Principy elektrického motoru pro figuríny

Základ elektromotoru, stejnosměrný i střídavý, je založen na síle ampér. Pokud neusmrtíte, jak se to ukáže, pak už nikdy nebude nic nepochopitelné.

Obr

P.S. Ve skutečnosti existuje vektorový produkt a rozdíly, ale jedná se o detaily a máme zjednodušený, zvláštní případ.

Směr síly ampér je určen pravidlem levé ruky.

Obr.2

Mentálně položte levou dlaň na horní postavu a získejte směr sil Ampere. Typ natáhne rám s proudem v této poloze, jak je znázorněno na obr. 1. A nic se tady neobrátí, rám je v rovnováze, stabilní.

A pokud se snímek s proudem otáčí jinak, stane se toto:

Obr

Už zde není rovnováha, Ampérova síla rozkládá protilehlé stěny, takže se rám začne otáčet. Objeví se mechanická rotace. To je základ elektromotoru, samotná podstata, pak jen detaily.

Další.

Co teď udělá rámeček s proudem na obr. 3? Pokud je systém dokonalý, bez tření, pak to bude samozřejmě znamenat oscilace. Pokud je přítomno tření, kmity se postupně tlumí, rám s proudem se stabilizuje a stává se jako na obr. 1.

Potřebujeme však konstantní rotaci a lze ji dosáhnout dvěma zásadně odlišnými způsoby a odtud vzniká rozdíl mezi stejnosměrnými a elektrickými motory.

Metoda 1. Změňte směr proudu v rámci.

Tato metoda se používá u stejnosměrných motorů a jejich potomků.

Sledujeme obrázky. Nechte náš motor bez napětí a rámeček se současným zaměřením nějakým způsobem náhodně, například takto:

Obr. 4.1 Náhodně umístěný rám

Síla zesilovače působí na náhodně umístěný rám a začíná se otáčet.

Obrázek 4.2

Během pohybu rám dosáhne úhlu 90 °. Moment (moment dvojice sil nebo rotační moment) je maximální.

Obrázek 4.3

A nyní rám dosáhne polohy, když není moment rotace. A pokud nyní nevypnete proud, Ampérová síla již rám zpomalí a na konci poloviny otočení se rám zastaví a začne se otáčet opačným směrem. Ale to nepotřebujeme.

Proto na obr. 3 provedeme složitý pohyb - změníme směr proudu v rámu.

Obr.4.4

A po překročení této polohy rámeček se změněným směrem proudu již není brzděn, ale znovu zrychluje.

Obr.4.5

A když se rám přiblíží k další rovnovážné poloze, změníme znovu proud.

Obr.4.6

A rámeček se opět zrychluje tam, kde je potřeba.

A tak se ukazuje konstantní rotace. Je to krásné? Pěkné. Je nutné pouze změnit směr současného dvakrát za revoluci a celé podnikání.

A dělá to, tj. poskytuje změnu aktuální speciální jednotky - jednotky sběrače kartáčů. V zásadě je organizován takto:

Obr

Obrázek je jasný a bez vysvětlení. Rám se tře o jeden kontakt, pak o druhý, a tak se aktuální mění.

Velmi důležitou vlastností jednotky kartáč-kolektor je její malý zdroj. Kvůli tření. Zde je například motor DPR-52-N1 - minimální provozní doba 1 000 hodin. Současně je životnost moderních bezkartáčových motorů více než 10 000 hodin a střídavé motory (nejsou tam také SHKU) více než 40 000 hodin.

Post Script. Kromě standardního stejnosměrného motoru (standard, to znamená s jednotkou kartáč-kolektor) je zde také jeho vývoj: stejnosměrný motor (BDT) bez střídavého proudu a motor ventilu.

BDTT se liší v tom, že se tam elektrický proud mění elektronicky (tranzistory jsou uzavřené a otevřené) a ventil je ještě strmější, mění také proud a řídí moment. Obecně je BDTT s ventilem ve složitosti srovnatelný s elektrickým pohonem, protože má všechny druhy snímačů polohy rotoru (například Hallovy senzory) a komplexní elektronický ovladač.

Rozdíl mezi BDTT a motorem ventilu ve formě počítadla EMF. V BDT je ​​lichoběžník (hrubá změna) a ve ventilovém motoru - sinusoid, plynulejší prostředek.

V angličtině je BDT BLDC a motor ventilu je PMSM.

Metoda 2. Magnetický tok se otáčí, tj. magnetické pole.

Rotující magnetické pole je získáváno pomocí střídavého třífázového proudu. Existuje stator.

Obr.6

A existují 3 fáze střídavého proudu.

Obr

Mezi nimi zjevně 120 stupňů, elektrické stupně.

Tyto tři fáze se umístí do statoru zvláštním způsobem tak, aby se vzájemně geometricky otočily o 120 °.

Obr

A když se aplikuje trojfázová energie, získá se rotující magnetické pole složením magnetických toků ze tří vinutí.

Obr

Dále, rotující magnetické pole „tlačí“ sílu Ampéru na náš rám a otáčí se.

Existují však také rozdíly, dva různé způsoby.

Metoda 2a. Rám je napájen (synchronní motor).

Dáme prostředky napětí rámu (konstantní), snímek je vystaven magnetickému poli. Pamatujete si obr. 1 od začátku? Takto se rám stává.

Obr. 10 (obr. 1)

Ale magnetické pole se zde otáčí a ne jen visí. Co bude rám dělat? Rovněž se bude otáčet podle magnetického pole.

Oni (rám a pole) se točí stejnou frekvencí nebo synchronně, takže se tyto motory nazývají synchronní motory.

Metoda 2b. Rám není napájen (asynchronní motor).

Trik spočívá v tom, že se rám nepodává, vůbec se nepodává. Jen zavřený drát.

Když začneme otáčet magnetickým polem, podle zákonů elektromagnetismu je v rámu indukován proud. Z tohoto proudového a magnetického pole je získána síla zesilovače. Ampérova síla však vyvstane, pouze pokud se rám pohybuje relativně k magnetickému poli (známý příběh s Ampérovými experimenty a jeho výlety do další místnosti).

Rámeček tedy vždy bude zaostávat za magnetickým polem. A pak, pokud z nějakého důvodu najednou s ním dohoní, pak špička z pole zmizí, proud zmizí, Ampérova síla zmizí a všechno zmizí úplně. To znamená, že v indukčním motoru rám vždy zaostává za polem a jejich frekvence znamená jiné, to znamená, že se otáčejí asynchronně, proto se motor nazývá asynchronní.

Viz také toto téma: Jak jsou uspořádány a funkční jednofázové asynchronní motory?, Druhy elektrických generátorů, zařízení a jejich provoz