Principiul de funcționare a motorului. Principiul de funcționare a motorului de curent alternativ. Fizica, gradul 9

Astăzi imagina civilizația umană și a societății de înaltă tehnologie este imposibilă fără energie electrică. Unul dintre dispozitivele cheie care susțin activitatea de aparate electrice, este motorul. Această mașină a găsit cele mai răspândite: din industrie (ventilatoare, concasoare, compresoare) pentru uz casnic (mașini de spălat, mașini de găurit, etc.). Dar ceea ce este principiul de funcționare al motorului?

numire

Principiul de funcționare a motorului electric și principalele sale obiective sunt de a transfera organelor de lucru necesare pentru îndeplinirea proceselor tehnologice de energie mecanică. Motorul in sine se produce în detrimentul energiei electrice consumate de la rețea. Fundamental vorbind, principiul de funcționare a motorului electric este de a converti energia electrică în energie mecanică. Cantitatea de energie mecanică generată de acestea pe unitatea de timp se numește putere.

tipuri de motoare

În funcție de caracteristicile de alimentare ale rețelei sunt două tipuri principale de motoare pot fi identificate: DC și AC. Cele mai frecvente mașini de curent continuu sunt motoare cu o excitație consistentă, independentă și se amestecă. Exemple de motoare pe curent alternativ pot efectua mașini sincrone și asincrone. În ciuda diversității aparente, aparatul și principiul de funcționare a motorului de orice destinatie bazat pe interacțiunea cu conductorul de curent și câmpul magnetic sau magnet permanent (obiect feromagnetic) cu câmpul magnetic.

Cadru cu curent - preimage cu motor

Punctul principal în această chestiune, ca principiu de funcționare a motorului, poate fi numit apariția cuplului. Să considerăm un astfel de fenomen poate fi un exemplu de un cadru cu un curent, care este format din două conductoare și un magnet. Current este aplicată conductorului prin inele de alunecare care sunt fixate pe axa cadrului rotativ. În conformitate cu celebra regula mana stanga pe rama va acționa forțele care creează un cuplu în raport cu axa. Ea se află sub influența forței totale se va roti într-o direcție invers acelor de ceasornic. Este cunoscut faptul că cuplul este direct proporțională cu inducție magnetică (B), intensitatea curentului (I), cadrul (S) pătrat și depinde de unghiul dintre liniile de câmp și ultima axă. Cu toate acestea, sub influența timpului, schimbarea în direcția sa, cadrul va oscila. Ce să ducă la formarea unei direcții constante? Există două opțiuni:

• schimba direcția curentului electric într-un cadru și poziția conductoarelor în raport cu poli magnetici;
• schimba direcția câmpului, în ciuda faptului că rama se rotește în direcția continuă.

O primă variantă de realizare este utilizat pentru motoare de curent continuu. Iar a doua - este principiul de funcționare a motorului de curent alternativ.

Schimbarea direcției de curent în raport cu magnetul

Pentru a schimba direcția de mișcare a particulelor încărcate în conductorul cu un cadru curent, un dispozitiv care a fost atribuită în direcția în funcție de dispunerea conductoarelor. Acest design este pus în aplicare prin utilizarea de contacte alunecătoare, care sunt folosite pentru a furniza curent la cadru. La înlocuirea unuia dintre cele două inel atunci când cadrul este rotit o jumătate de tură, direcția actuală este inversată și stochează cuplul l. Este important să se ia în considerare faptul că un inel este asamblat din două jumătăți care sunt izolate una de alta.

Design-ul mașinilor de curent continuu

Exemplul de mai sus - este principiul de lucru al motorului de curent continuu. Mașina reală, natural are o structură mai complicată care utilizează zeci de cadre care constituie armătura de înfășurare. Conductoarele înfășurării sunt plasate în caneluri speciale în miezul feromagnetic cilindric. Capetele înfășurărilor sunt conectate la inelele izolate care formează un colector. Bobinaj, colector și de bază - este ancora rotativ în lagăre pe carcasa motorului. Câmpul magnetic de excitație este generat de polii magneților permanenți, care sunt aranjate în carcasă. Răsucirea este conectat la rețea, și poate include atât independent din lanțul de ancoră și secvențial. În primul caz, motorul va avea o excitație separată, în al doilea - consecvent. Există, de asemenea, proiectarea de excitație mixtă atunci când se utilizează doar două tipuri de lichidare de conectare.

mașină sincronă

Principiul de funcționare a motorului sincron este necesitatea de a crea un câmp magnetic rotativ. Apoi, aveți nevoie pentru a pune în caseta raționalizate neschimbată în direcția conductorilor de curent. Principiul de funcționare al motorului sincron, care a fost foarte răspândită în industrie, pe baza exemplului de mai sus, cu un cadru cu un curent. Câmpul învârtitor, produs de magnet este format de sisteme care sunt conectate la rețeaua de înfășurare. folosesc de obicei înfășurări cu trei faze, dar principiul de funcționare al motorului monofazat de curent alternativ nu va fi diferit de cele trei faze, cu excepția faptului că numărul de faze în sine, care este nesemnificativă atunci când se analizează caracteristicile de proiectare. Înfășurările sunt plasate în crestăturile statorului cu o anumită deplasare circumferențial. Acest lucru se face pentru a crea un câmp magnetic rotativ format în fanta de aer.

sincronism

Un punct foarte important este funcționarea sincronizată a motorului electric al construcției de mai sus. În interacțiunea câmpului magnetic cu curentul din înfășurarea rotorului se formează el însuși procesul de rotație a motorului, care este sincronă în raport cu rotația câmpului magnetic format de către stator. Sincronism va fi menținut până la cuplul maxim, care este cauzată de rezistență. Atunci când sarcina crește, aparatul poate obține de sincronizare.

motor de inducție

Principiul de funcționare al inducției electrice este prezența unui câmp magnetic rotativ și cadre închise (circuite) pe rotor - porțiunea de filare. Un câmp magnetic este format în același mod ca și cel al motorului sincron - cu ajutorul fantelor situate în înfășurările statorului sunt conectate la o rețea de tensiune alternativă. înfășurări rotorice sunt compuse din zece bucle și cadrul general, două tipuri de performanță: faze și scurtcircuit. Principiul de funcționare al unui motor de curent alternativ, în ambele cazuri este aceeași, numai proiectarea schimbării. În cazul unui rotor în colivie de veveriță (de asemenea, cunoscut sub numele de „colivie“) înfășurarea de aluminiu topit turnat în caneluri. În faza de producție înfășurare capete ale fiecărei faze la ieșire spre exterior prin intermediul inelelor de alunecare de contact, deoarece acest lucru va permite rezistori suplimentare în circuit, care sunt necesare pentru controlul vitezei motorului.

maşină de tras

Principiul de funcționare a motorului de tracțiune este similar cu motor cu curent continuu. Din curentul este furnizat la rețeaua de alimentare transformator ridicător. Apoi, un curent alternativ trifazat este transferată la stațiile speciale de tracțiune. Există un redresor. Se convertește AC DC. În schema a efectuat de o polaritate la firul cărucior, celălalt - direct la șine. Trebuie reamintit faptul că multe mecanisme de tracțiune funcționează la o frecvență diferită de cea stabilită industrială (50 Hz). Prin urmare, utilizați chastotnik pentru motor, al cărui principiu de funcționare este de a converti frecvența și controlând această caracteristică.

Prin pantograf de tensiune ridicată este alimentat în camera în care rezistențele de pornire și contactoarelor. Cu reostate regulatoare conectate la motoarele de tracțiune, care sunt dispuse pe boghiuri osii. De la ei, un curent curge prin pneurile pe șine și apoi a revenit la substația de tracțiune, închizând astfel circuitul electric.