Salutare dragi cititori. În acest articol vă vom spune despre motorul electric, despre dispozitivul său și despre principiul de funcționare. Deci, motoarele electrice sunt dispozitive în care energia electrică este transformată în energie mecanică. Principiul funcționării lor se bazează pe fenomenul inducției electromagnetice. Cu toate acestea, metodele de interacțiune a câmpurilor magnetice care fac rotorul motorului să se rotească diferă semnificativ în funcție de tipul de tensiune de alimentare - AC sau DC.

Dispozitivul și principiul de funcționare a unui motor de curent continuu

Baza principiului de funcționare a motorului electric curent continuu constă efectul de respingere a polilor asemănători ai magneților permanenți și de atracție a celor opuși. Prioritatea invenției sale îi aparține inginerului rus B. S. Jacobi. Primul model industrial de motor de curent continuu a fost creat în 1838. De atunci, designul său nu a suferit modificări majore.

În motoarele de curent continuu de putere mică, unul dintre magneți este prezent fizic. Este atașat direct de corpul mașinii. Al doilea este creat în înfășurarea armăturii după ce o sursă de curent continuu este conectată la ea. Pentru aceasta, se folosește un dispozitiv special - un ansamblu colector-perie. Colectorul în sine este un inel conductor atașat la arborele motorului. Capetele înfășurării armăturii sunt conectate la acesta.

motor DC

Pentru ca un cuplu să apară, este necesar să se schimbe continuu polii magnetului permanent al armăturii. Acest lucru ar trebui să se întâmple în momentul în care polul traversează așa-numitul neutru magnetic. Din punct de vedere structural, această problemă este rezolvată prin împărțirea inelului colector în sectoare separate prin plăci dielectrice. Capetele înfășurărilor armăturii sunt conectate la ele pe rând.

Pentru a conecta colectorul la rețea, se folosesc așa-numitele perii - tije de grafit cu conductivitate electrică ridicată și un coeficient scăzut de frecare de alunecare.

La motoarele de mare putere, magneții existenți fizic nu sunt utilizați din cauza greutății lor mari. Pentru a crea un permanent camp magnetic statorul folosește mai multe tije metalice, fiecare având propria înfășurare dintr-un conductor conectat la o magistrală de alimentare pozitivă sau negativă. Polii cu același nume sunt legați în serie între ei.

Numărul de perechi de poli de pe carcasa motorului poate fi unul sau patru. Numărul de perii colectoare de pe colectorul de armătură trebuie să se potrivească cu acesta.

Un motor electric de mare putere are o serie de trucuri de design. De exemplu, după pornirea motorului și cu o modificare a sarcinii asupra acestuia, ansamblul periei colectoare este deplasat cu un anumit unghi împotriva rotației arborelui. Acest lucru compensează efectul „reacției armăturii”, ducând la frânarea arborelui și la reducerea eficienței. mașină electrică.

Există, de asemenea, trei scheme pentru conectarea unui motor de curent continuu:

Excitația paralelă este atunci când un alt independent, de obicei reglabil (reostat) este pornit în paralel cu înfășurarea armăturii.

Această metodă de conectare vă permite să reglați foarte ușor viteza de rotație și să obțineți stabilitatea maximă a acesteia. Este folosit pentru alimentarea motoarelor electrice ale mașinilor-unelte și echipamentelor macaralei.

Serial - o înfășurare suplimentară este conectată în serie în circuitul de putere a armăturii. Acest tip de conexiune este utilizat pentru a crește brusc forța de rotație a motorului la momentul potrivit. De exemplu, la pornirea trenurilor.

Motoarele cu curent continuu au capacitatea de a regla fără probleme viteza, astfel încât sunt utilizate ca motoare de tracțiune în vehicule electrice și echipamente de ridicare.

Motoare AC - care este diferența?

Dispozitivul și principiul de funcționare al motorului electric curent alternativ pentru a crea cuplu, se folosește un câmp magnetic rotativ. Inventatorul lor este inginerul rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky, care a creat primul design industrial al motorului în 1890 și este fondatorul teoriei și tehnologiei curentului alternativ trifazat.

Un câmp magnetic rotativ apare în cele trei înfășurări ale statorului motorului imediat ce sunt conectate la circuitul de tensiune de alimentare. Rotorul unui astfel de motor electric în versiunea tradițională nu are înfășurări și este, aproximativ vorbind, o bucată de fier, care amintește oarecum de o roată de veveriță.

Câmpul magnetic al statorului provoacă apariția unui curent în rotor și unul foarte mare, deoarece acesta este un design scurtcircuitat. Acest curent determină apariția câmpului propriu al armăturii, care se „cuplă” cu transpirația magnetică vortex a statorului și face ca arborele motorului să se rotească în aceeași direcție.

Câmpul magnetic al armăturii are aceeași viteză ca și statorul, dar se află în spatele acestuia în fază cu aproximativ 8-100. De aceea motoarele de curent alternativ sunt numite asincrone.

Principiul de funcționare al unui motor de curent alternativ cu un rotor tradițional, cu colivie, are curenți de pornire foarte mari. Probabil, mulți dintre voi ați observat acest lucru - la pornirea motoarelor, lămpile incandescente modifică luminozitatea strălucirii. Prin urmare, în mașini electrice putere mare, se folosește un rotor de fază - trei înfășurări conectate printr-o „stea” sunt așezate pe el.

Înfășurările armăturii nu sunt conectate la rețea, ci sunt conectate la reostatul de pornire prin intermediul unui ansamblu colector-perie. Procesul de pornire a unui astfel de motor constă în conectarea la rețea și reducerea treptată a rezistenței active în circuitul armăturii la zero. Motorul electric pornește lin și fără suprasarcini.

Caracteristici ale utilizării motoarelor asincrone într-un circuit monofazat

În ciuda faptului că câmpul magnetic rotativ al statorului este cel mai ușor de obținut dintr-o tensiune trifazată, principiul de funcționare al unui motor electric asincron îi permite să funcționeze dintr-o singură fază, rețeaua de acasă dacă se fac unele modificări în designul acestora.

Pentru a face acest lucru, statorul trebuie să aibă două înfășurări, dintre care una este „pornirea”. Curentul din acesta este decalat în fază cu 90 ° datorită includerii unei sarcini reactive în circuit. Cel mai adesea, un condensator este folosit pentru aceasta.

Oprire priză de uz casnic posibil şi industrial motor trifazat. Pentru asta, în a lui cutie de borne două înfășurări sunt conectate într-una, iar un condensator este inclus în acest circuit. Pe baza principiului de lucru motoare electrice asincrone alimentate dintr-un circuit monofazat, trebuie indicat ca au o eficienta mai scazuta si sunt foarte sensibile la suprasarcini.

Acest tip de motor pornește ușor, dar viteza lui este aproape imposibil de controlat.

Sunt sensibili la fluctuațiile de tensiune, iar atunci când sunt „subîncărcate”, își reduc eficiența, devenind o sursă de costuri disproporționat de mari cu energia electrică. Există metode de utilizare A motor sincron ca un generator.

Motoare colectoare universale - principiu de funcționare și caracteristici

La uneltele electrice de uz casnic de putere redusă, care necesită curenți de pornire mici, cuplu mare, frecventa inalta rotația și posibilitatea de reglare lină a acesteia, se folosesc așa-numitele motoare colectoare universale. Au design similar cu motoarele de curent continuu excitate în serie.

În astfel de motoare, câmpul magnetic al statorului este creat de tensiunea de alimentare. Doar designul circuitelor magnetice a fost ușor modificat - nu este turnat, ci stivuit, ceea ce face posibilă reducerea inversării magnetizării și a încălzirii de către curenții Foucault. Inductanța conectată în serie în circuitul armăturii face posibilă schimbarea direcției câmpului magnetic al statorului și armăturii în aceeași direcție și în aceeași fază.

Sincronismul aproape complet al câmpurilor magnetice permite motorului să capete avânt chiar și cu sarcini semnificative pe arbore, ceea ce este necesar pentru funcționarea burghiilor, ciocanelor rotative, aspiratoarelor, polizoarelor sau șlefuitorilor.

Dacă un transformator reglabil este inclus în circuitul de alimentare al unui astfel de motor, atunci viteza de rotație a acestuia poate fi schimbată fără probleme. Dar direcția, atunci când este alimentată de un circuit de curent alternativ, nu poate fi niciodată schimbată.

Astfel de motoare electrice sunt capabile să dezvolte viteze foarte mari, sunt compacte și au un cuplu mare. Cu toate acestea, prezența unui ansamblu colector-perie reduce resursa motorului acestora - periile de grafit se uzează destul de repede la viteze mari, mai ales dacă colectorul are deteriorări mecanice.

Motorul electric are cel mai mare randament (mai mult de 80%) dintre toate dispozitivele create de om. Invenția lor de la sfârșitul secolului al XIX-lea poate fi considerată un salt calitativ în civilizație, deoarece fără ele este imposibil să ne imaginăm viața. societate modernă bazat pe tehnologii înalte, iar ceva mai eficient nu a fost încă inventat.

Subiectul de astăzi este o prezentare generală a diferitelor motoare electrice. Motoare electrice găsite cea mai largă aplicațieîn știință și tehnologie. Viața umană este greu de imaginat fără mașini și mecanisme bazate pe motoare electrice. Sunt folosite peste tot - în fabrici, în tehnologia auto, în aparatele de uz casnic, în tehnologia medicală, într-un cuvânt - peste tot! Un motor electric este un fel de convertor care se rotește energie electricaîn energie mecanică rotația arborelui motorului.

Un motor electric este format din două părți principale - o parte fixă ​​(stator) și o parte rotativă (rotor). Motoarele sunt împărțite în două grupuri principale - motoare cu curent continuu și motoare cu curent alternativ. Părțile principale ale unui motor simplu de curent continuu sunt partea fixă ​​(statorul), magneții permanenți, în centru pe arbore este asamblat un rotor, care constă din plăci de oțel, iar pe ele este înfășurată o înfășurare. Rotorul se mai numește și armătura motorului electric.

Alimentarea este furnizată prin contactele (periile) înfășurării. Ca urmare a acestui fapt, armătura se transformă într-un electromagnet, ca urmare a influenței magnetice, rotorul încearcă să<ускользнуть>din câmpul magnetic, și nu are de unde să scape, iar rotorul începe să se rotească cu o viteză mai mare, uneori numărul de rotații ale rotorului într-un minut depășește 10.000! Mai multe înfășurări sunt de obicei înfășurate pe rotor, pentru o funcționare eficientă și pentru creșterea puterii motorului. Mai jos este o diagramă a motorului într-un burghiu electric.

Motoarele care funcționează la o anumită frecvență de curent, adică motoarele sunt alimentate de curent alternativ, funcționează în principal la o frecvență de rețea de 50-60 herți. Motoarele de curent alternativ sunt împărțite în două grupuri - motoare sincrone și asincrone. Ele sunt în principal pornite manual sau au începând să înfășoare. Bifazat sau motoare cu condensator- Acestea sunt motoare electrice care au un număr finit de poziții ale rotorului. Poziția specificată a rotorului este fixată prin aplicarea puterii înfășurării corespunzătoare. Trecerea la o altă stare se realizează prin eliminarea tensiunii dintr-o înfășurare și transferarea acesteia în alta, astfel încât tensiunea trece prin toate înfășurările, fiecare la rândul său se transformă într-un electromagnet.

Sincronul este un fel de motoare de curent alternativ, al căror rotor se rotește sincron cu câmpul magnetic al tensiunii de alimentare. Un motor electric asincron este un motor cu curent alternativ la care viteza rotorului diferă de frecvența câmpului magnetic rotativ, creând o tensiune de alimentare pentru acesta.

În tehnologie, motoarele de curent alternativ sunt utilizate în principal, nu folosesc magneți permanenți, care sunt proiectați pentru o putere stabilă, pentru o putere crescută folosesc un electromagnet, a cărui putere de multe ori crește puterea unui magnet permanent, deși trebuie să fie tensiune suplimentară. aplicat înfăşurării electromagnetice. Iată pe scurt toate informațiile de bază, suficiente pentru astăzi, autorul este AKA.

Din denumire rezultă că o caracteristică a acestui tip de motoare electrice (EM) este că funcționează pe curent alternativ. Dacă în curent continuu particule electrice urmează o singură direcție și își pot modifica intensitatea la un anumit moment în timp (diferență de potențial sau tensiune), atunci curentul alternativ are alte caracteristici - cum ar fi frecvența, forma și durata. Ceea ce a influențat proiectarea și principiul de funcționare al motoarelor de curent alternativ. În articol, vom analiza principalele aspecte ale funcționării unui ED cu curent alternativ.

Motoarele cu curent alternativ sunt dispozitive electrice care sunt un fel de convertoare de energie electrică, al căror principiu se bazează pe forțele electromagnetice Lorentz și funcționează pe curent alternativ. ED și alternatoarele conform principiului de funcționare sunt clasificate în sincrone și asincrone. Pentru a clarifica o explicație suplimentară, vreau să spun despre următoarele.

Acasă semn distinctiv Mașinile electrice AC este aceea că energia electrică este convertită în energie mecanică sau invers, folosind interacțiunea câmpurilor magnetice, unul dintre ele este rotativ, dinamic (generat de mișcarea curentului alternativ, iar celălalt câmp este static, constant. Prin urmare, pentru a obtine miscarea rotorului campul in miscare trebuie sa interactioneze cu cel constant, care creeaza mișcare mecanică arborele ED.

Principiul general de funcționare al unei mașini electrice asincrone este următorul. Trei înfășurări sunt înfășurate pe statorul EM, la care sunt conectate trei faze. Din cursul de inginerie electrică, știm asta curent trifazat aceasta este o modificare ciclică a mărimii curentului și tensiunii care curge lin de-a lungul unei sinusoide. Adică puterea maximă curge lin dintr-un punct al înfășurării în altul, este clar că, în același timp, va exista o putere minimă pe partea opusă a sinusoidei. Deci, atunci când se aplică o tensiune trifazată înfășurărilor statorice ale unui EM asincron, avem ca rezultat un câmp magnetic rotativ, a cărui frecvență este egală cu frecvența rețelei de alimentare, în Rusia este de 50 Hz.

Din cursul fizicii și al ingineriei electrice generale, știm că atunci când un conductor se mișcă într-un câmp magnetic alternativ, la capetele sale este generată o diferență de potențial, iar dacă capetele sale sunt conectate la un fel de circuit, atunci un curent va curge prin acesta, formând în jurul său propriul său câmp magnetic. Acest principiu de funcționare constă în mașinile electrice asincrone. In interior se afla rotor cu colivie. Într-un câmp magnetic rotativ, apare un EMF pe el și își creează propriul câmp magnetic, care este respins de câmpul statorului.

Funcționarea unui motor asincron se bazează pe principiile interacțiunii fizice a câmpului magnetic care apare în stator cu curentul pe care același câmp îl generează în înfășurarea rotorului.

ED sincron nu are un astfel de decalaj. Acolo, câmpul inductorului, așa cum spune, se lipește de câmpul rotativ al armăturii, ceea ce duce la funcționarea sincronă a ambelor câmpuri magnetice. Dacă la mașinile asincrone un câmp static este o consecință a muncii unuia dinamic, atunci la mașinile sincrone, într-un anumit sens, cauzele apariției unui câmp rotativ și a unui câmp static sunt independente unele de altele, dar interacțiunea lor. permite funcționarea unui curent alternativ ED.

Un motor sincron este un tip de motor electric care funcționează numai Tensiune AC, în timp ce frecvența de rotație a rotorului coincide cu frecvența de rotație a câmpului magnetic. De aceea rămâne constantă indiferent de sarcină, deoarece rotorul unui motor sincron este un electromagnet obișnuit și numărul său de perechi de poli coincide cu numărul de perechi de poli ai unui câmp magnetic rotativ. Prin urmare, interacțiunea acestor poli asigură constanța vitezei unghiulare cu care se rotește rotorul.

Motorul electric funcționează pe principii fizice descoperite de Michael Faraday în 1821. El a facut descoperire importantă ca atunci cand curentul electric din conductor si magnetul permanent interactioneaza, apare o rotatie continua.

Astfel, plasarea unui cadru conductor într-un câmp magnetic uniform în poziție verticală și trecerea prin acesta electricitate, apoi se va forma un câmp electromagnetic în jurul conductorului, care va începe să interacționeze cu polii magneților permanenți. De la una dintre ele, rama va fi respinsă, iar către cealaltă, dimpotrivă, va fi atrasă. Ca urmare, cadrul se va roti într-o poziție orizontală, în care va exista un efect zero al câmpului magnetic asupra conductorului cu curent. Pentru ca rotația să continue din nou, trebuie să adăugați un alt cadru la un anumit unghi sau să schimbați direcția curentului care curge în el la momentul potrivit. În figura animată de mai sus, acest lucru se face folosind jumătăți de inele, la care sunt conectate plăcile de contact ale bateriei. Prin urmare, după ce a făcut o jumătate de întoarcere circuit electric polaritatea se inversează și rotația începe din nou. Puteți citi mai multe despre acest lucru în articolul de mai jos:

În prezent, există destul de multe motoare electrice tipuri diferiteși desene. Ele pot fi subdivizate după tipul de alimentare:

Curent alternativ, functioneaza direct de la reteaua 220 sau 380 Volti.
Curent continuu funcționează cu baterii, acumulatori, surse de alimentare sau surse similare de curent continuu.

Din nume rezultă că o caracteristică a acestui tip de ED este că funcționează pe curent alternativ. Dacă cu curent continuu particulele electrice urmează o singură direcție și își pot schimba intensitatea (diferența de potențial sau tensiunea) la un anumit moment în timp, atunci curentul alternativ are alte caracteristici - cum ar fi frecvența, forma și durata. Ceea ce a influențat proiectarea și principiul de funcționare al motoarelor de curent alternativ. Articolul descrie principalele aspecte ale activității AC ED.

Conform principiului de funcționare a motoarelor electrice Sunt:

Motoare sincrone, au o înfășurare pe rotor și un mecanism de perie, care primește curent electric. Motoare electrice asincrone. Nu au perii si infasurari pe rotor, iar principiul sau de functionare se bazeaza pe principiile interactiunii fizice a campului magnetic care apare in stator cu curentul pe care acelasi camp il creeaza in infasurarea rotorului.

Un EM sincron se rotește întotdeauna sincron cu câmpul magnetic care îl rotește, iar pentru un motor asincron, rotorul se rotește mult mai lent decât câmpul magnetic rotativ din stator.

Un motor sincron este un fel de motoare electrice care funcționează numai pe tensiune alternativă, în timp ce viteza rotorului coincide cu frecvența de rotație a câmpului magnetic. De aceea rămâne constantă indiferent de sarcină, deoarece rotorul unui motor sincron este un electromagnet obișnuit și numărul său de perechi de poli coincide cu numărul de perechi de poli ai unui câmp magnetic rotativ. Prin urmare, interacțiunea acestor poli asigură constanța vitezei unghiulare cu care se rotește rotorul.

Funcționarea unui motor asincron se bazează pe principiile interacțiunii fizice a câmpului magnetic care apare în stator cu curentul pe care același câmp îl generează în înfășurarea rotorului.

Deci, există o mare varietate de tipuri de motoare electrice, prin urmare, există o mulțime de scheme de control pentru acestea. Unele dintre ele sunt discutate în acest articol.

Motoarele alimentate cu energie electrică funcționează de obicei pentru o lungă perioadă de timp și în mod fiabil, dar mai devreme sau mai târziu veți întâmpina problema funcționalității lor. Pentru a verifica motorul electric și a depana este bine să folosiți diverse dispozitive de casăși dispozitive care vor reduce semnificativ timpul de depanare și depanare.

Motoare BLDC de putere redusă pentru roboți industriali- Fundamentele teoriei, proiectării și circuitelor EM-urilor de supapă DC. Este oferită o analiză a modalităților de îmbunătățire a performanței lor energetice și de extindere a funcționalității. Diagrame detaliate senzori de poziție și viteză a rotorului cu o descriere a funcționării acestora

selecție mică materiale didacticeși manuale legate de teoria și practica operațiunii ED, precum și sfaturi și recomandări pentru repararea acestora

Alegerea motoarelor electrice pentru mecanismele de producție- Sunt prezentate caracteristicile tipuri variate ED pentru cele mai comune mecanisme, precum și metodologia și calculul la alegerea acestora pentru a asigura o anumită performanță, fiabilitate și economie.

Reparatii motoare electrice Sfaturi pentru identificarea și depanarea, organizarea și efectuarea reparațiilor și testarea diferitelor tipuri de ED

Moduri de urgență ale motoarelor electrice asincrone și metode de protecție a acestora- Vorbește despre activitatea tensiunii arteriale în timpul întreruperilor de curent și al dezechilibrului de tensiune, surse de alimentare din rețele de putere redusă, denivelări mari de sarcină

Măsurarea automată a parametrilor de ieșire ai motoarelor electrice