Принципи електромотора за лутке

Основа електромотора, и једносмерна и наизменична струја, заснива се на амперској сили. Ако не угушите како се то испоставило, онда ништа никада неће бити неразумљиво.

Сл. 1

П.С. У ствари, постоји векторски производ и разлике, али то су детаљи, а ми имамо поједностављени, посебан случај.

Смјер силе ампера одређује се правилом лијеве руке.

Сл.2

Ментално ставите леви длан на горњу фигуру и добијете правац Амперових сила. Она истегне оквир са струјом у том положају као што је приказано на слици 1. И овде се ништа неће окренути, кадар је у равнотежи, стабилан.

А ако се оквир са струјом ротира другачије, десиће се следеће:

Сл.3

Овде већ нема равнотеже, Амперова сила распростире супротне зидове тако да се оквир почиње ротирати. Појави се механичка ротација. То је основа електромотора, суштина, затим само детаљи.

Следеће.

Шта ће сада радити оквир са струјом на слици 3? Ако је систем савршен, без трења, очигледно ће доћи до осцилација. Ако је присутно трење, тада осцилације постепено влаже, оквир са струјом се стабилише и постаје као на слици 1.

Али потребна нам је константна ротација и то се може постићи на два битно различита начина, и одатле долази до разлике између једносмерних и електричних мотора.

Метода 1. Промените смер струје у оквиру.

Ова метода се користи у истосмјерним моторима и његовим потомцима.

Гледамо слике. Нека наш мотор буде без напајања и оквир са струјом оријентисан некако насумично, као на пример:

Сл. 4.1 Случајно постављен оквир

Амперска сила делује на насумично смештен оквир и почиње да се окреће.

Слика 4.2

Током кретања, оквир достиже угао од 90 °. Тренутак (момент пара сила или ротациони момент) је максималан.

Слика 4.3

А сада оквир достиже положај када нема тренутка ротације. А ако сада не искључите струју, снага Ампера ће већ успорити оквир, а на крају полу-окретања оквира ће се зауставити и почети да се окреће у супротном смеру. Али не треба нам.

Стога направимо шкакљив потез на слици 3 - мењамо смер струје у оквиру.

Сл.4.4

И након преласка ове позиције, оквир са измењеним смером струје више није кочен, већ се поново убрзава.

Сл.4.5

А кад се оквир приближи следећем положају равнотеже, поново мењамо струју.

Сл.4.6

А оквир се и даље убрзава тамо где треба.

И тако испада стална ротација. Да ли је прелепо? Лепо. Потребно је само променити смер тренутних два пута по револуцији и целог посла.

И он то ради, тј. обезбеђује промену тренутне посебне јединице - четкица-колекционарска јединица. У принципу, она је организована на следећи начин:

Сл.5

Слика је јасна и без објашњења. Оквир трља се на једном контакту, па на другом, па се тренутна промени.

Веома важна карактеристика јединице за сакупљање четкица је њен мали ресурс. Због трења. На пример, овде је мотор ДПР-52-Н1 - минимално време рада од 1000 сати. У исто време, радни век савремених мотора без четкица је већи од 10.000 сати, а наизменични мотори (такође нема СХКУ) више од 40.000 сати.

Пост Сцрипт Поред стандардног истосмјерног мотора (стандардно, то значи да уређај за сакупљање четкица) постоји и његов развој: ДЦ без мотора без четкица (БДТТ) и вентилски мотор.

БДТТ се разликује по томе што се струја тамо мења електронски (транзистори затворени и отворени), а вентил је још стрмији, а мења и струју, контролирајући моменат. Уопштено, БДТТ-ови са сложеним вентилом су упоредиви са електричним погоном, јер имају све врсте сензора положаја ротора (на пример Халлов сензори) и сложени електронски регулатор.

Разлика између БДТТ и мотора вентила у облику контра-ЕМФ. У БДТ постоји трапез (груба промена), а у мотору вентила - синусоид, глаткије средство.

На енглеском језику БДТ је БЛДЦ, а мотор вентила је ПМСМ.

Метода 2. Магнетни ток се ротира, тј. магнетно поље.

Ротирајуће магнетно поље се добија помоћу наизменичне трофазне струје. Постоји статор.

Сл.6

Постоје 3 фазе наизменичне струје.

Слика 7

Између њих, наизглед 120 степени, електрични степени.

Ове три фазе се на посебан начин постављају у статор тако да се геометријски окрећу за 120 ° једна према другој.

Сл. 8

А онда када се примењује трофазна снага, ротирајуће магнетно поље добија се савијањем магнетних токова из три намотаја.

Слика 9

Даље, ротирајуће магнетно поље „притисне“ снагу Ампера на наш оквир и оно се окреће.

Али постоје и разлике, два различита начина.

Метода 2а. Оквир се покреће (синхрони мотор).

Напон оквира дајемо (константан), оквир је изложен магнетном пољу. Сећате се слике 1 од почетка? Овако постаје оквир.

Сл. 10 (Сл. 1)

Али магнетно поље се овде врти, а не само да виси. Шта ће оквир урадити? Такође ће се ротирати, пратећи магнетно поље.

Они (оквир и поље) се окрећу истом фреквенцијом, или синхроно, па се ови мотори називају синхрони мотори.

Метода 2б. Оквир није покренут (асинхрони мотор).

Трик је у томе што се оквир не храни, уопште не храни. Само затворена жица.

Када почнемо да ротирамо магнетно поље, према законима електромагнетизма, у оквиру се индукује струја. Из овог струјног и магнетног поља добија се амперска сила. Али Амперова сила ће се појавити само ако се оквир помера у односу на магнетно поље (позната прича са Амперовим експериментима и његовим путовањима у суседну собу).

Дакле, оквир ће увек заостајати за магнетним пољем. А онда, ако се она из неког разлога изненада ухвати за њега, тада ће врх са поља нестати, нестаће струја, нестаће сила Ампера и све ће нестати у потпуности. То јест, код индукцијског мотора оквир увек заостаје за пољем, а њихова фреквенција значи различита, то јест, ротирају се асинкроно, па се мотор назива асинхрони.

Погледајте и ову тему: Како су распоређени и раде једнофазни асинхрони мотори?, Врсте електричних генератора, уређај и њихов рад