Электромотор это: Электромотор | это... Что такое Электромотор?

Содержание

Электромотор | это… Что такое Электромотор?

ТолкованиеПеревод

Электромотор

Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD-плееру, к игрушке, к дисководу)

Электрический двигатель — это, электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.

Классификация электродвигателей

Двигатель постоянного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется постоянным током;
- Коллекторные двигатели постоянного тока. Разновидности:
  - С возбуждением постоянными магнитами;
  - С параллельным соединением обмоток возбуждения и якоря;
  - С последовательным соединением обмоток возбуждения и якоря;
  - Со смешанным соединением обмоток возбуждения и якоря;
- Бесколлекторные двигатели постоянного тока (вентильные двигатели) с электронным переключателем тока;

Вращающееся магнитное поле

Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током, имеет две разновидности:
- Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения;
- Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением.

Однофазные — запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь
Двухфазные — в том числе конденсаторные.
Трёхфазные
Многофазные

Шаговые двигатели — Электродвигатели, которые имеют конечное число положений ротора. Заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие.

Вентильные двигатели — Электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора (ДПР), системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора).

Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — коллекторный электродвигатель, который может работать и на постоянном токе и на переменном токе.

Из-за связи с низкой частотой сети (50 Герц) асинхронные и синхронные двигатели имеют больший вес и размеры, чем коллекторный двигатель постоянного тока и универсальный коллекторный двигатель той же мощности. При применении выпрямителя и инвертора с частотой значительно большей 50 Гц вес и размеры асинхронных и синхронных двигателей приближаются к весу и размерам коллекторного двигателя постоянного тока и универсального коллекторного двигателя той же мощности.

Синхронный двигатель с датчиком положения ротора и инвертором является электронным аналогом коллекторного двигателя постоянного тока.

История.

Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем был продемонстрирован британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 и состоял из свободно висящего провода, окунающегося в пул ртути. Постоянный магнит был установлен в середине пула ртути. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируется в школьных классах физики, вместо токсичной ртути используют рассол. Это — самый простой вид из класса электрических двигателей. Последующим усовершенствованием является Колесо Барлова. Оно было демонстрационным устройством, непригодным в практических применениях из-за ограниченной мощности.

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Поможем написать реферат

Синонимы:

двигатель, мотор, электровибродвигатель, электродвигатель, электродвижок, электромикродвигатель

Электромоторчик
Электрон-вольт

Полезное

Электродвигатель как генератор — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Содержание

Законы, позволяющие использовать асинхронный электродвигатель как генератор
Способы переделки электродвигателя в генератор
Торможение реактивной нагрузкой
Самовозбуждение электродвигателя
Что нужно знать, чтобы электродвигатель работал как генератор
Насколько эффективно использование электродвигателя в качестве генератора

Всем известно, что работа электродвигателя – это преобразование электрической энергии в механическую.

Удастся ли заставить его преобразовывать механическую энергию в электрическую, чтобы использовать электродвигатель как генератор? Благодаря действующему в электротехнике принципу обратимости это возможно. Но нужно четко знать принцип работы агрегата и создать условия, способствующие превращению.

Законы, позволяющие использовать асинхронный электродвигатель как генератор

В генераторе напряжение, обычно подаваемое с аккумулятора, возбуждает в обмотке якоря магнитное поле, вращение же обеспечивается любым физическим устройством. В электродвигателе возможность подачи напряжения на обмотку якоря не предусмотрена. Чтобы он не поглощал, а вырабатывал электроэнергию, магнитное поле необходимо создать искусственно.

В асинхронном двигателе вращающееся магнитное поле ротора «отстает» от поля статора, обеспечивая процесс перехода электроэнергии в механическую энергию. Следовательно, чтобы запустить обратный процесс, нужно сделать так, чтобы поле статора вращалось медленнее поля ротора, либо чтобы оно вращалось в противоположную сторону.

Способы переделки электродвигателя в генератор

Есть два способа «регулировки» магнитного поля статора.

Торможение реактивной нагрузкой

Сделать это можно с помощью мощной конденсаторной батареи. Включите ее в цепь питания двигателя, который работает в обычном режиме. Заряд, накопленный в батарее, будет в противофазе с зарядом, создаваемым питающим напряжением, что приведет к замедлению последнего. После этого двигатель вместо поглощения тока начинает генерировать его, отдавая в сеть.

Любой транспорт на электротяге работает именно благодаря этому эффекту – при «самостоятельном» движении под уклон механическая энергия не требуется, и конденсаторная батарея автоматически подключается к цепи питания. Вырабатываемая энергия подается в сеть, чтобы затем опять преобразоваться в механическую.

Самовозбуждение электродвигателя

Остаточное магнитное поле ротора может произвести ЭДС, достаточное для зарядки конденсатора. Вследствие этого возникает эффект самовозбуждения, что делает возможным переход двигателя в режим генерации электроэнергии. Непрерывность этого процесса обеспечивает конденсаторная батарея, подпитывающаяся от произведенного тока.

Этот способ является более действенным, и именно он подходит, если вы хотите применить асинхронный электродвигатель как генератор.

Что нужно знать, чтобы электродвигатель работал как генератор

При переделке двигателя в генератор следует учитывать следующие технические детали:

Не пытайтесь использовать электролитические конденсаторы – они не пригодны для подключения в цепь. Вам нужны неполярные конденсаторные батареи.
В трехфазных машинах конденсаторы могут включаться по схеме «треугольник» или «звезда». В первом случае величина напряжения на выходе выше, а во втором генерация начинается на меньших оборотах ротора. Выбирайте оптимальный для достижения вашей цели вариант.
Однофазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором тоже могут генерировать электроэнергию. Запуск осуществляется с помощью фазосдвигающего конденсатора.

Поскольку определить необходимую величину емкости конденсаторной батареи невозможно, остается подбирать ее по весу – он должен быть равен весу двигателя или слегка превышать его.

Насколько эффективно использование электродвигателя в качестве генератора

У использования электродвигателя как генератора есть свои «плюсы»:

Агрегат достаточно прост в обслуживании и экономичен, поскольку конденсатор получает энергию от остаточного поля ротора и от вырабатываемого тока.
Практически отсутствуют «побочные» траты энергии на магнитные поля или бесполезный нагрев.

И «минусы»:

Преобразованный в генератор двигатель чувствителен к перепадам нагрузки.
Частота вырабатываемого тока часто нестабильна.

Такой генератор не может обеспечить промышленную частоту тока.

Если в вашем случае преимущества перевешивают недостатки, то применение асинхронного генератора целесообразно.

Электродвигатель: физика, эффективность и типы

Большинство из нас используют электродвигатели каждый день; питание электрической зубной щетки по утрам, вращение вентиляторов для охлаждения компьютера или запуск двигателя в автомобиле. Эти устройства преобразуют электрическую энергию в механическую и делают это с помощью всего одной движущейся части! В этой статье объясняются основные принципы работы электродвигателя, его компоненты, а также некоторые распространенные типы и области применения электродвигателей.

Электродвигатель Определение

Электродвигатель представляет собой электромеханическое устройство, которое преобразует входную электрическую энергию в выходную механическую энергию. В двигателях постоянного тока это достигается в первую очередь за счет взаимодействия стационарного магнитного статора и электромагнитного ротора, создающего силу, это известно как моторный эффект.

Провод, по которому течет ток, создает магнитное поле вокруг провода. Когда это электромагнитное поле взаимодействует с другим магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом или электромагнитом, на провод действует сила.

Величина силы зависит от напряженности постоянного магнитного поля, длины провода, проходящего через поле, и величины тока, определяемой уравнением моторного эффекта. Двигательный эффект наиболее силен, когда провод / ток и магнитное поле находятся под углом 90 ° друг к другу, при этом сила эффекта уменьшается до нуля, если провод и магнитное поле параллельны.

(слева) Схема моторного эффекта, показывающая взаимодействие провода с током с магнитным полем, создающим силу на проводе. (справа) Левосторонний инструмент Флеминга — способ определения направления силы на проволоке. Изучайте умные оригиналы.

сила в ньютонах

плотность магнитного потока в теслах

сила тока в амперах

длина проводника в метрах с помощью которого можно легко определить направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле. Используя левую руку, держите большой, указательный и средний пальцы под прямым углом друг к другу, как показано выше. Затем укажите указательным пальцем в направлении магнитного поля (с севера на юг), а средним пальцем в направлении тока (+ к -). Затем ваш большой палец указывает в направлении результирующей силы на проводе!

Типы электродвигателей

Существует бесчисленное множество вариантов конструкции электродвигателя для различных применений, но они делятся на две основные категории: двигатели переменного тока (AC) и двигатели постоянного тока (DC).

Двигатели постоянного тока

Простейшая форма двигателя постоянного тока состоит из стационарного магнитного поля и проводящей катушки, соединенной с коммутатором с разъемным кольцом, который подключается к источнику питания постоянного тока через щетки. На приведенной ниже диаграмме показан двигатель этого типа в исходном положении.

Схема, показывающая компоненты очень простого двигателя постоянного тока и то, как они создают вращательную силу вокруг оси двигателя. Росс Макдональд, StudySmarter Originals.

Теперь давайте пошагово рассмотрим, как работает двигатель постоянного тока:

Когда на щетки подается напряжение, коммутатор с разъемным кольцом передает это напряжение на катушку, которая создает ток в катушке. Катушка с током находится в магнитном поле, поэтому эффект двигателя создает противоположную силу на каждой стороне катушки, поскольку ток течет в противоположных направлениях. Это создает вращающую силу на катушке, и в этом примере двигатель начинает вращаться против часовой стрелки.
После поворота на 90 градусов от исходного положения коммутатор с разъемным кольцом меняет направление тока на обратное. Это приводит к тому, что сторона катушки в верхней части вращения теперь испытывает силу, направленную вниз, а сторона катушки в нижней части двигателя испытывает силу, направленную вверх. В сочетании с импульсом от начального вращения это продолжает ускорять катушку при вращении против часовой стрелки.
После поворота еще на 180° коммутатор с разъемным кольцом снова меняет направление тока и направление сил, действующих на катушку. Это ускоряет катушку на следующем полуобороте, и эта последовательность продолжается, пока двигатель вращается.

Коммутатор с разъемным кольцом используется для надежного переключения направления тока в катушке с той же скоростью, что и двигатель. Как видно на схеме выше, коммутатор с разъемным кольцом состоит из двух полуцилиндрических проводников, прикрепленных к каждому концу катушки двигателя. Щетки проводят ток от источника питания на две половины разъемного кольцевого коммутатора.

Когда двигатель вращается, коллектор с разрезным кольцом вращается вместе с ним. Поскольку щетки остаются неподвижными, это приводит к тому, что каждая сторона коллектора с разрезным кольцом контактирует с положительной щеткой на один полуоборот, а с отрицательной щеткой на другой полуоборот. Это приводит к тому, что полярность напряжения, подаваемого со щеток на катушку, меняется каждые пол-оборота, а также меняет направление тока.

Поскольку щетки и коллектор с разрезным кольцом работают при помощи физического скользящего контакта, часто это первая часть двигателя постоянного тока, которую необходимо заменить по мере износа щеток.

Для увеличения мощности двигателя постоянного тока существует три основных подхода:

Увеличение силы магнитного поля. Это увеличивает член в уравнении моторного эффекта, создавая большую силу на катушке.
Добавление дополнительных витков (петлей) в катушку. Это увеличивает общую длину катушки, увеличивая член в уравнении моторного эффекта и создавая большую силу.
Использование более высокого тока в катушке. Это увеличивает член в уравнении двигательного эффекта, создавая большую силу.

Производительность также можно улучшить, добавив железный сердечник к ротору электромагнита, как показано на более типичном двигателе постоянного тока ниже.

Схема типичного двигателя постоянного тока, показывающая катушку ротора с множеством контуров и железным сердечником для повышения производительности. Википедия.

Бесщеточный двигатель постоянного тока более совершенным типом. Как следует из названия, основное отличие этого типа двигателя заключается в том, что он не имеет коллектора с разрезным кольцом или щеточных компонентов. Вместо этого полярность напряжения питания постоянного тока изменяется в цифровом виде с помощью полупроводникового контроллера. Преимущество этого заключается в повышенной надежности, поскольку щетки в щеточных двигателях часто изнашиваются и требуют замены, а также в целом обеспечивает лучшую производительность.

Двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока работают по тому же принципу, что и двигатели постоянного тока, но с некоторыми ключевыми отличиями. Как правило, обмотки катушки образуют статор (неподвижную часть) двигателя, а ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит.

В источнике питания переменного тока напряжение меняется синусоидально от положительного к отрицательному, как показано ниже. Когда переменное напряжение подается на обмотки катушки статора электромагнита, переменное напряжение создает переменное магнитное поле. В двигателе переменного тока это переменное магнитное поле используется для создания вращающей силы на роторе и вращения двигателя. Коммутатор с разъемным кольцом больше не нужен, так как направление тока меняется на противоположное при подаче переменного тока.

(Вверху) — Синусоидальное изменение напряжения в сети переменного тока. (Внизу) — Соответствующая сила и направление магнитного поля, создаваемого электромагнитом с приложенным переменным напряжением. Росс Макдональд, StudySmarter Originals

Функции электродвигателей

Электродвигатели используются в бесчисленных устройствах, с которыми мы взаимодействуем каждый день. В бытовых устройствах обычно используется двигатель постоянного тока, если они питаются от батареи, и двигатель переменного тока, если они питаются от сети. Это делается для того, чтобы избежать преобразования источника питания с переменного тока на постоянный или наоборот, что снизит эффективность и увеличит стоимость из-за необходимых дополнительных компонентов. Ниже вы можете увидеть применение двигателей постоянного и переменного тока в повседневном использовании.

Домохозяйства DC Motors :

Электрическая зубная щетка
Вентилятор по охлаждению ноутбука
CAR. :
- Вытяжка
- Кухонный миксер
- Пылесос
- Стиральная машина
- Микроволновая печь
Расчет мощности электродвигателя
При расчете мощности электродвигателя необходимо учитывать две переменные: выходную мощность и входную мощность.
Выходная мощность электродвигателя
Поскольку мощность равна энергии в секунду, мы можем рассчитать выходную механическую мощность двигателя, измерив время, необходимое для выполнения известного объема работы. В простом эксперименте для этого можно было бы использовать двигатель, поднимающий массу, наматывая ее на веревку.
Мы знаем, что выполненная работа равна силе, умноженной на расстояние, на котором она приложена:
Механическая мощность двигателя (то есть выходная мощность двигателя) находится путем деления количества полезной работы на количество секунд, затраченных на выполнение этой работы.
Потребляемая мощность электродвигателя
Потребляемая мощность электродвигателя может быть найдена с использованием общего уравнения электрической мощности. Обратите внимание, что это можно сделать, потому что входная мощность электродвигателя представляет собой электрическую мощность.
КПД электродвигателя
Эффективность устройства — это способ измерения того, сколько вложенной энергии преобразуется в полезную выходную энергию. Общая формула эффективности устройства:
Для электродвигателя входная мощность электрическая, а выходная мощность механическая. Основным источником ненужной энергии в электродвигателе является тепло, которое производится как электрическим сопротивлением проволочных катушек, так и трением между движущимися и неподвижными компонентами.
КПД двигателя можно рассчитать, разделив полезную выходную механическую мощность на общую потребляемую электрическую мощность. Это преобразуется в процентную эффективность путем умножения на 100.
Поднятие веса на вертикальное расстояние требует работы. Двигатель тянет на на , чтобы поднять вес. Найти:
1. Потребляемая мощность двигателя.
2. Выходная мощность двигателя.
3. Эффективность двигателя.
Потребляемая мощность
Потребляемая мощность двигателя находится путем умножения напряжения на потребляемый ток:
Выходная мощность
Выходная мощность двигателя находится путем вычисления объема работы выполняется за время (в секундах), затраченное на выполнение работы:
КПД двигателя
КПД двигателя рассчитывается путем нахождения доли входной мощности, которая преобразуется двигателем в полезную выходную мощность. Чтобы найти КПД в процентах, умножаем соотношение на 100:
Электродвигатели — основные выводы
- Электродвигатели работают благодаря явлению, называемому моторным эффектом. Двигательный эффект — это сила, действующая на проводник с током, когда он проходит через магнитное поле.
- Силу силы можно увеличить, увеличив либо напряженность магнитного поля, ток в проводе, либо длину провода в магнитном поле.
- В двигателе постоянного тока используется коммутатор с разъемным кольцом для изменения направления тока в проволочной катушке каждые пол-оборота. Это гарантирует, что сила, действующая на проволочную катушку, всегда продолжает ускорять вращение катушки и раскручивать двигатель.
- Двигатель переменного тока также использует эффект двигателя для вращения, но использует источник питания переменного тока для изменения направления тока вместо коммутатора с разъемным кольцом. Обычно двигатели переменного тока имеют обмотку катушки в статоре и ротор с постоянным магнитом или электромагнитом.
- КПД электродвигателя можно рассчитать, измерив, сколько входной энергии необходимо для выполнения известного объема работы.
Как выбрать электродвигатель
Как выбрать электродвигатель
Магазин электродвигателей
Проще говоря, электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Это достигается по принципу электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция — это принцип, согласно которому проводник с током, помещенный в магнитное поле, будет иметь силу, действующую на проводник, пропорциональную протекающему току и напряженности магнитного поля. Основные принципы электромагнитной индукции были открыты в начале 1800-х годов Эрстедом, Гауссом и Фарадеем. Однако именно Тесла смог вывести моторную технологию на новый уровень в конце 1800-х годов, а также модернизировал производство двигателей. Tesla смогла успешно набрать 900 патентов в электрическое поле, имеющее отношение к двигателям.

К рабочим частям базового электродвигателя относятся:
- Вентилятор
- Обмотки
- Коллектор
- Полевые столбы
- Вал
- Катушки
Примечание. Обратите внимание, что чем больше используется катушек возбуждения, тем плавнее будет работать двигатель.
Двигатели переменного тока
Существуют различные типы двигателей переменного тока, в том числе однофазные и многофазные. Многофазные двигатели имеют группы фазных обмоток, которые расположены в соответствии с последовательностью фаз линии электропитания. Это создает вращающееся поле вокруг поверхности ротора. Однофазные электродвигатели не создают вращающееся поле в состоянии покоя, поэтому для создания эффекта многофазного вращающегося поля добавляется пусковая обмотка. Как только двигатель запустится, обмотка будет исключена из цепи, и электродвигатель продолжит работать на вращающемся поле, которое теперь существует благодаря движение ротора, взаимодействующего с однофазным магнитным полем статора.

Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока идеально подходят для преобразования постоянного тока или электричества в механическую энергию. Преимущества электродвигателя постоянного тока: изменение скорости и крутящего момента. Скорость двигателя постоянного тока можно контролировать, изменяя величину тока, подаваемого на двигатель. А мощность вращения или крутящий момент двигателя постоянного тока можно контролировать, изменяя количество энергии, поступающей от источника питания.

Двигатели вентиляторов
Существует множество разновидностей двигателей вентиляторов. Двигатели вентиляторов — это электродвигатели, которые позволяют вентиляторам работать регулярно в течение длительного периода времени. Необходимый тип двигателя вентилятора зависит от его применения.
- Однофазный двигатель вентилятора — Однофазные двигатели являются наиболее распространенными электрическими двигателями вентиляторов, поскольку они подключаются к большинству вентиляторов меньшего размера и работают от существующих источников питания (переменного тока). Каждый цикл падает и достигает максимума по мере увеличения электрической мощности, что делает его электродвигателем, который потребляет меньше электроэнергии. Этот процесс является недорогим и оказывает небольшое давление на механические функции электродвигателя.
- Однофазный электродвигатель — Двухфазные двигатели используются для больших коммерческих вентиляторов или вентиляторов в более крупных устройствах, потребляющих среднее количество электроэнергии. Эти двигатели имеют пусковую и рабочую обмотки, обе из которых возбуждаются при включении двигателя. Двухфазные электродвигатели имеют встроенные функции безопасности, которые позволяют им автоматически отключаться во избежание перегорания.
Серводвигатели
Серводвигатель позволяет точно контролировать положение. Обратная связь и угол двигателя контролируются через блок управления в этом типе двигателя. Применение серводвигателей включает станки для лазерной резки, робототехнику, станки с ЧПУ или автоматизированное производство.
Как выбрать электродвигатель
На этой схеме электродвигателя показан типичный четырехполюсный двигатель постоянного тока
в собранном и разобранном виде. На схеме электродвигателя также изображено
обмотки, коллектор, полюса возбуждения и вал двигателя постоянного тока.
Когда вы пытаетесь выбрать идеальный двигатель, всегда следует учитывать следующее:
1. Перекрестная ссылка на номер детали или модели производителя на самом двигателе. Эта информация обычно указана на заводской табличке. двигатель.
2. Если эта информация недоступна, попытайтесь сопоставить электрические характеристики и физические размеры неисправный мотор.
Следующие вопросы должны служить ориентиром в процессе выбора электродвигателя:
- Каковы электрические характеристики? — (обычно указан на заводской табличке двигателя)
- Какие скорости мне нужны?
- Каковы физические размеры?
- Как установить этот двигатель?
- Какой тип корпуса мне нужен?