Zásady elektrického motora pre figuríny

Základ elektromotora, jednosmerný aj striedavý prúd, je založený na ampérovej sile. Ak nebudete fajčiť, ako to dopadá, potom už nikdy nebude nič nepochopiteľné.

Obr

PS V skutočnosti existuje vektorový produkt a rozdiely, ale jedná sa o podrobnosti a máme zjednodušený osobitný prípad.

Smer sily ampéra je určený pravidlom ľavej ruky.

obr.2

Mentálne položte ľavú dlaň na hornú postavu a získajte smer síl Ampér. Typ napína rám s prúdom v tejto polohe, ako je znázornené na obr. A tu sa nič nezmení, rám je v rovnováhe, stabilný.

A ak sa snímka s prúdom otočí inak, stane sa toto:

obrázok 3

Už tu nie je rovnováha. Ampérová sila rozvíja protiľahlé steny, takže rám sa začne otáčať. Zobrazí sa mechanická rotácia. To je základ elektromotora, samotná podstata, potom iba detaily.

Next.

Čo bude teraz robiť rám s prúdom na obr. 3? Ak je systém dokonalý, bez trenia, potom bude zrejmé, že dôjde k osciláciám. Ak je prítomné trenie, kmity sa postupne tlmia, rám s prúdom sa stabilizuje a stáva sa ako na obr.

Potrebujeme však stálu rotáciu a dá sa to dosiahnuť dvoma zásadne odlišnými spôsobmi a odtiaľ vzniká rozdiel medzi jednosmernými a elektrickými motormi.

Metóda 1. Zmeňte smer prúdu v rámčeku.

Táto metóda sa používa v jednosmerných motoroch a ich potomkoch.

Pozeráme obrázky. Nechajte náš motor bez napätia a rám s aktuálnym zameraním sa nejako náhodne, napríklad takto:

Obr. 4.1 Náhodne umiestnený rám

Ampérová sila pôsobí na náhodne umiestnený rám a začína sa otáčať.

Obrázok 4.2

Počas pohybu rám dosahuje uhol 90 °. Moment (moment dvojice síl alebo rotačný moment) je maximálny.

Obrázok 4.3

A teraz rám dosiahne polohu, keď nie je moment otáčania. A ak teraz nevypnete prúd, sila zosilňovača spomalí snímok a na konci pol otáčky sa zastaví a začne sa otáčať opačným smerom. Ale to nepotrebujeme.

Z tohto dôvodu urobíme zložitý krok na obrázku 3 - v ráme zmeníme smer prúdu.

Fig.4.4

A po prekročení tejto polohy sa rám so zmeneným aktuálnym smerom už nebrzdí, ale znova zrýchli.

Fig.4.5

A keď sa rám priblíži k nasledujúcej rovnovážnej polohe, znova zmeníme prúd.

Fig.4.6

A rám opäť pokračuje v zrýchľovaní tam, kde je to potrebné.

A tak sa ukazuje konštantná rotácia. Je to krásne? Krásne. Je potrebné iba zmeniť smer súčasného dvakrát za revolúciu a celé podnikanie.

A robí to, t. poskytuje zmenu aktuálnej špeciálnej jednotky - jednotky kefy a kolektora. V zásade je usporiadaná takto:

obrázok 5

Obrázok je jasný a bez vysvetlenia. Rám sa opiera o jeden kontakt, potom o druhý, a tak sa aktuálny zmení.

Veľmi dôležitou vlastnosťou jednotky kefy a kolektora je jej malý zdroj. Kvôli treniu. Napríklad tu je motor DPR-52-N1 - minimálna prevádzková doba 1 000 hodín. Súčasná životnosť moderných bezkartáčových motorov je viac ako 10 000 hodín a striedavé motory (tiež neexistujú SHKU) sú viac ako 40 000 hodín.

Post Script. Okrem štandardného jednosmerného motora (štandardne to znamená s jednotkou kefy a kolektora) je tu aj jeho vývoj: jednosmerný motor bez kefky (BDTT) a ventilový motor.

BDTT sa líši tým, že elektrický prúd sa mení elektronicky (tranzistory sú zatvorené a otvorené) a ventil je ešte strmší, mení aj prúd a reguluje moment. Všeobecne sú BDTT s ventilom porovnateľne zložité s elektrickým pohonom, pretože majú všetky druhy snímačov polohy rotora (napríklad Hallove snímače) a komplexný elektronický ovládač.

Rozdiel medzi BDTT a ventilovým motorom vo forme počítadla EMF. V BDT je ​​lichobežník (hrubá zmena) a vo ventilovom motore - sínusoid, hladší prostriedok.

V angličtine je BDT BLDC a motor ventilov je PMSM.

Metóda 2. Magnetický tok sa otáča, t.j. magnetické pole.

Rotujúce magnetické pole sa získa pomocou striedavého trojfázového prúdu. Je tu stator.

obrázok 6

A existujú 3 fázy striedavého prúdu.

Obr

Medzi nimi zjavne elektrické stupne 120 stupňov.

Tieto tri fázy sa do statora umiestnia špeciálnym spôsobom tak, aby sa navzájom geometricky otáčali o 120 °.

Obr

A potom, keď sa aplikuje trojfázová energia, rotujúce magnetické pole sa získa skladaním magnetických tokov z troch vinutí.

Obr

Ďalej rotujúce magnetické pole „tlačí“ silu Ampéra na náš rám a otáča sa.

Existujú však aj rozdiely, dva rôzne spôsoby.

Metóda 2a. Rám je napájaný (synchrónny motor).

Dávame prostriedky na rámcové napätie (konštantné), rám je vystavený magnetickému poľu. Pamätáte si obrázok 1 od začiatku? Takto sa stáva rám.

Obr. 10 (obr. 1)

Ale magnetické pole sa tu točí a nielen visí. Čo urobí rám? Taktiež sa bude otáčať podľa magnetického poľa.

(Rám a pole) rotujú rovnakou frekvenciou alebo synchrónne, takže sa tieto motory nazývajú synchrónne motory.

Metóda 2b. Rám nie je napájaný (asynchrónny motor).

Trik je v tom, že rám sa nepodáva, vôbec sa nepodáva. Len drôt tak uzavretý.

Keď začneme rotovať magnetické pole, v súlade so zákonmi elektromagnetizmu sa v rámci indukuje prúd. Z tohto prúdového a magnetického poľa sa získa ampérová sila. Ampérova sila však vznikne iba vtedy, ak sa rám pohybuje relatívne k magnetickému poľu (známy príbeh s Ampérovými experimentmi a jeho výletmi do ďalšej miestnosti).

Rám tak bude vždy zaostávať za magnetickým poľom. A potom, ak ho z nejakého dôvodu zrazu dohoní, potom špička z poľa zmizne, prúd zmizne, sila Ampér zmizne a všetko zmizne úplne. To znamená, že v indukčnom motore rám vždy zaostáva za poľom a ich frekvencia znamená rôzne, to znamená, že sa otáčajú asynchrónne, preto sa motor nazýva asynchrónny.

Pozri tiež túto tému: Ako sú usporiadané a funkčné jednofázové asynchrónne motory, Druhy elektrických generátorov, zariadenia a ich prevádzka