Hola queridos lectores. En este artículo le informaremos sobre el motor eléctrico, sobre su dispositivo y principio de funcionamiento. Así, los motores eléctricos son dispositivos en los que la energía eléctrica se convierte en energía mecánica. El principio de su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética. Sin embargo, los métodos de interacción de los campos magnéticos que hacen que el rotor del motor gire difieren significativamente según el tipo de voltaje de suministro: CA o CC.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de un motor de CC.
La base del principio de funcionamiento del motor eléctrico. corriente continua radica el efecto de repulsión de los polos iguales de los imanes permanentes y la atracción de los opuestos. La prioridad de su invención pertenece al ingeniero ruso B. S. Jacobi. El primer modelo industrial de un motor de CC se creó en 1838. Desde entonces, su diseño no ha sufrido grandes cambios.
En los motores de CC de baja potencia, uno de los imanes está físicamente presente. Se fija directamente al cuerpo de la máquina. El segundo se crea en el devanado del inducido después de conectarle una fuente de CC. Para esto, se usa un dispositivo especial: un conjunto de cepillo colector. El colector en sí es un anillo conductor unido al eje del motor. Los extremos del devanado del inducido están conectados a él.
motor de corriente continua
Para que se produzca un par, es necesario cambiar continuamente los polos del imán permanente de la armadura. Esto debería suceder en el momento en que el polo cruza el llamado neutro magnético. Estructuralmente, este problema se resuelve dividiendo el anillo colector en sectores separados por placas dieléctricas. Los extremos de los devanados del inducido están conectados a ellos a su vez.
Para conectar el colector a la red eléctrica, se utilizan los llamados cepillos: varillas de grafito con alta conductividad eléctrica y bajo coeficiente de fricción deslizante.
En los motores de alta potencia no se utilizan imanes existentes físicamente debido a su gran peso. Para crear una permanente campo magnético el estator usa varias varillas de metal, cada una de las cuales tiene su propio devanado de un conductor conectado a un bus de suministro positivo o negativo. Los polos del mismo nombre están conectados en serie entre sí.
El número de pares de polos en la carcasa del motor puede ser uno o cuatro. El número de escobillas colectoras en el colector del inducido debe coincidir.
Un motor eléctrico de alta potencia tiene una serie de trucos de diseño. Por ejemplo, después de arrancar el motor y con un cambio en la carga, el conjunto del cepillo colector se desplaza en un cierto ángulo contra la rotación del eje. Esto compensa el efecto de la "reacción del inducido", lo que provoca el frenado del eje y una reducción de la eficiencia. máquina eléctrica.
También hay tres esquemas para conectar un motor de CC:
La excitación paralela es cuando otro (reóstato) independiente, generalmente ajustable, se enciende en paralelo con el devanado del inducido.
Este método de conexión le permite ajustar muy suavemente la velocidad de rotación y lograr su máxima estabilidad. Se utiliza para alimentar los motores eléctricos de máquinas herramienta y equipos de grúas.
Serie: un devanado adicional está conectado en serie en el circuito de potencia del inducido. Este tipo de conexión se utiliza para aumentar considerablemente la fuerza de rotación del motor en el momento adecuado. Por ejemplo, al arrancar trenes.
Los motores de CC tienen la capacidad de ajustar suavemente la velocidad, por lo que se utilizan como motores de tracción en vehículos eléctricos y equipos de elevación.
Motores de CA: ¿cuál es la diferencia?
El dispositivo y principio de funcionamiento del motor eléctrico. corriente alterna para crear un par, se utiliza un campo magnético giratorio. Su inventor es el ingeniero ruso M.O. Dolivo-Dobrovolsky, quien creó el primer diseño industrial del motor en 1890 y es el fundador de la teoría y tecnología de la corriente alterna trifásica.
Se produce un campo magnético giratorio en los tres devanados del estator del motor tan pronto como se conectan al circuito de tensión de alimentación. El rotor de un motor eléctrico de este tipo en la versión tradicional no tiene devanados y es, en términos generales, una pieza de hierro, que recuerda un poco a una rueda de ardilla.
El campo magnético del estator provoca la aparición de una corriente en el rotor, y muy grande, porque se trata de un diseño en cortocircuito. Esta corriente provoca la aparición del propio campo de la armadura, que se "acopla" con el sudor magnético del vórtice del estator y hace que el eje del motor gire en la misma dirección.
El campo magnético de la armadura tiene la misma velocidad que el estator, pero está desfasado entre 8 y 100. Es por eso que los motores de CA se denominan asíncronos.
El principio de funcionamiento de un motor de CA con un rotor de jaula de ardilla tradicional tiene corrientes de arranque muy altas. Probablemente, muchos de ustedes hayan notado esto: al encender los motores, las lámparas incandescentes cambian el brillo del resplandor. Por lo tanto, en Maquinas electricas alta potencia, se usa un rotor de fase: se colocan tres devanados conectados por una "estrella".
Los devanados del inducido no están conectados a la red eléctrica, pero están conectados al reóstato de arranque por medio de un conjunto colector-escobilla. El proceso de encender un motor de este tipo consiste en conectarse a la red eléctrica y reducir gradualmente a cero la resistencia activa en el circuito de armadura. El motor eléctrico gira suavemente y sin sobrecargas.
Características del uso de motores asíncronos en un circuito monofásico.
A pesar de que el campo magnético giratorio del estator es más fácil de obtener a partir de una tensión trifásica, el principio de funcionamiento de un motor eléctrico asíncrono le permite trabajar a partir de una tensión monofásica, red domestica si se realizan algunos cambios en su diseño.
Para hacer esto, el estator debe tener dos devanados, uno de los cuales es el "arranque". La corriente en él cambia de fase en 90 ° debido a la inclusión de una carga reactiva en el circuito. La mayoría de las veces, se usa un condensador para esto.
Apagado toma de corriente posible e industrial motor trifasico. Para esto, en su caja de terminales dos devanados están conectados en uno, y se incluye un condensador en este circuito. Basado en el principio de funcionamiento motores eléctricos asíncronos alimentados desde un circuito monofásico, cabe indicar que tienen un menor rendimiento y son muy sensibles a las sobrecargas.
Este tipo de motor arranca fácilmente, pero su velocidad es casi imposible de controlar.
Son sensibles a las fluctuaciones de voltaje y, cuando están "bajo carga", reducen su eficiencia y se convierten en una fuente de costos de electricidad desproporcionadamente altos. Hay métodos para usar a motor sincrónico como un generador.
Motores colectores universales: principio de funcionamiento y características.
En herramientas eléctricas domésticas de baja potencia, que requieren bajas corrientes de arranque, alto par, alta frecuencia rotación y la posibilidad de su ajuste suave, se utilizan los llamados motores colectores universales. Son similares en diseño a los motores de CC excitados en serie.
En tales motores, el campo magnético del estator es creado por la tensión de alimentación. Solo se ha cambiado ligeramente el diseño de los circuitos magnéticos: no está fundido, sino apilado, lo que permite reducir la inversión de magnetización y el calentamiento por corrientes de Foucault. La inductancia conectada en serie en el circuito del inducido permite cambiar la dirección del campo magnético del estator y del inducido en la misma dirección y en la misma fase.
El sincronismo casi completo de los campos magnéticos permite que el motor gane impulso incluso con cargas significativas en el eje, lo que se requiere para el funcionamiento de taladros, martillos perforadores, aspiradoras, amoladoras o pulidoras.
Si se incluye un transformador ajustable en el circuito de suministro de dicho motor, entonces su velocidad de rotación se puede cambiar suavemente. Pero la dirección, cuando se alimenta con un circuito de corriente alterna, nunca se puede cambiar.
Dichos motores eléctricos son capaces de desarrollar velocidades muy altas, son compactos y tienen un gran par. Sin embargo, la presencia de un conjunto colector-escobilla reduce su recurso motor: las escobillas de grafito se desgastan bastante rápido a altas velocidades, especialmente si el colector tiene daños mecánicos.
El motor eléctrico tiene la mayor eficiencia (más del 80%) de todos los dispositivos creados por el hombre. Su invención a finales del siglo XIX puede considerarse un salto cualitativo en la civilización, pues sin ellos es imposible imaginar la vida. sociedad moderna Residencia en alta tecnologia, y aún no se ha inventado algo más eficaz.
El tema de hoy es una descripción general de varios motores eléctricos. Motores eléctricos encontrados aplicación más amplia en ciencia y tecnología. La vida humana es difícil de imaginar sin máquinas y mecanismos basados en motores eléctricos. Se utilizan en todas partes: en fábricas, en tecnología automotriz, en electrodomésticos, en tecnología médica, en una palabra, ¡en todas partes! Un motor eléctrico es una especie de convertidor que gira energía eléctrica en energía mecánica rotación del eje del motor.
Un motor eléctrico consta de dos partes principales: una parte fija (estator) y una parte giratoria (rotor). Los motores se dividen en dos grupos principales: motores de CC y motores de CA. Las partes principales de un motor de CC simple son la parte fija (estator), imanes permanentes, en el centro se ensambla un rotor en el eje, que consiste en placas de acero, y se enrolla un devanado en ellas. El rotor también se llama la armadura del motor eléctrico.
La energía se suministra a través de los contactos (escobillas) al devanado. Como resultado de esto, la armadura se convierte en un electroimán, como resultado de la influencia magnética, el rotor intenta<ускользнуть>del campo magnético, y no tiene a dónde escapar, y el rotor comienza a girar a una velocidad más alta, ¡a veces el número de revoluciones del rotor en un minuto supera las 10,000! Por lo general, se enrollan varios devanados en el rotor, para una operación eficiente y aumentar la potencia del motor. A continuación se muestra un diagrama del motor en un taladro eléctrico.
Los motores que funcionan a una determinada frecuencia de corriente, es decir, los motores son alimentados por corriente alterna, funcionan principalmente a una frecuencia de red de 50-60 hercios. Los motores de CA se dividen en dos grupos: motores síncronos y asíncronos. Se inician principalmente manualmente o tienen comenzando a enrollar. Bifásico o motores de condensador- Son motores eléctricos que tienen un número finito de posiciones de rotor. La posición especificada del rotor se fija aplicando potencia al devanado correspondiente. La transición a otro estado se lleva a cabo quitando el voltaje de un devanado y transfiriéndolo a otro, de modo que el voltaje pase por todos los devanados, cada uno a su vez se convierte en un electroimán.
El síncrono es un tipo de motor de CA, cuyo rotor gira de forma síncrona con el campo magnético de la tensión de alimentación. Un motor eléctrico asíncrono es un motor de corriente alterna en el que la velocidad del rotor difiere de la frecuencia del campo magnético giratorio, creando una tensión de alimentación para el mismo.
En tecnología, se utilizan principalmente motores de CA, no utilizan imanes permanentes, que están diseñados para una potencia estable, para aumentar la potencia utilizan un electroimán, cuya potencia aumenta muchas veces la potencia de un imán permanente, aunque se debe agregar voltaje. aplicado al devanado electromagnético. Aquí, en resumen, está toda la información básica, suficiente por hoy, el autor es AKA.
Del nombre se deduce que una característica de este tipo de motores eléctricos (EM) es que funcionan con corriente alterna. Si en corriente directa partículas eléctricas siguen solo una dirección y pueden cambiar su intensidad en un momento determinado (diferencia de potencial o voltaje), entonces la corriente alterna tiene otras características, como frecuencia, forma y duración. Lo que influyó en el diseño y el principio de funcionamiento de los motores de CA. En el artículo analizaremos los principales aspectos del funcionamiento de un ED de corriente alterna.
Los motores de CA son dispositivos eléctricos que son una especie de convertidores de energía eléctrica, cuyo principio se basa en las fuerzas electromagnéticas de Lorentz y funcionan con corriente alterna. ED y alternadores según el principio de funcionamiento se clasifican en síncronos y asíncronos. Para que quede más claro, quiero contarles sobre lo siguiente.
Hogar contraste En las máquinas eléctricas AC es que la energía eléctrica se convierte en energía mecánica o viceversa, utilizando la interacción de campos magnéticos, uno de ellos es giratorio, dinámico (generado por el movimiento de corriente alterna, y el otro campo es estático, constante. Por lo tanto, para obtener el movimiento del rotor el campo móvil debe interactuar con el constante, lo que crea movimiento mecanico eje ED.
El principio general de funcionamiento de una máquina eléctrica asíncrona es el siguiente. Tres devanados están enrollados en el estator EM, al que se conectan tres fases. Por el curso de ingeniería eléctrica, sabemos que corriente trifásica este es un cambio cíclico en la magnitud de la corriente y el voltaje que fluye suavemente a lo largo de una sinusoide. Es decir, la máxima potencia fluye suavemente de un punto del devanado a otro, es claro que, al mismo tiempo, habrá un mínimo de potencia en el lado opuesto de la sinusoide. Entonces, cuando se aplica un voltaje trifásico a los devanados del estator de un EM asíncrono, tenemos como resultado un campo magnético giratorio, cuya frecuencia es igual a la frecuencia de la red de suministro, en Rusia es de 50 Hz.
Del curso de física e ingeniería eléctrica general, sabemos que cuando un conductor se mueve hacia un campo magnético alterno, se genera una diferencia de potencial en sus extremos, y si sus extremos están conectados a algún tipo de circuito, entonces fluirá una corriente a través de él. ella, formando a su alrededor su propio campo magnético. Este principio de funcionamiento reside en las máquinas eléctricas asíncronas. En su interior se encuentra rotor de jaula de ardilla. En un campo magnético giratorio, aparece un EMF y crea su propio campo magnético, que es repelido por el campo del estator.
El funcionamiento de un motor asíncrono se basa en los principios de la interacción física del campo magnético que aparece en el estator con la corriente que el mismo campo genera en el devanado del rotor.
La disfunción eréctil sincrónica no tiene ese retraso. Allí, el campo del inductor, por así decirlo, se adhiere al campo giratorio de la armadura, lo que conduce a la operación sincrónica de ambos campos magnéticos. Si en las máquinas asíncronas un campo estático es una consecuencia del trabajo de uno dinámico, entonces en las máquinas síncronas, en cierto sentido, las causas de la aparición de un campo giratorio y un campo estático son independientes entre sí, pero su interacción permite el funcionamiento de un ED de corriente alterna.
Un motor síncrono es un tipo de motor eléctrico que sólo funciona con voltaje de corriente alterna, mientras que la frecuencia de rotación del rotor coincide con la frecuencia de rotación del campo magnético. Por eso permanece constante independientemente de la carga, porque el rotor de un motor síncrono es un electroimán ordinario y su número de pares de polos coincide con el número de pares de polos de un campo magnético giratorio. Por lo tanto, la interacción de estos polos asegura la constancia de la velocidad angular con la que gira el rotor.
El motor eléctrico funciona según los principios físicos descubiertos por Michael Faraday en 1821. Él hizo descubrimiento importante que cuando la corriente eléctrica en el conductor y el imán permanente interactúan, aparece la rotación continua.
Así, colocando un marco conductor en un campo magnético uniforme en posición vertical y pasando a través de él electricidad, entonces se formará un campo electromagnético alrededor del conductor, que comenzará a interactuar con los polos de los imanes permanentes. De uno de ellos, el marco será repelido, y del otro, por el contrario, será atraído. Como resultado, el marco girará a una posición horizontal, en la que no habrá efecto del campo magnético en el conductor con corriente. Para que la rotación continúe nuevamente, debe agregar otro marco en un cierto ángulo o cambiar la dirección de la corriente que fluye en el momento correcto. En la figura animada de arriba, esto se hace usando medios anillos, a los que se conectan las placas de contacto de la batería. Por lo tanto, después de dar media vuelta en circuito eléctrico la polaridad se invierte y la rotación comienza de nuevo. Puedes leer más sobre esto en el siguiente artículo:
Actualmente, existen bastantes motores eléctricos diferentes tipos y diseños Se pueden subdividir por tipo de fuente de alimentación:
Corriente alterna, trabajar directamente de la red eléctrica 220 o 380 Voltios.
Corriente continua funcionan con baterías, acumuladores, fuentes de alimentación o fuentes de CC similares.
Del nombre se deduce que una característica de este tipo de ED es que funcionan con corriente alterna. Si con la corriente continua, las partículas eléctricas siguen solo una dirección y pueden cambiar su intensidad (diferencia de potencial o voltaje) en un momento determinado, entonces la corriente alterna tiene otras características, como frecuencia, forma y duración. Lo que influyó en el diseño y el principio de funcionamiento de los motores de CA. El artículo describe los principales aspectos del trabajo de AC ED.
Según el principio de funcionamiento de los motores eléctricos. existen:
Motores síncronos, tienen un devanado en el rotor y un mecanismo de escobillas, que recibe una corriente eléctrica. Motores eléctricos asíncronos. No tienen escobillas y devanados en el rotor, y su principio de funcionamiento se basa en los principios de la interacción física del campo magnético que aparece en el estator con la corriente que el mismo campo crea en el devanado del rotor.
Un EM síncrono siempre gira de forma síncrona con el campo magnético que lo hace girar, y para un motor asíncrono, el rotor gira mucho más lento que el campo magnético giratorio en el estator.
Un motor síncrono es un tipo de motor eléctrico que sólo funciona con tensión alterna, mientras que la velocidad del rotor coincide con la frecuencia de rotación del campo magnético. Por eso permanece constante independientemente de la carga, porque el rotor de un motor síncrono es un electroimán ordinario y su número de pares de polos coincide con el número de pares de polos de un campo magnético giratorio. Por lo tanto, la interacción de estos polos asegura la constancia de la velocidad angular con la que gira el rotor.
El funcionamiento de un motor asíncrono se basa en los principios de la interacción física del campo magnético que aparece en el estator con la corriente que el mismo campo genera en el devanado del rotor.
Entonces, hay una gran variedad de tipos de motores eléctricos, por lo tanto, hay muchos esquemas de control para ellos. Algunos de ellos se discuten en este artículo.
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