромагнитна индукция няма да му даде ЕМП и затова няма да има въртене. Но в действителност, поради триенето на лагерите или натоварването на вала, роторът винаги ще се върти по-бавно.

    Магнитните полюси постоянно се въртятв намотките на двигателя ипосоката на тока в ротора постоянно се променя. В един момент, например, посоката на тока в намотките на статора и ротора е показана схематично под формата на кръстове (токът тече от нас) и точките (токът върху нас). Въртящото се магнитно поле е изобразено с пунктирани линии.

    Например,как работи циркулярният трион . Максимална скорост при нея без товар. Но веднага след като започнем да режем борда, скоростта на въртене намалява и в същото време роторът започва да се върти по-бавно по отношение на електромагнитното поле и в него, според законите на електротехниката, започва да дава още по-голяма величина на ЕМП. Токът, консумиран от двигателя, нараства и започва да работи при пълна мощност. Ако натоварването на вала е толкова голямо, че ще спре, тогава може да има повреда на ротора на късо съединение поради максималната стойност на ЕМП, индуцирана в него. Ето защо е важно да вземете двигателя с подходяща мощност. Ако вземете повече, то енергийните разходи ще бъдат неоправдани.

    Скоростта на въртене на роторазависи от броя на полюсите. При 2 полюса скоростта на въртене ще бъде равна на скоростта на въртене на магнитното поле, равна на максимум 3000 оборота в секунда при честота на мрежата от 50 Hz. За да се намали скоростта наполовина, е необходимо да се увеличи броят на полюсите в статора на четири.

    Основният недостатък на асинхронните двигателие, че те се захранват за регулиране на скоростта на вала само чрез промяна на честотата на електрическия ток. И не е възможно да се постигне постоянна скорост на въртене на вала.

    Принципът на действие и устройството на синхронния електродвигател на променлив ток

    Този тип електродвигател се използва в ежедневието, където се изисква постоянна скорост на въртене, възможността за нейното регулиране, както и ако изискваната скорост на въртене е повече от 3000 оборота в минута (това е максималният за асинхронния).

    Синхронните двигатели са монтирани в електроинструмент, прахосмукачка, перална машина и др.

    В случая на синхроннияАС мотор се намират и намотки (3 на снимката), които също са навити на ротор или котва

    . Техните находки са запоени към сектори на пръстена или колектора

  • , които се захранват с графитни четки
      . Изводите са подредени така, че четките винаги дават напрежение само на една двойка.

      Най-честите повредина колекторните двигатели са:

    1. Носещи четкиили лош контакт поради отслабване на затягащата пружина.
    2. Замърсяване на колектора.Почистете с алкохол или без шкурка.
    3. Износване на лагери.
    4. Принцип на работа.Въртящият момент в електродвигателя се създава в резултат на взаимодействието между тока на анкерния ток и магнитния поток в намотката за възбуждане. С промяната на посоката на променливия ток посоката на магнитния поток едновременно в тялото и котвата ще се промени, така че въртенето винаги да бъде в една посока.

      Регулирането на скоросттасе променя по метода за промяна на стойността на подаденото напрежение. В свредлото и прахосмукачките се използва реостатили променливо съпротивление.

      Промяната в посоката на въртене също е същата като тази на DC двигателите, което ще разгледам в следващия член.

      Най-важното за синхронните двигателиОпитах се да обясня, можете да прочетете повече за тях на Уикипедия по-подробно.