kategorier: Utvalda artiklar » Nybörjare elektriker
Antal visningar: 12986
Kommentarer till artikeln: 0

Principer för elmotor för dummies

 

Grunden för elmotorn, både likström och växelström, är baserad på Ampere-kraft. Om du inte kväver hur det blir, så kommer ingenting att bli obegripligt.

Grunden för elmotorn

Fig. 1

PS Det finns faktiskt en vektorprodukt och skillnader, men det här är detaljer och vi har ett förenklat specialfall.

Amperekraftens riktning bestäms av vänsterhandens regel.

Vänsterhand styr

Fig.2

Sätt mentalt vänster handflata på den övre figuren och få riktningen för Ampere-krafterna. Hon typ sträcker ramen med strömmen i det läget som visas i fig 1. Och ingenting kommer att vända här, ramen är i balans, stabil.

Och om ramen med strömmen roteras annorlunda, är det detta som kommer att hända:

ram

figur 3

Det finns ingen jämvikt här redan, Ampere-kraften vecklar ut motsatta väggar så att ramen börjar rotera. Mekanisk rotation visas. Detta är grunden för elmotorn, själva kärnan, då bara detaljerna.

Nästa.

Vad gör nu ramen med strömmen i fig. 3? Om systemet är perfekt utan friktion kommer det uppenbarligen svängningar. Om det finns friktion, fuktar svängningarna gradvis, ramen med strömmen stabiliseras och blir som i fig. 1.

Men vi behöver konstant rotation och det kan uppnås på två grundläggande olika sätt, och härifrån uppstår skillnaden mellan likströms- och elmotorer.


Metod 1. Ändra strömriktningen i ramen.

Denna metod används i likströmsmotorer och dess efterkommande.

Vi tittar på bilderna. Låt vår motor avaktiveras och ramen med strömmen orienteras på något sätt slumpmässigt, som detta till exempel:

Ändra strömriktningen i ramen

Bild 4.1 Ram som släpps slumpmässigt

Ampere kraft verkar på en slumpmässigt placerad ram och den börjar rotera.

Ampere kraft verkar på en slumpmässigt placerad ram och den börjar rotera

Figur 4.2

Under rörelse når ramen en vinkel på 90 °. Momentet (momentet för ett par krafter eller rotationsmoment) är maximalt.

Under rörelse når ramen en vinkel på 90 °. Momentet (ögonblicket för ett par krafter eller rotationsmoment) maximalt

Figur 4.3

Och nu når ramen en position när det inte finns något rotationsmoment. Och om du inte stänger av strömmen nu kommer Ampere-kraften redan att bromsa ramen och i slutet av halvvridningen kommer ramen att stoppa och börja rotera i motsatt riktning. Men vi behöver det inte.

Därför gör vi ett knepigt drag i Fig. 3 - vi ändrar strömriktningen i ramen.

Ändra strömriktningen i ramen

Fig.4.4

Och efter att ha passerat detta läge bromsas ramen med den ändrade strömriktningen inte längre utan accelererar igen.

Ramen med den ändrade strömriktningen bromsas inte längre utan accelererar igen

Fig.4.5

Och när ramen närmar sig nästa jämviktsposition ändrar vi strömmen igen.

Och när ramen närmar sig nästa jämviktsposition ändrar vi strömmen igen

Fig.4.6

Och ramen fortsätter igen att accelerera där vi behöver.

Och så blir det en konstant rotation. Är det vackert? Vackert. Det är bara nödvändigt att ändra riktningen för de nuvarande två gånger per revolution och hela verksamheten.

Och han gör det, d.v.s. ger en byte av den aktuella specialenheten - borste-uppsamlarenhet. I princip är det organiserat enligt följande:

Borsta samlarenhet

figur 5

Figuren är tydlig och utan förklaring. Ramen gnider på en kontakt, sedan på en annan, så strömmen ändras.

En mycket viktig egenskap hos borstsamlarenheten är dess lilla resurs. På grund av friktion. Här är till exempel DPR-52-N1-motorn - minsta driftstid på 1000 timmar. Samtidigt är livslängden för moderna borstlösa motorer mer än 10 000 timmar, och växelströmsmotorer (det finns inte heller någon SHKU där) mer än 40 000 timmar.


Postmanus. Förutom den vanliga likströmsmotorn (standard, detta innebär med en borstsamlarenhet), finns också dess utveckling: en borstlös likströmsmotor (BDT) och en ventilmotor.

BDTT skiljer sig genom att strömmen där ändras elektroniskt (transistorer stängs och öppnar), och ventilen är ännu brantare, den ändrar också strömmen och styr momentet. I allmänhet är en BDTT med en ventil i komplexitet jämförbar med en elektrisk drivenhet, eftersom den har alla typer av rotorslägesgivare (till exempel Hall-sensorer) och en komplex elektronisk styrenhet.

Skillnaden mellan BDTT och ventilmotorn i form av mot-EMF. I BDT finns en trapezoid (en grov förändring), och i en ventilmotor - en sinus, ett smidigare medel.

På engelska är BDT BLDC, och ventilmotorn är PMSM.


Metod 2. Magnetflödet roteras, d.v.s. magnetfält.

Ett roterande magnetfält erhålles med användning av en växlande trefasström. Det finns en stator.

Motorstator

figur 6

Och det finns tre faser av växelström.

3 faser av växelström

Fig. 7

Mellan dem, uppenbarligen 120 grader, elektriska grader.

Dessa tre faser placeras i statorn på ett speciellt sätt så att de geometriskt roteras 120 ° till varandra.

Få tre-fasström

Fig. 8

Och när trefasström appliceras, erhålls ett roterande magnetfält genom att vikta magnetiska flöden från de tre lindningarna.

Roterande magnetfält

Fig. 9

Därefter "trycker" på ett roterande magnetfält Ampere-kraft på vår ram och det roterar.

Men det finns också skillnader, två olika sätt.


Metod 2a. Ramen är driven (synkronmotor).

Vi ger medel till ramspänningen (konstant), ramen utsätts för magnetfältet. Kommer du ihåg figur 1 från början? Så här blir ramen.

Principer för drift av en elektrisk motor

Fig. 10 (Fig. 1)

Men magnetfältet här snurrar och hänger inte bara. Vad kommer ramen att göra? Den kommer också att rotera efter magnetfältet.

De (ramen och fältet) roterar med samma frekvens eller synkront, så dessa motorer kallas synkronmotorer.


Metod 2b. Ramen drivs inte (asynkronmotor).

Tricket är att ramen inte matas, inte matar alls. Bara en tråd så stängd.

När vi börjar rotera magnetfältet, i enlighet med lagarna om elektromagnetism, induceras en ström i ramen. Amperkraft erhålls från detta ström- och magnetfält. Men Amperes kraft kommer endast att uppstå om ramen rör sig relativt magnetfältet (en välkänd berättelse med Amperes experiment och hans resor till nästa rum).

Så ramen kommer alltid att hålla sig bakom magnetfältet. Och om hon av någon anledning plötsligt tar upp honom, kommer spetsen från fältet att försvinna, strömmen försvinner, Ampere-styrkan försvinner och allt försvinner helt. Det vill säga, i en induktionsmotor ligger ramen alltid bakom fältet och deras frekvens betyder olika, det vill säga de roterar asynkront, därför kallas motorn asynkron.

Se också om detta ämne: Hur är enfasiga asynkronmotorer anordnade och fungerar?, Typer av elektriska generatorer, enheter och deras funktion

Se även på elektrohomepro.com:

  • Typer av elmotorer och principerna för deras arbete
  • Hur man skiljer en induktionsmotor från en likströmsmotor
  • Enheten och principen för en enkel elmotor
  • Ekorrbur och fasrotor - vad är skillnaden
  • Moderna synkrona jetmotorer

  •