Vekselstrømsmotorer

  • Ledninger

Elektriske motorer har længe og fast taget en førende position blandt kraftenhederne i forskellige typer udstyr. De kan findes i bilen og i støvsugeren, i de mest komplekse maskiner og i almindelige børns legetøj. De er næsten overalt, selvom de er forskellige i type, struktur og ydeevne.

Elektriske motorer er kraftenheder, der er i stand til at omdanne elektrisk energi til mekanisk energi. Der er to hovedtyper af dem: AC og DC motorer. Forskellen mellem dem, som navnet antyder, er i typen af ​​forsyningsstrøm. I denne artikel vil vi diskutere den første form - vekselstrømsmotoren

Enhed og driftsprincip

Den primære drivkraft for enhver elektrisk motor er elektromagnetisk induktion. Elektromagnetisk induktion, for at beskrive den i et nøddeskal, er udseendet af en strøm i en leder placeret i et vekslende magnetfelt. Kilden til det alternerende magnetfelt er et stationært motorhus med viklinger placeret på den - en stator forbundet til en vekselstrømskilde. Det er et bevægeligt element - rotoren, hvor der er strøm. Ifølge Ampers lov begynder en elektromotorisk kraft at virke på en ladet leder placeret i et magnetfelt - EMF, som roterer rotorakslen. Således omdannes den elektriske energi, som tilføres statoren, til rotorens mekaniske energi. Forskellige mekanismer, der udfører nyttigt arbejde, kan forbindes til en roterende aksel.

AC motorer er opdelt i synkron og asynkron. Forskellen mellem dem er den i den første rotor og statorens magnetfelt roterer med samme hastighed, og for det andet roterer rotoren langsommere end magnetfeltet. De adskiller sig i enheden og princippet om drift.

Asynkronmotor

Asynkronmotorindretning

På statoren af ​​en asynkronmotor fastgøres viklinger, der skaber et alternerende roterende magnetfelt, hvis ender sendes ud til terminalboksen. Da motoren opvarmes under drift, installeres en køleventilator på akslen.

Den asynkrone motorens rotor er fremstillet med akslen som en enhed. Det er en metalstænger, der lukkes af hinanden på begge sider, på grund af hvilken en sådan rotor også kaldes kortsluttet. Ved udseendet ligner det et bur, så det kaldes ofte "egernhjulet". Rotorens langsommere rotation i forhold til magnetfeltets rotation er et resultat af energitab under friktion af lejer. Forresten, hvis der ikke var denne forskel i hastighed, ville emf ikke forekomme, og uden det ville der ikke være nogen strøm i rotoren og selve drejningen.

Magnetfeltet roterer på grund af en konstant ændring af polerne. I dette tilfælde ændres retningen af ​​strømmen i viklingen i overensstemmelse hermed. Induktionsmotorens rotationshastighed afhænger af antallet af poler i magnetfeltet.

Synkronmotor

Synkronmotor enhed

Synkronmotorenheden er lidt anderledes. Som navnet antyder roterer rotoren i samme hastighed med magnetfeltet i denne motor. Den består af en krop med viklinger fastgjort til den og en rotor eller anker udstyret med de samme viklinger. Endene af viklingene udføres og fastgøres på opsamleren. Kollektor- eller kollektorringen aktiveres ved hjælp af grafitbørster. I dette tilfælde er viklingernes ender arrangeret på en sådan måde, at der kun kan anvendes et par spændinger.

I modsætning til asynkrone rotorer af synkronmotorer leveres spændingen af ​​børster, oplader det viklinger og ikke induceres af et vekslende magnetfelt. Strømretningen i rotorviklingen ændres parallelt med forandringen i magnetfeltets retning, så udgangsakslen roterer altid i en retning. Synkronmotorer giver dig mulighed for at justere omdrejningshastigheden for akslen ved at ændre spændingsværdien. I praksis er reostater almindeligt anvendt til dette.

Kort historie om oprettelsen

For første gang blev muligheden for at omdanne elektricitet til mekanisk energi opdaget af den britiske videnskabsmand M.Faraday tilbage i 1821. Hans erfaring med ledningen, placeret i et bad med kviksølv, udstyret med en magnet viste, at når ledningen er forbundet med elkilden, begynder den at rotere. Denne enkle oplevelse huskes sikkert af mange omkring skolen, men kviksølv er erstattet af en sikker saltlage der. Det næste skridt i at studere dette fænomen var oprettelsen af ​​en unipolær motor - Barlow-hjulet. Han fandt aldrig nogen nyttig anvendelse, men han viste tydeligt adfærd af en ladet leder i et magnetfelt.

Ved starten af ​​elmotors historie forsøgte forskerne at oprette en model med en kerne, der bevæger sig i et magnetfelt, der ikke er i en cirkel, men gengældende. Denne mulighed blev foreslået som et alternativ til stempelmotorer. Den elektriske motor i sin sædvanlige form blev først oprettet i 1834 af den russiske forsker B.S. Jacobi. Det var han, der foreslog ideen om at bruge et anker, der roterede i et magnetfelt, og endog oprettet den første arbejdsprøve.

Den første asynkronmotor, baseret på et roterende magnetfelt, optrådte i 1870. Forfatterne af den roterende magnetfelt effekt uafhængigt af hinanden var to forskere: G. Ferraris og N. Tesla. Sidstnævnte tilhører også ideen om at skabe en børsteløs elektrisk motor. Ifølge hans tegninger blev flere kraftværker bygget med tofasede vekselstrømsmotorer. Den næste mere vellykkede udvikling viste sig at være en trefasemotor foreslået af M.O. Dolivo-Dobrovolsky. Hans første driftsmodel blev lanceret i 1888, efterfulgt af en række mere avancerede motorer. Denne russiske videnskabsmand beskrev ikke kun princippet om drift af en trefaset elektrisk motor, men undersøgte også forskellige typer fasetilslutninger (delta og stjerne), muligheden for at anvende forskellige spændinger af strømmen. Det var han, der opfandt startmodstande, trefasetransformatorer, udviklet ledningsdiagrammet for motorer og generatorer.

Funktioner af vekselstrømsmotorens fordele og ulemper

I dag er elmotorer en af ​​de mest almindelige typer kraftværker, og der er mange grunde til dette. De har en høj effektivitet på omkring 90%, og nogle gange højere, et forholdsvis lavt og enkelt design, de udsender ikke skadelige stoffer under drift. Det gør det muligt at jævne ændre hastigheden under drift uden at bruge ekstra mekanismer som gearkasser, de er pålidelige og holdbare.

Blandt manglerne ved alle typer elektriske motorer er manglen på et elektrisk el-batteri med høj kapacitet til autonom drift.

Hovedforskellen mellem vekselstrømsmotoren og dens nærmeste relativ - DC-motoren - er, at den tidligere er drevet af vekselstrøm. Hvis vi sammenligner deres funktionalitet, er den første mindre kraftig, det er svært at styre hastigheden i en bred vifte, den har en lavere effektivitet.

Hvis vi sammenligner asynkrone og synkrone vekselstrømsmotorer, har den første et enklere design og er uden de "svage link" - grafitbørster. De er normalt de første til at mislykkes, når en synkron motor fejler. Samtidig er det svært for ham at opnå og regulere en konstant hastighed, som afhænger af belastningen. Synkronmotorer giver dig mulighed for at justere omdrejningshastigheden ved hjælp af reostater.

Anvendelsesområde

AC motorer er meget udbredt i næsten alle områder. De er udstyret med kraftværker, de bruges i bil- og maskinteknik, de er i husholdningsapparater. Enkelheden af ​​deres design, pålidelighed, holdbarhed og høj effektivitet gør dem næsten universelle.

Asynkrone motorer har fundet anvendelse i drivsystemer af forskellige maskiner, maskiner, centrifuger, ventilatorer, kompressorer, samt husholdningsapparater. Trefasede asynkronmotorer er de mest almindelige og populære. Synkronmotorer anvendes ikke kun som kraftenheder, men også til generatorer, samt til kørsel af store installationer, hvor det er vigtigt at styre hastigheden.

Ledningsdiagram af motoren

AC-motorer er trefasede og enfasede.
Asynkrone enfasede motorer har 2 udgange på kabinettet, og det er let at forbinde dem til netværket. fordi hele husholdningsnetværket er for det meste enkeltfaset 220V og har 2 ledninger - fase og nul. Med synkroniseret, alt er meget mere interessant, de kan også tilsluttes ved hjælp af 2 ledninger, det er nok at forbinde rotor- og statorviklingene. Men de skal forbindes på en sådan måde, at viklingen af ​​rotorens og statorens unipolære magnetisering er placeret modsat hinanden.
Vanskeligheder er motorer til 3ex fase netværk. For det første har sådanne motorer hovedsagelig 6 terminaler i terminalboksen, og det betyder, at motorviklingene skal tilsluttes på egen hånd, og for det andet kan deres viklinger tilsluttes på forskellige måder - af typen "stjerne" og "trekant". Figuren nedenfor viser forbindelsen af ​​klemmer i klemkassen afhængig af typen af ​​tilslutning af viklingene.

Tilslutning af den samme elmotor på en anden måde til det samme elektriske netværk vil føre til forbrug af anden strøm. Hvis dette ikke er den rigtige forbindelse af elmotoren, kan det føre til smeltning af statorviklingene.

Asynkrone motorer er typisk konstrueret til at blive forbundet til et trefasetværk ved to forskellige spændinger, som varierer i tider. For eksempel er motoren designet til at blive forbundet til netværket ved spændinger på 380/660 V. Hvis netspændingen i netværket er 660 V, skal statorviklingen være forbundet med en stjerne, og hvis 380 V, derefter med en trekant. I begge tilfælde vil spændingen på viklingen af ​​hver fase være 380 V. Udgangene fra fasevindningerne anbringes på panelet på en sådan måde, at forbindelsen af ​​fasevindningerne kan udføres bekvemt ved hjælp af hoppere uden at krydse dem. I nogle lavmotorer er der kun tre klip i terminalboksen. I dette tilfælde kan motoren tændes til netværket for en spænding (statorviklingen af ​​en sådan motor er forbundet med en stjerne eller en trekant inde i motoren).

Skematisk diagram for optagelse i trefasetværket af en induktionsmotor med en fasrotor er vist i figuren. Rotoren vikling af denne motor er forbundet til en YAR start modstand, hvilket skaber en yderligere modstand R i rotorkredsløbetADDED.

AC motor enhed

Elektriske motorer er motorer, der bruges til at omdanne elektrisk energi til mekanisk energi. Den generelle klassifikation adskiller dem efter type strøm til DC og AC motorer. Nedenstående artikel diskuterer elmotorer med specifikation for vekselstrøm, deres typer, karakteristiske egenskaber og fordele.

For generelle oplysninger anbefaler vi at læse vores separate artikel om principperne for drift af elmotorer.

Energikonverteringsprincippet

Blandt de elektriske motorer, der anvendes i alle brancher og husholdningsapparater, er de mest almindelige vekselstrømsmotorer. De findes på næsten alle områder af livet, fra børns legetøj og vaskemaskiner til biler og kraftfulde produktionsmaskiner.

Principen for drift af alle elektriske motorer er baseret på Faradays elektromagnetiske induktionslov og Ampere-loven. Den første beskriver situationen, når en elektromotorisk kraft genereres på en lukket leder placeret i et skiftende magnetfelt. I motorer skabes dette felt gennem statorviklingen gennem hvilken vekselstrøm strømmer. Inde i statoren (som repræsenterer enhedens krop) er et bevægeligt element i motoren - rotoren. På den, og der er en strøm.

Rotorrotationen forklares af Ampere-loven, hvorefter elektriske ladninger, der strømmer gennem en leder inden i et magnetfelt, påvirkes af en kraft, som bevæger dem i et plan vinkelret på kraften i dette felt. Enkelt sagt, lederen, som i motordesignet er rotoren, begynder at rotere rundt om sin akse, og den er fastgjort på akslen, hvortil udstyrets mekanismer er forbundet.

Typer af motorer og deres udstyr

AC-elmotorer har en anden enhed, hvilket gør det muligt at oprette maskiner med samme rotorhastighed i forhold til statormagnetfeltet og sådanne maskiner, hvor rotoren ligger bag det roterende felt. Ifølge dette princip er disse motorer opdelt i de relevante typer: synkron og asynkron.

Induktion

Grundlaget for udformningen af ​​en asynkronmotor er et par af de vigtigste funktionelle dele:

  1. Statoren er en blok af cylindrisk form, der er lavet af stålplader med riller til at lægge ledende viklinger, hvis akser er anbragt i en vinkel på 120 ℃ i forhold til hinanden. Spolens poler går til klemkassen, hvor de er forbundet på forskellige måder afhængigt af motorens nødvendige parametre.
  2. Rotor. Ved udformningen af ​​asynkrone elektriske motorer anvendes rotorer af to typer:
    • Kortsluttet. Den er såkaldt, fordi den er lavet af flere aluminium- eller kobberstænger, kortslutte med enderinge. Dette design, som er rotorens nuværende bærende vikling, kaldes "egernbur" i elektriske mekanik.
    • Fase. På rotorerne af denne type er installeret trefaset vikling, svarende til statorviklingen. Ofte går endene af dets ledere til terminalområdet, hvor de er forbundet med en "stjerne", og de frie ender er forbundet med kontaktringe. Fase rotoren giver dig mulighed for at tilføje en ekstra modstand til viklingskredsløbet ved hjælp af børster, så du kan ændre modstanden for at reducere startstrømmene.


Ud over de beskrevne nøgleelementer i den asynkrone elmotor indbefatter dets design også en ventilator til køling af viklingene, en klemkasse og en aksel, der overfører den genererede rotation til maskinens mekanismer, som tilvejebringes af denne motor.

Drift af asynkrone elektriske motorer er baseret på elektromagnetisk induktion lov, hvilket hævder, at en elektromotorisk kraft kun kan opstå under betingelserne for en forskel i rotationshastigheden af ​​rotoren og statorens magnetfelt. Hvis disse hastigheder var lige, ville emf ikke forekomme, men virkningen på akslen af ​​sådanne "inhiberende" faktorer som belastning og friktion af lejerne skaber altid tilstrækkelige driftsbetingelser.

synkroniseret

Udformningen af ​​vekselstrømsmotorer med synkron elektromotor er noget anderledes end anordningen af ​​asynkrone analoger. I disse maskiner roterer rotoren rundt om sin akse med en hastighed svarende til rotationshastigheden for statorens magnetfelt. Rotoren eller ankeret af disse indretninger er også udstyret med viklinger, der er forbundet til den ene ende til hinanden og til den roterende kollektor til andre. Kontakterne på samleren er monteret således, at det på et bestemt tidspunkt er muligt at levere strøm gennem grafitbørster til kun to modsatte kontakter.

Principen for drift af synkronmotorer:

  1. Samspillet mellem den magnetiske flux i statorviklingen med rotorstrømmen opstår drejningsmoment.
  2. Den magnetiske strømnings retning ændrer sig samtidigt med vekselstrømens retning, hvorved udgangsakslen drejes i en retning.
  3. Indstilling af den ønskede hastighed indstilles ved at justere indgangsspændingen. Oftest, i højhastighedstog udstyr, for eksempel perforatorer og støvsugere, udføres denne funktion af en reostat.

De mest almindelige årsager til svigt af synkrone elektriske motorer er:

  • slitage af grafitbørster eller svækkelse af trykfjederen;
  • slid af aksel lejer;
  • kollektorforurening (rengøres med sandpapir eller alkohol).

Opfindelsens historie

Opfindelsen af ​​den enkleste måde at konvertere energi fra elektrisk til mekanisk tilhører Michael Faraday. I 1821 gennemførte denne store engelske videnskabsmand et eksperiment med en dirigent dyppet ind i et kar med kviksølv, hvorunder bunden lå en permanent magnet. Efter påføring af elektricitet til lederen begyndte den at bevæge sig, roterende i henhold til magnetfeltlinjerne. I dag udføres denne erfaring ofte i fysikundervisning, der erstatter kviksølv med saltlage.

Yderligere undersøgelse af spørgsmålet førte til Peter Barlows oprettelse i 1824 af en unipolær motor, kaldet Barlow Wheel. Dets design omfatter to redskaber lavet af kobber, placeret på samme akse mellem de permanente magneter. Når hjulet er påført strøm, begynder hjulene at rotere som et resultat af samspillet med magnetfelter. Under eksperimenterne fandt forskeren, at rotationsretningen kan ændres ved at ændre polariteten (permutation af magneter eller kontakter). Den praktiske anvendelse af "Barlow Wheel", men spillede en vigtig rolle i undersøgelsen af ​​interaktionen mellem magnetfelter og ladede ledere.

Den første arbejdsprøve af enheden, som blev forfædren for moderne motorer, blev skabt af den russiske fysiker Boris Semenovich Jacobi i 1834. Princippet om anvendelse af en roterende rotor i et magnetfelt, der er demonstreret i denne opfindelse, er næsten uændret anvendt af moderne DC-motorer.

Men oprettelsen af ​​den første motor med et asynkront driftsprincip tilhører to videnskabsmænd på én gang - Nikola Tesla og Galileo Ferraris, der med held heldigvis demonstrerede deres opfindelser om et år (1888). Nogle få år senere blev en tofaset børsteløs vekselstrømsmotor fremstillet af Nikola Tesla allerede brugt i flere kraftværker. I 1889 forbedrede den russiske elektrotekniker Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky Teslas opfindelse for at arbejde i et trefaset netværk, takket være, at han kunne skabe den første asynkrone vekselstrømsmotor med en kapacitet på over 100 watt. Han tilhører også opfindelsen af ​​de metoder, der anvendes til at forbinde faser i trefasede elektriske motorer: "stjerne" og "trekant", startmotorer og trefasetransformatorer.

Tilslutning til enfasede og trefasede strømkilder

Ifølge typen af ​​strømforsyning klassificeres vekselstrømsmotorer i enkelt- og trefase.

Tilslutning af asynkrone enfasede motorer gør det meget nemt - for at gøre dette er det tilstrækkeligt at forbinde fase og neutrale ledninger i et enkeltfaset 220V netværk til de to udgange på huset. Synkronmotorer kan også drives af denne type netværk, men forbindelsen er lidt mere kompliceret - det er nødvendigt at forbinde rotorviklingene og statoren, så deres enkeltpolede magnetiseringskontakter er placeret modsat hinanden.

Tilslutning til et trefaset netværk er lidt mere kompliceret. Først og fremmest skal det bemærkes, at terminalboksen indeholder 6 terminaler - et par for hver af de tre viklinger. For det andet gør det muligt at anvende en af ​​de to forbindelsesmetoder ("stjerne" og "trekant"). Forkert forbindelse kan resultere i motorfejl ved at smelte statorviklingene.

Den vigtigste funktionelle forskel mellem "stjerne" og "trekant" er det forskellige strømforbrug, som er gjort for at gøre det muligt for maskinen at blive omdannet til trefaset netværk med forskellige liniespændinger - 380V eller 660V. I det første tilfælde skal viklingerne forbindes i henhold til "trekant" ordningen og i anden - "stjernen". En sådan integrationsregel giver i begge tilfælde mulighed for at have en spænding på 380V på viklingerne i hver fase.

På forbindelsespanelet er viklingsstifterne placeret således, at de hoppere, der bruges til at tænde, ikke krydser hinanden. Hvis motorens klemkasse kun indeholder tre klip, er den designet til at fungere fra en enkelt spænding, som er angivet i den tekniske dokumentation, og viklingerne er indbyrdes forbundne i enheden.

Fordele og ulemper ved vekselstrømsmotorer

I dag er der blandt alle elektriske motorer en vekselstrømsanordning en ledende position hvad angår brug i kraftværker. De har lave omkostninger, let at vedligeholde design og effektivitet på mindst 90%. Desuden giver deres enhed dig mulighed for jævnt at ændre omdrejningshastigheden uden at benytte yderligere udstyr som gearkasser.

Den største ulempe ved vekselstrømsmotorer med asynkron driftsprincip er, at det kun er muligt at justere akselhastigheden ved at ændre strømens indgangsfrekvens. Det er ikke muligt at opnå en konstant rotationshastighed og reducerer også strømmen. Asynkrone elektriske motorer er kendetegnet ved høje startstrømme, men lavt startmoment. For at rette op på disse mangler bruges et frekvensdrev, men prisen er i modstrid med en af ​​de største fordele ved disse motorer - lave omkostninger.

ansøgning

I dag er elmotorer med en specifikation for vekselstrøm almindelige inden for alle brancher og levebrød. På kraftværker installeres de som generatorer, der anvendes i produktionsudstyr, bilindustrien og endda husholdningsapparater. I hvert hjem kan du finde mindst en enhed med en vekselstrømsmotor, f.eks. En vaskemaskine. Årsagerne til så stor popularitet er alsidighed, holdbarhed og lethed ved vedligeholdelse.

Blandt asynkrone elektriske maskiner er enheder med en trefasespecifikation de mest almindelige. De er den bedste mulighed til brug i mange kraftenheder, generatorer og kraftværker, hvis arbejde er forbundet med behovet for at styre akselens omdrejningshastighed.

Enheden og princippet om drift af elmotoren

En elektrisk motor er en elektrisk enhed til at omdanne elektrisk energi til mekanisk energi. I dag anvendes elmotorer i industrien til at køre forskellige maskiner og mekanismer. I husstanden er de installeret i vaskemaskine, køleskab, juicer, fødevareprocessor, ventilatorer, elektriske barbermaskiner mv. Elektriske motorer i gang, enheder og mekanismer forbundet med den.

I denne artikel vil jeg tale om de mest almindelige typer og principper for drift af vekselstrømsmotorer, der er almindeligt anvendt i garagen, i husstanden eller værkstedet.

Hvordan virker en elektrisk motor

Motoren er baseret på den effekt, der blev opdaget af Michael Faraday tilbage i 1821. Han gjorde opdagelsen af, at i vekselvirkning af elektrisk strøm i en leder og en magnet kan der forekomme kontinuerlig rotation.

Hvis en ramme placeres i et lodret magnetfelt i en ensartet position, og en strøm passerer gennem den, vil der opstå et elektromagnetisk felt omkring lederen, som vil interagere med magneternes poler. Fra en ramme vil blive afvist, og den anden er tiltrukket.

Som et resultat vil rammen dreje til en vandret position, hvor effekten af ​​magnetfeltet på lederen vil være nul. For at rotationen skal fortsætte, skal du tilføje en anden ramme i en vinkel eller ændre retningen af ​​strømmen i rammen på det relevante tidspunkt.

I figuren gøres dette ved hjælp af to halvringe, der støder op til kontaktpladerne fra batteriet. Som følge heraf ændres polariteten efter rotation og rotationen fortsætter.

I moderne elmotorer bruges i stedet for permanente magneter, induktansspoler eller elektromagneter til at skabe et magnetfelt. Hvis du demonterer enhver motor, så vil du se spiraler af sårtråd dækket med isolerende lak. Disse spoler er elektromagneten, eller som de kaldes excitationsviklingen.

I hverdagen bruges de samme permanente magneter til børns legetøj på batterier.

I andre stærkere motorer anvendes kun elektromagneter eller viklinger. Den roterende del med dem kaldes rotoren, og den faste del er statoren.

Typer af elektriske motorer

I dag er der mange elektriske motorer af forskellige design og typer. De kan opdeles efter type strømforsyning:

  1. AC drevet direkte fra elnettet.
  2. DC, der drives af batterier, batterier, strømforsyninger eller andre DC-kilder.

I overensstemmelse med princippet om arbejde:

  1. Synkron, hvor der er en vikling på rotoren og en børstemekanisme til at forsyne dem med elektrisk strøm.
  2. Asynkron, den nemmeste og mest almindelige type motor. De har ikke børster og viklinger på rotoren.

En synkronmotor roterer synkront med et magnetfelt, der roterer det, og med en asynkronmotor roterer rotoren langsommere end et roterende magnetfelt i statoren.

Operationsprincip og asynkronmotorens anordning

I tilfælde af en asynkronmotor er statorviklingen stablet (til 380 volt vil der være 3), som skaber et roterende magnetfelt. Deres ender for tilslutning vises på en særlig terminal. Vindningerne afkøles på grund af ventilatoren monteret på akslen i slutningen af ​​elmotoren.

Rotoren, som er integreret med akslen, er lavet af metalstænger, som er lukket mellem hinanden på begge sider, hvorfor det kaldes kortslutning.
Takket være dette design elimineres behovet for hyppig periodisk vedligeholdelse og udskiftning af nuværende forsyningsbørster, pålidelighed, holdbarhed og pålidelighed multipliceres.

Som hovedregel er hovedårsagen til asynkronmotorbrud slid på lejerne, hvori akslen roterer.

Princippet om drift. For at en asynkronmotor skal kunne fungere, er det nødvendigt, at rotoren roterer langsommere end statorens elektromagnetiske felt, som følge af hvilket EMF induceres (elektrisk strøm forekommer) i rotoren. Her er den vigtige betingelse, at hvis rotoren drejes med samme hastighed som magnetfeltet, så er der ifølge loven med elektromagnetisk induktion ingen EMF, og der ville derfor ikke være nogen rotation. Men i virkeligheden vil rotoren altid rotere langsommere på grund af friktion af lejerne eller belastningen på akslen.

De magnetiske poler roterer konstant i motorviklingene, og retningen af ​​strømmen i rotoren ændres konstant. På et tidspunkt vises for eksempel strømmens retning i stator- og rotorviklingen skematisk i form af kryds (strøm strømmer fra os) og punkter (strøm strømmer til os). Det roterende magnetfelt er afbildet afbildet af den stiplede linje.

For eksempel, hvordan en cirkelsag virker. Hendes største omsætning er uden belastning. Men så snart vi begynder at skære brættet, falder rotationshastigheden og samtidig begynder rotoren at rotere langsommere med hensyn til det elektromagnetiske felt og i henhold til elektrotekniske love begynder det at fremkalde en endnu større EMF-værdi. Den nuværende forbruges af motoren vokser, og den begynder at arbejde med fuld effekt. Hvis belastningen på akslen er så stor, at den stopper, kan der forekomme beskadigelse af den kortslutne rotor på grund af den maksimale værdi af emf'en der induceres i den. Derfor er det vigtigt at vælge motor, passende effekt. Hvis vi tager mere, bliver energiforbruget uberettiget.

Rotorens rotationshastighed afhænger af antallet af poler. Ved 2 poler vil rotationshastigheden være lig med magnetfeltets rotationshastighed, svarende til maks. 3000 omdrejninger pr. Sekund ved en netværksfrekvens på 50 Hz. For at halvere hastigheden er det nødvendigt at øge antallet af poler i statoren til fire.

En væsentlig ulempe ved asynkrone motorer er, at de bliver fodret for kun at justere omdrejningshastigheden af ​​akslen ved at ændre frekvensen af ​​elektrisk strøm. Og så er det ikke muligt at opnå en konstant frekvens af drejning af akslen.

Operationsprincippet og enheden af ​​en synkron vekselstrømsmotor

Denne type elmotor anvendes i hverdagen, hvor der kræves en konstant omdrejningshastighed, muligheden for justering, samt om en omdrejningshastighed på mere end 3000 omdrejninger pr. Minut er nødvendig (dette er maksimum for asynkron).

Synkronmotorer installeres i et elværktøj, støvsuger, vaskemaskine mv.

I tilfælde af en synkron vekselstrømsmotor er der viklinger (3 i figuren), som også er viklet på rotoren eller ankeret (1). Deres ledninger er loddet til sektorer af samlerringen eller samleren (5), til hvilken spænding påføres ved hjælp af grafitbørster (4). Ved hvilke konklusioner er der placeret, så børsterne altid altid leverer spænding til et par.

De hyppigste fejl i kollektormotorer er:

  1. Udslidt deres dårlige kontakt på grund af svækkelsen af ​​klemfjederen.
  2. Forurening af samleren. Rengør med enten alkohol eller nul sandpapir.
  3. Bærer slid.

Princippet om drift. Drejningsmomentet i en elektrisk motor er skabt som følge af vekselvirkningen mellem armaturstrømmen og den magnetiske flux i excitationsviklingen. Med en ændring i vekselstrømens retning ændres retningen af ​​den magnetiske flux samtidigt i huset og ankeret, således at rotationen altid vil være i en retning.

Justering af omdrejningshastigheden ændres ved at ændre størrelsen af ​​den medfølgende spænding. I øvelser og støvsugere anvendes en rheostat eller variabel resistens.

Ændringen i rotationsretningen er den samme som for DC-motorer, som jeg vil diskutere i næste artikel.

Vi forstår principperne for drift af elmotorer: fordele og ulemper ved forskellige typer

Elektriske motorer er apparater, hvor elektrisk energi omdannes til mekanisk energi. Principen for deres handling er baseret på fænomenet elektromagnetisk induktion.

Imidlertid varierer de måder, hvorpå magnetfelter interagerer, og tvinger rotoren til en motor til at rotere, forskelligt afhængigt af typen af ​​forsyningsspænding - vekslende eller konstant.

Enheden og princippet om drift af en DC motor

Principen for drift af en DC-motor er baseret på effekten af ​​at skubbe ud som poler af permanente magneter og tiltrække modsatte. Prioritering af dens opfindelse tilhører den russiske ingeniør B. S. Jacobi. Den første industrielle model af en DC motor blev oprettet i 1838. Siden da har dets design ikke undergået store ændringer.

I DC-motorer med lav effekt er et af magneterne fysisk eksisterende. Den er fastgjort direkte til maskinens krop. Den anden er skabt i armaturviklingen efter tilslutning af en DC-kilde til den. For at gøre dette skal du bruge en speciel enhed - kollektor-børsteenhed. Selve samleren er en ledende ring monteret på motorakslen. Enderne af armaturviklingen er forbundet med den.

I motorer med høj effekt anvendes fysisk eksisterende magneter ikke på grund af deres store vægt. For at skabe et konstant magnetfelt i statoren anvendes flere metalstænger, der hver har sin egen vikling af en leder forbundet til den positive eller negative strømbuss. Polerne med samme navn er forbundet i serie med hinanden.

Antallet af polpar på motorhuset kan være en eller fire. Antallet af kollektor børster på kollektor armatur skal matches.

Elektriske motorer med høj effekt har en række konstruktivt tricks. For eksempel, efter at motoren startes og med en ændring i belastningen på den, forskydes kollektorens børster i en vis vinkel mod akselens rotation. Sådan kompenseres effekten af ​​"armaturreaktionen", hvilket fører til akselbremsning og nedsættelse af effektiviteten af ​​den elektriske maskine.

Der er også tre ordninger til tilslutning af en DC-motor:

  • med parallel excitation;
  • seriel;
  • blandet.

Parallel excitation er, når en anden uafhængig, normalt justerbar (rheostat) er tændt parallelt med armaturvikling.

Sekventiel - en ekstra vikling er forbundet i serie til armaturets strømforsyningskreds. Denne type forbindelse bruges til dramatisk at øge motorens rotationsstyrke til det rigtige tidspunkt. For eksempel, når du starter tog.

DC-motorer har mulighed for jævnt at justere rotationshastigheden, så de anvendes som trækkraft i elbiler og løfteudstyr.

AC-motorer - hvad er forskellen?

Apparatet og princippet om driften af ​​vekselstrømsmotoren for at skabe drejningsmoment indbefatter brugen af ​​et roterende magnetfelt. Deres opfinder er den russiske ingeniør M. O. Dolivo-Dobrovolsky, der i 1890 skabte motorens første industrielle design og var grundlæggeren af ​​teorien og teknologien i trefaset vekselstrøm.

Et roterende magnetfelt forekommer i motorens tre statorviklinger, så snart de er forbundet til forsyningsspændingskredsløbet. Rotoren af ​​en sådan elektrisk motor i den traditionelle ydeevne har ingen viklinger og er stort set et stykke jern, noget der ligner et egernhjul.

Statorens magnetfelt fremkalder forekomsten af ​​en strøm i rotoren og en meget stor, fordi dette er en kortslutningsstruktur. Denne strøm forårsager forekomsten af ​​sit eget armaturfelt, som "interlokkerer" med statorens hvirvelmagnetiske sved og forårsager, at motorakslen roterer i samme retning.

Principen for drift af en vekselstrømsmotor med en traditionel kortslutningsrotor har meget store startstrømme. Sandsynligvis har mange af jer bemærket det - når man starter motoren af ​​en glødelampe, ændrer de glødens lysstyrke. Derfor anvendes der i fasehøjttalere med højfrekvente elektriske maskiner - tre viklinger forbundet med en "stjerne" er lagt på den.

Armaturløbene er ikke forbundet til lysnettet og er forbundet til startmodstanden ved hjælp af en kollektorbørsteenhed. Processen med at tænde en sådan motor består i at forbinde til forsyningsnetværket og gradvist reducere den aktive modstand i armaturkretsen til nul. Elektriske motorer tænder jævnt og uden overbelastning.

Funktioner ved anvendelse af asynkronmotorer i enfaset kredsløb

På trods af at statorens roterende magnetfelt er bedst at komme fra en trefasespænding, gør princippet om at anvende en asynkron elektrisk motor det muligt at arbejde fra et enkeltfamiliens husholdningsnetværk, hvis der foretages ændringer i designet.

For at gøre dette skal der være to viklinger på statoren, hvoraf den ene er "startende". Strømmen i den forskydes i fase ved 90 ° på grund af inklusion af en reaktiv belastning i kredsløbet. Oftest bruges til denne kondensator.

Drives fra en husstandsstation, du kan og industrielle trefasemotor. For at gøre dette er to viklinger i sin terminalboks forbundet til en, og en kondensator er tændt i dette kredsløb. Baseret på princippet om drift af asynkrone elektriske motorer, der drives fra et enkeltfaset kredsløb, skal det bemærkes, at de har lavere effektivitet og er meget følsomme for overbelastninger.

Universal kollektormotorer - driftsprincip og egenskaber

I husholdningsværktøj med lav effekt, som kræver lave startstrømme, højt drejningsmoment, høj rotationshastighed og muligheden for jævn justering benyttes de såkaldte universelle kollektormotorer. Ved design svarer de til DC-motorer med sekventiel excitation.

I sådanne motorer genereres statorens magnetfelt på grund af forsyningsspændingen. Kun designen af ​​de magnetiske kerner er blevet ændret lidt - den er ikke støbt, men en drejeknap, som gør det muligt at reducere omvendt magnetisering og opvarmning med Foucault-strømme. En serieinduktans forbundet til armaturkretsen gør det muligt at ændre retningen af ​​statorens og armaturets magnetfelt i en retning og i samme fase.

Den næsten fuldstændige synkronisering af de magnetiske felter gør det muligt for motoren at opnå momentum selv med betydelige belastninger på akslen, hvilket er nødvendigt for driften af ​​øvelser, roterende hamre, støvsugere, "bulgarske" eller polermaskiner.

Hvis en justerbar transformer er inkluderet i forsyningskredsløbet af en sådan motor, kan dens omdrejningsfrekvens ændres jævnt. Men retningen, når den drives fra AC-kredsløbet, kan aldrig ændres.

Elektriske motorer har den højeste effektivitet (mere end 80%) af alle enheder skabt af manden. Deres opfindelse i slutningen af ​​1800-tallet kan vel betragtes som et kvalitativt civiliserende skridt, for uden dem er det umuligt at forestille sig det moderne samfunds liv baseret på høje teknologier, og noget mere effektivt er endnu ikke blevet opfundet.

AC motor enhed og driftsprincip

Ac motor arbejde

Fra navnet følger, at en funktion af denne slags elektriske motorer (ED) er, at de virker på vekselstrøm. Hvis i en likestrøm de elektriske partikler kun følger i én retning og kan ændre deres intensitet på et bestemt tidspunkt (potentialforskel eller spænding), så har vekselstrømmen andre egenskaber, såsom frekvens, form og varighed. Hvad har påvirket design og princippet om drift af vekselstrømsmotorer. I artiklen analyserer vi de vigtigste aspekter af arbejdet med vekselstrøm ED.

AC motor klassificering og driftsprincip

AC-motorer er elektriske apparater, der er en slags elektriske energiomformere, hvis princip er baseret på de elektromagnetiske kræfter fra Lorentz og fænomenet elektromagnetisk induktion. AC drevet. ED og alternatorer ifølge handlingsprincippet klassificeres synkrone og asynkrone. Hvad ville være klart yderligere forklaring Jeg vil gerne fortælle om følgende.

Det vigtigste kendetegn ved AC-elektriske maskiner er, at elektrisk energi omdannes til mekanisk energi eller omvendt ved hjælp af magnetfeltinteraktion, en af ​​dem er roterende, dynamisk (genereret, når vekselstrøm bevæger sig, og et andet felt er statisk, konstant. modtager rotorbevægelsen skal det bevægende felt interagere med konstanten, hvilket skaber en mekanisk bevægelse af ED-akslen.

Det generelle princip for drift af en asynkron elektrisk maskine er som følger. Tre viklinger er viklet på statoren ED, til hvilke tre faser er forbundet. Fra elektroteknikens forløb ved vi, at trefasestrømmen er en konjunkturændring i strømstyrken og spændingen, der strømmer gennem en sinusformet. Det vil sige, den maksimale effekt strømmer jævnt fra et punkt til en anden, det er klart, at der på samme tid på den modsatte side af sinusformen vil være et minimum af strøm. Så når en trefasespænding påføres statorviklingen af ​​en asynkron ED, har vi som følge heraf et roterende magnetfelt, hvis frekvens er lig med frekvensen af ​​strømforsyningsnetværket, i Rusland er det 50 Hz.

Vi ved fra fysik og generel elektroteknik, at når en ledende bevæger sig ind i et alternerende magnetfelt, genereres en potentiel forskel i dens ender, og hvis dens ender er forbundet til et hvilket som helst kredsløb, så strømmer en strøm igennem den og danner omkring sig sit eget magnetfelt. Dette funktionsprincip ligger i asynkrone elektriske maskiner. Inde er det en kortslutningsrotor. I et roterende magnetfelt vises en emf på den og skaber sit eget magnetfelt, som afstammer fra statorfeltet.

Asynkronmotor. Enhed og driftsprincip

Operationen af ​​en asynkronmotor er baseret på principperne om den fysiske interaktion af magnetfeltet, der fremkommer i statoren med den strøm, som dette felt genererer i rotorviklingen.

Synkron ED har ingen sådan forsinkelse. Der spænder induktorens felt som det klæber til armaturets roterende felt, hvilket fører til samtidig drift af begge magnetfelter. Hvis i asynkront statisk felt er en konsekvens af dynamikken, synkront i en vis forstand, er årsagerne til udseendet af roterende felter og statiske felter uafhængige af hinanden, men deres interaktion muliggør arbejdet med vekselstrøm ED.

Synkronmotor. Princippet om drift

En synkronmotor er en type elektromotorer, der kun virker på vekselstrøm, og rotorens rotationshastighed falder sammen med magnetfrekvensens frekvens. Derfor forbliver det konstant uanset belastningen, fordi en synkronmotorens rotor er en almindelig elektromagnet, og dens antal polepar falder sammen med antallet af polspar i et roterende magnetfelt. Derfor sikrer samspillet mellem disse poler konstancen af ​​den vinkelhastighed, hvormed rotoren vender.

Enhed, asynkronmotorens virkemåde

En asynkronmotor er en AC-maskine. Ordet "asynkront" betyder ikke-samtidigt. I dette tilfælde menes det, at magnetfrekvensen i asynkrone motorer afviger fra rotationsfrekvensen af ​​rotoren. Maskinens hoveddele er statoren og rotoren, adskilt fra hinanden med et ensartet luftrum.

Fig.1. Asynkrone motorer

Statoren er en fast del af maskinen (figur 1, a). For at reducere ujævnstrømstrømmen er dens kerne samlet af pressede plader af elektrisk stål med en tykkelse på 0,35 - 0,5 mm, isoleret fra hinanden af ​​et lag af lak. En vikling er lagt i stator magnetiske kredsløbs slidser. I trefasemotorer er viklingen trefaset. Vindingens faser kan forbindes i en stjerne eller en trekant afhængigt af netværksspændingen.

Rotoren er en roterende del af motoren. Rotor magnetiske kerne er en cylinder lavet af stemplet ark af elektrisk stål (figur 1, b. C). I rotorens slidser placeres vikling, afhængigt af typen af ​​vikling, er asynkrone motorer roteret i kortslutning og fase (med glidringe). En kortsigtet vikling er en uisoleret kobber eller aluminiumstænger (fig. 1, d), der er forbundet med enderne af ringene af samme materiale ("egernkage").

Ved fasrotoren (se fig. 1, c) er der i slotserne i det magnetiske kredsløb en trefaset vikling, hvis faser er forbundet med en stjerne. De frie ender af viklingens faser er forbundet med tre kobberglidringe monteret på motorakslen. Slip ringe er isoleret fra hinanden og fra akslen. Til ringene pressede carbon eller kobber-grafit børster. Gennem kontakten ringer og børster i rotorviklingen kan du tænde en trefase start og justere reostat.

Omdannelsen af ​​elektrisk energi til mekanisk energi i en asynkronmotor udføres ved hjælp af et roterende magnetfelt. Et roterende magnetfelt er en konstant strøm, der roterer i rummet med en konstant vinkelhastighed.

Nødvendige betingelser for excitation af et roterende magnetfelt er:

- rumlig forskydning af statorspolernes akser

- tidsforskydning af strømme i statorspoler.

Det første krav er opfyldt af den passende placering af magnetiseringsspolerne på statormagnetisk kerne. Vindingens faseakse er forskudt i rummet ved en vinkel på 120º. Den anden betingelse sikres ved tilførsel til statorspolerne i et trefasespændingssystem.

Når motoren er tændt i et trefasetværk, etableres et system af strømme med samme frekvens og amplitude i statorviklingen, hvis periodiske ændringer i forhold til hinanden foretages med en forsinkelse på 1/3 af perioden.

Strømmene af viklingens faser skaber et magnetfelt, der roterer i forhold til statoren med en frekvens n1. o / min, som kaldes synkron motorhastighed:

hvor f1 - netfrekvens, Hz;

p er antallet af par af poler i magnetfeltet.

Med standardnettet nuværende frekvens Hz har feltrotationsfrekvensen i henhold til formlen (1) og afhængigt af antallet af polepar følgende værdier:

Roterende, marken krydser rotorviklingslederne, hvilket fremkalder en emf i dem. Når rotorviklingen er lukket, forårsager EMF strømmen, når det interagerer med et roterende magnetfelt, et roterende elektromagnetisk øjeblik opstår. Drejningsfrekvensen for rotoren i motortilstanden for den asynkrone maskine er altid mindre end frekvensen af ​​rotation af feltet, dvs. rotoren ligger bag det roterende felt. Kun under denne tilstand induceres EMF i rotorlederne, strømmen strømmer og et drejningsmoment skabes. Fænomenet af rotorforsinkelsen fra magnetfeltet hedder slip. Graden af ​​rotor fra magnetfeltet er kendetegnet ved størrelsen af ​​den relative glide

hvor n2 - rotorhastighed, omdr./min

For asynkrone motorer kan glidningen variere fra 1 (start) til en værdi tæt på 0 (tomgang).

185.154.22.117 © studopedia.ru er ikke forfatteren af ​​de materialer, der er indsendt. Men giver mulighed for fri brug. Er der en krænkelse af ophavsretten? Skriv til os.

AC motor enhed

Elektriske motorer er motorer, der bruges til at omdanne elektrisk energi til mekanisk energi. Den generelle klassifikation adskiller dem efter type strøm til DC og AC motorer. Nedenstående artikel diskuterer elmotorer med specifikation for vekselstrøm, deres typer, karakteristiske egenskaber og fordele.

For generelle oplysninger anbefaler vi at læse vores separate artikel om principperne for drift af elmotorer.

Industriel AC-motor

Energikonverteringsprincippet

Blandt de elektriske motorer, der anvendes i alle brancher og husholdningsapparater, er de mest almindelige vekselstrømsmotorer. De findes på næsten alle områder af livet, fra børns legetøj og vaskemaskiner til biler og kraftfulde produktionsmaskiner.

Principen for drift af alle elektriske motorer er baseret på Faradays elektromagnetiske induktionslov og Ampere-loven. Den første beskriver situationen, når en elektromotorisk kraft genereres på en lukket leder placeret i et skiftende magnetfelt. I motorer skabes dette felt gennem statorviklingen gennem hvilken vekselstrøm strømmer. Inde i statoren (som repræsenterer enhedens krop) er et bevægeligt element i motoren - rotoren. På den, og der er en strøm.

Rotorrotationen forklares af Ampere-loven, hvorefter elektriske ladninger, der strømmer gennem en leder inden i et magnetfelt, påvirkes af en kraft, som bevæger dem i et plan vinkelret på kraften i dette felt. Enkelt sagt, lederen, som i motordesignet er rotoren, begynder at rotere rundt om sin akse, og den er fastgjort på akslen, hvortil udstyrets mekanismer er forbundet.

Typer af motorer og deres udstyr

AC-elmotorer har en anden enhed, hvilket gør det muligt at oprette maskiner med samme rotorhastighed i forhold til statormagnetfeltet og sådanne maskiner, hvor rotoren ligger bag det roterende felt. Ifølge dette princip er disse motorer opdelt i de relevante typer: synkron og asynkron.

Induktion

Grundlaget for udformningen af ​​en asynkronmotor er et par af de vigtigste funktionelle dele:

  1. Statoren er en blok af cylindrisk form, der er lavet af stålplader med riller til at lægge ledende viklinger, hvis akser er anbragt i en vinkel på 120 ℃ i forhold til hinanden. Spolens poler går til klemkassen, hvor de er forbundet på forskellige måder afhængigt af motorens nødvendige parametre.
  2. Rotor. Ved udformningen af ​​asynkrone elektriske motorer anvendes rotorer af to typer:
    • Kortsluttet. Den er såkaldt, fordi den er lavet af flere aluminium- eller kobberstænger, kortslutte med enderinge. Dette design, som er rotorens nuværende bærende vikling, kaldes "egernbur" i elektriske mekanik.
    • Fase. På rotorerne af denne type er installeret trefaset vikling, svarende til statorviklingen. Ofte går endene af dets ledere til terminalområdet, hvor de er forbundet med en "stjerne", og de frie ender er forbundet med kontaktringe. Fase rotoren giver dig mulighed for at tilføje en ekstra modstand til viklingskredsløbet ved hjælp af børster, så du kan ændre modstanden for at reducere startstrømmene.

Ud over de beskrevne nøgleelementer i den asynkrone elmotor indbefatter dets design også en ventilator til køling af viklingene, en klemkasse og en aksel, der overfører den genererede rotation til maskinens mekanismer, som tilvejebringes af denne motor.

Drift af asynkrone elektriske motorer er baseret på elektromagnetisk induktion lov, hvilket hævder, at en elektromotorisk kraft kun kan opstå under betingelserne for en forskel i rotationshastigheden af ​​rotoren og statorens magnetfelt. Hvis disse hastigheder var lige, ville emf ikke forekomme, men virkningen på akslen af ​​sådanne "inhiberende" faktorer som belastning og friktion af lejerne skaber altid tilstrækkelige driftsbetingelser.

synkroniseret

Udformningen af ​​vekselstrømsmotorer med synkron elektromotor er noget anderledes end anordningen af ​​asynkrone analoger. I disse maskiner roterer rotoren rundt om sin akse med en hastighed svarende til rotationshastigheden for statorens magnetfelt. Rotoren eller ankeret af disse indretninger er også udstyret med viklinger, der er forbundet til den ene ende til hinanden og til den roterende kollektor til andre. Kontakterne på samleren er monteret således, at det på et bestemt tidspunkt er muligt at levere strøm gennem grafitbørster til kun to modsatte kontakter.

Principen for drift af synkronmotorer:

  1. Samspillet mellem den magnetiske flux i statorviklingen med rotorstrømmen opstår drejningsmoment.
  2. Den magnetiske strømnings retning ændrer sig samtidigt med vekselstrømens retning, hvorved udgangsakslen drejes i en retning.
  3. Indstilling af den ønskede hastighed indstilles ved at justere indgangsspændingen. Oftest, i højhastighedstog udstyr, for eksempel perforatorer og støvsugere, udføres denne funktion af en reostat.

De mest almindelige årsager til svigt af synkrone elektriske motorer er:

  • slitage af grafitbørster eller svækkelse af trykfjederen;
  • slid af aksel lejer;
  • kollektorforurening (rengøres med sandpapir eller alkohol).

Trefase generator

Opfindelsens historie

Opfindelsen af ​​den enkleste måde at konvertere energi fra elektrisk til mekanisk tilhører Michael Faraday. I 1821 gennemførte denne store engelske videnskabsmand et eksperiment med en dirigent dyppet ind i et kar med kviksølv, hvorunder bunden lå en permanent magnet. Efter påføring af elektricitet til lederen begyndte den at bevæge sig, roterende i henhold til magnetfeltlinjerne. I dag udføres denne erfaring ofte i fysikundervisning, der erstatter kviksølv med saltlage.

Yderligere undersøgelse af spørgsmålet førte til Peter Barlows oprettelse i 1824 af en unipolær motor, kaldet Barlow Wheel. Dets design omfatter to redskaber lavet af kobber, placeret på samme akse mellem de permanente magneter. Når hjulet er påført strøm, begynder hjulene at rotere som et resultat af samspillet med magnetfelter. Under eksperimenterne fandt forskeren, at rotationsretningen kan ændres ved at ændre polariteten (permutation af magneter eller kontakter). Den praktiske anvendelse af "Barlow Wheel", men spillede en vigtig rolle i undersøgelsen af ​​interaktionen mellem magnetfelter og ladede ledere.

Den første arbejdsprøve af enheden, som blev forfædren for moderne motorer, blev skabt af den russiske fysiker Boris Semenovich Jacobi i 1834. Princippet om anvendelse af en roterende rotor i et magnetfelt, der er demonstreret i denne opfindelse, er næsten uændret anvendt af moderne DC-motorer.

Men oprettelsen af ​​den første motor med et asynkront driftsprincip tilhører to videnskabsmænd på én gang - Nikola Tesla og Galileo Ferraris, der med held heldigvis demonstrerede deres opfindelser om et år (1888). Nogle få år senere blev en tofaset børsteløs vekselstrømsmotor fremstillet af Nikola Tesla allerede brugt i flere kraftværker. I 1889 forbedrede den russiske elektrotekniker Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky Teslas opfindelse for at arbejde i et trefaset netværk, takket være, at han kunne skabe den første asynkrone vekselstrømsmotor med en kapacitet på over 100 watt. Han tilhører også opfindelsen af ​​de metoder, der anvendes til at forbinde faser i trefasede elektriske motorer: "stjerne" og "trekant", startmotorer og trefasetransformatorer.

AC system foreslået af Westinghouse

Tilslutning til enfasede og trefasede strømkilder

Ifølge typen af ​​strømforsyning klassificeres vekselstrømsmotorer i enkelt- og trefase.

Tilslutning af asynkrone enfasede motorer gør det meget nemt - for at gøre dette er det tilstrækkeligt at forbinde fase og neutrale ledninger i et enkeltfaset 220V netværk til de to udgange på huset. Synkronmotorer kan også drives af denne type netværk, men forbindelsen er lidt mere kompliceret - det er nødvendigt at forbinde rotorviklingene og statoren, så deres enkeltpolede magnetiseringskontakter er placeret modsat hinanden.

Tilslutning til et trefaset netværk er lidt mere kompliceret. Først og fremmest skal det bemærkes, at terminalboksen indeholder 6 terminaler - et par for hver af de tre viklinger. For det andet gør det muligt at anvende en af ​​de to forbindelsesmetoder ("stjerne" og "trekant"). Forkert forbindelse kan resultere i motorfejl ved at smelte statorviklingene.

Den vigtigste funktionelle forskel mellem "stjerne" og "trekant" er det forskellige strømforbrug, som er gjort for at gøre det muligt for maskinen at blive omdannet til trefaset netværk med forskellige liniespændinger - 380V eller 660V. I det første tilfælde skal viklingerne forbindes i henhold til "trekant" ordningen og i anden - "stjernen". En sådan integrationsregel giver i begge tilfælde mulighed for at have en spænding på 380V på viklingerne i hver fase.

På forbindelsespanelet er viklingsstifterne placeret således, at de hoppere, der bruges til at tænde, ikke krydser hinanden. Hvis motorens klemkasse kun indeholder tre klip, er den designet til at fungere fra en enkelt spænding, som er angivet i den tekniske dokumentation, og viklingerne er indbyrdes forbundne i enheden.

Fordele og ulemper ved vekselstrømsmotorer

I dag er der blandt alle elektriske motorer en vekselstrømsanordning en ledende position hvad angår brug i kraftværker. De har lave omkostninger, let at vedligeholde design og effektivitet på mindst 90%. Desuden giver deres enhed dig mulighed for jævnt at ændre omdrejningshastigheden uden at benytte yderligere udstyr som gearkasser.

Den største ulempe ved vekselstrømsmotorer med asynkron driftsprincip er, at det kun er muligt at justere akselhastigheden ved at ændre strømens indgangsfrekvens. Det er ikke muligt at opnå en konstant rotationshastighed og reducerer også strømmen. Asynkrone elektriske motorer er kendetegnet ved høje startstrømme, men lavt startmoment. For at rette op på disse mangler bruges et frekvensdrev, men prisen er i modstrid med en af ​​de største fordele ved disse motorer - lave omkostninger.

Synkronmotorens svage punkt er dets komplekse struktur. Grafitbørstene fejler hurtigt under belastning og taber også tæt kontakt med opsamleren på grund af svækkelsen af ​​trykfjederen. Desuden er disse motorer, såvel som asynkrone modstykker, ikke beskyttet mod slid på aksellejerne. Ulemperne omfatter også en mere kompleks opstart, behovet for en konstant strømkilde og kun frekvensregulering af hastigheden.

ansøgning

I dag er elmotorer med en specifikation for vekselstrøm almindelige inden for alle brancher og levebrød. På kraftværker installeres de som generatorer, der anvendes i produktionsudstyr, bilindustrien og endda husholdningsapparater. I hvert hjem kan du finde mindst en enhed med en vekselstrømsmotor, f.eks. En vaskemaskine. Årsagerne til så stor popularitet er alsidighed, holdbarhed og lethed ved vedligeholdelse.

Blandt asynkrone elektriske maskiner er enheder med en trefasespecifikation de mest almindelige. De er den bedste mulighed til brug i mange kraftenheder, generatorer og kraftværker, hvis arbejde er forbundet med behovet for at styre akselens omdrejningshastighed.