Обмотка электродвигателя постоянного тока сделана из провода: Обмотка электродвигателя постоянного тока сделана из провода, сопротивление которого раавно 2 ОМ. По обмотке работающего двигателся, включенного в сеть, течет ток. Какую мощность потребляет двигатель,… — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Проверьте задачу по физике.

← →
Кручен-Верчен © (2005-09-22 19:08) [0]

Решил задачу. Задача — на 5 баллов (!!!) По этому у меня появились сомнения (чтот слишком легкая для 5).
Обмотка электродвигателя постоянного тока сделана из провода, сопротивление которого равно 2 Ом. По обмотке работающего двигателя, включенного в сеть, течет ток. Какую мощность потребляет двигатель, если известно, что напряжение в сети равно 110 В, сила равна 10 А? Каков КПД двигателя?
Мой ответ: n=13,2% P=1100 Вт
Правильно? Завтра надо сдать.

← →
DiamondShark © (2005-09-22 19:18) [1]

> Мой ответ: n=13,2%

Не правильно.

Странно. По физике такие задачки дают классе примерно в шестом.
А задачки на проценты решают, если не ошибаюсь, в третьем.

2*R=200 Вт

Слушай, а нафига тогда люди изголяются, какие-то двигатели делают.
Намотал проволоки побольше — и получил полезную мойшность.

Это как раз мощность потерь.

← →
Desdechado © (2005-09-22 21:03) [8]

ток постоянный или переменный?
если переменный, то сколько фаз?

← →
Кручен-Верчен © (2005-09-22 21:12) [9]

palva, т.е. ответ: n=82% и P=900 Вт
Спасибо вам! большое.

← →
Кручен-Верчен © (2005-09-22 21:17) [10]

DiamondShark, :))) Чтот я не догадался.
Desdechado, постоянный.

← →
begin…end © (2005-09-22 21:17) [11]

> Кручен-Верчен © (22.09.05 21:12) [9]
> ответ: n=82% и P=900 Вт

В задаче не спрашивается про полезную мощность. А потребляемую мощность Вы посчитали ещё в [0].

Решение задач — Урок 10

Цель: научить учащихся применять теоретические знания при решении задач.

Ход урока

I. Повторение изученного

1. Напишите формулу сопротивления однородного проводника постоянного сечения.

2. Чему равна сила тока при коротком замыкании?

3. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

4. Запишите закон Ома для замкнутой цепи.

5. Сформулируйте законы параллельного соединения проводников.

6. Запишите законы последовательного соединения проводников.

7. Чему равна мощность тока в замкнутой цепи?

8. Как находится полезная мощность?

9. По какой формуле можно найти потери мощности в источнике?

10. Чему равен КПД источника тока?

II. Самостоятельная работа

1. Рассчитать силу тока в цепи источника с ЭДС, равным 9 В, и внутренним сопротивлением 1 Ом при подключении во внешнюю цепь резистора с сопротивлением в 3,5 Ом.

2. К источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключили последовательно амперметр и резистор с сопротивлением 2 Ом. При этом амперметр показал 1 А. Что покажет амперметр, если использовать резистор сопротивлением 3 Ом?

3. В цепи вольтметр показывает 3 В, а амперметр 0,5 А. При силе тока 1 А вольтметр показывает 2,5 В. Каковы ЭДС и внутреннее сопротивление источника?

Ответы: 1. 2 А. 2. 0,75. 3. 3,5 В; 1 Ом

III. Решение задач

Задачи на «3»

1. Сопротивление платиновой проволоки при температуре 20 °С равно 20 Ом, а при температуре 500 °С — 59 Ом. Найдите значения температурного коэффициента сопротивления пластины. (Ответ: 0,0041)

2. Какую работу совершает двигатель полотера за время, равное 30 мин, если он потребляет в цепи напряжение 220 В, ток силой 1,25 А, а его КПД = 80 %. (Ответ: 396 кДж.)

3. Чему равно напряжение на концах проводника, имеющего сопротивление 20 Ом, если за время, равное 10 мин, через него протекает электрический заряд 200 Кл. (Ответ: 6,7 В.)

4. Количество теплоты, выделяемое за 54 мин проводником с током, равно 20 кДж. Определите силу тока в проводнике, если его сопротивление равно 10 Ом. (Ответ: 2,6 А.)

Задачи на «4»

1. ЭДС источника тока равна 1,6 В, его внутреннее сопротивление равно 0,5 Ом. Чему равен КПД источника при силе тока 2,4 А? (Ответ: 25 %.)

2. Лифт массой 2 т поднимается равномерно на высоту 20 м за 1 минуту. Напряжение на зажимах электродвигателя равно 220 В, его КПД равен 92 %. Определите силу тока в цепи электродвигателя. (Ответ: 32 А.)

3. Подъемный кран поднимает груз массой 8,8 т на высоту 10 м в течение 50 с. Определите напряжение в цепи, если сила тока, потребляемая краном, равна 100 А, КПД = 80 %. (Ответ: 220 В.)

4. Вольтметр, рассчитанный на измерение напряжения до 30 В, имеет внутреннее сопротивление 3 кОм. Какое дополнительное сопротивление нужно присоединить к вольтметру, чтобы им можно было измерять напряжение до 300 В. (Ответ: 27 кОм.)

Задачи на «5»

1. Электровоз массой 300 т спускается вниз с горы со скоростью 72 км/ч. Уклон горы равен 0,01. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02, напряжение в линии равно 3 кВ, КПД = 80 %. Определите сопротивление обмотки электродвигателя электровоза. (Ответ: 2,4 Ом.)

2. Источник питает внешнюю цепь. При силе тока 2 А во внешней цепи вырабатывается мощность 30 Вт. Определите силу тока при коротком замыкании источника тока. (Ответ: 8 А.)

3. Обмотка электродвигателя постоянного тока сделана из провода, сопротивлением 2 Ом. По обмотке течет ток. Какую мощность потребляет двигатель, если известно, что напряжение в сети равно 110 В, сила тока равна 10 А? Каков КПД двигателя? (Ответ: 80 %, 1,1 кВт.)

4. ЭДС источника 16 В, его внутреннее сопротивление 3 Ом. Найти сопротивление цепи, если известно, что мощность тока в ней 16 Вт. Определите КПД источника тока. (Ответ: 1 Ом и 9 Ом. 25 % и 75 %.)

Домашнее задание

Задачи на с. 186.

Как работает двигатель постоянного тока? (анимация и видео): shkola30 — LiveJournal

Дорогие мои читатели, начинаем разбирать темы августовского стола заказов (боже мой, как быстро летит время!). Сегодняшняя тема может быть мало кого заинтересует, зато если кого заинтересует, так это будет очень в пользу им. Слушаем trudnopisaka: Напишите пожалуйста понятно о устройстве электродвигателей постоянного тока. Можно на примере одного из типов. Ведь с одной стороны принцип работы очень простой, а с другой, если разобрать один из электродвигателей, то там много деталей, назначение которых не очевидно. А на сайтах в начале поисковой выдачи есть только название этих деталей, в лучшем случае. Планирую с детьми собрать простой электродвигатель, чтобы это помогло им в понимании техники и они не боялись ее осваивать.

Первый этап развития электродвигателя (1821-1832) тесно связан с созданием физических приборов для демонстрации непрерывного преобразования электрической энергии в механическую.

В 1821 году М. Фарадей, исследуя взаимодействие проводников с током и магнитом, показал, что электрический ток вызывает вращение проводника вокруг магнита или вращение магнита вокруг проводника. Опыт Фарадея подтвердил принципиальную возможность построения электрического двигателя.

Для второго этапа развития электродвигателей (1833-1860) характерны конструкции с вращательным движением якоря.

Томас Дэвенпорт — американский кузнец, изобретатель, в 1833 году сконструировал первый роторный электродвигатель постоянного тока, создал приводимую им в движение модель поезда. В 1837 году он получил патент на электромагнитную машину.

В 1834 году Б. С. Якоби создал первый в мире электрический двигатель постоянного тока, в котором реализовал принцип непосредственного вращения подвижной части двигателя. 13 сентября 1838 г. лодка с 12 пассажирами поплыла по Неве против течения со скоростью около 3 км/ч. Лодка была снабжена колесами с лопастями. Колеса приводились во вращение электрическим двигателем, который получал ток от батареи из 320 гальванических элементов. Так впервые электрический двигатель появился на судне.

Испытания различных конструкций электродвигателей привели Б. С. Якоби и других исследователей к следующим выводам:

расширение применения электродвигателей находится в прямой зависимости от удешевления электрической энергии, т. е. от создания генератора, более экономичного, чем гальванические элементы;

электродвигатели должны иметь по возможности малые габариты, большую мощность ибольший коэффициент полезного действия;

этап в развитии электродвигателей связан с разработкой конструкций с кольцевым неявнополюсным якорем и практически постоянным вращающим моментом.

Третий этап развития электродвигателей характеризуется открытием и промышленным использованием принципа самовозбуждения, в связи с чем был окончательно осознан и сформулирован принцип обратимости электрической машины. Питание электродвигателей стало производиться от более дешёвого источника электрической энергии — электромагнитного генератора постоянного тока.

В 1886 году электродвигатель постоянного тока приобрёл основные черты современной конструкции. В дальнейшем он всё более и более совершенствовался.

В настоящее время трудно представить себе жизнь человечества без электродвигателя. Он используется в поездах, троллейбусах, трамваях. На заводах и фабриках стоят мощные электрические станки. Электромясорубки, кухонные комбайны, кофемолки, пылесосы — всё это используется в быту и оснащено электродвигателями.

Подавляющее большинство электрических машин работает по принципу магнитного отталкивания и притяжения. Если между северным и южным полюсами магнита поместить проволоку и пропустить по ней ток, то её вытолкнет наружу. Как это возможно? Дело в том, что проходя по проводнику, ток формирует вокруг себя круговое магнитное поле по всей длине провода. Направление этого поля определяют по правилу буравчика (винта).

При взаимодействии кругового поля проводника и однородного поля магнита, между полюсами магнитное поле с одной стороны ослабевает, а с другой усиливается. То есть среда становится упругой и результирующая сила выталкивает провод из поля магнита под углом 90 градусов в направлении, определяемом по правилу левой руки (правило правой руки используется для генераторов, а правило левой руки подходит только для двигателей). Эта сила называется «амперовой» и её величина определяется по закону Ампера F=BхIхL, где В – значение магнитной индукции поля; I – ток, циркулирующий в проводнике; L – длина провода.

Это явление использовали как основной принцип работы первых электродвигателей, этот же принцип используют и поныне. В двигателях постоянного тока малой мощности для создания постоянного магнитного поля применяются постоянные магниты. В электромоторах средней и большой мощности однородное магнитное поле создают с помощью обмотки возбуждения или индуктора.

Рассмотрим принцип создания механического движения с помощью электричества более подробно. На динамической иллюстрации показан простейший электромотор. В однородном магнитном поле вертикально располагаем проволочную рамку и пропускаем по ней ток. Что происходит? Рамка проворачивается и по инерции двигается какое-то время до достижения горизонтального положения. Это нейтральное положение – мёртвая точка — место, где воздействие поля на проводник с током равно нулю. Чтобы движение продолжилось, нужно добавить ещё хотя бы одну рамку и обеспечить переключение направление тока в рамке в нужный момент. На обучающем видео внизу страницы хорошо виден этот процесс.

Современный двигатель постоянного тока вместо одной рамки имеет якорь с множеством проводников, уложенных в пазы, а вместо постоянного подковообразного магнита имеет статор с обмоткой возбуждения с двумя и более полясами. На рисунке показан двухполюсный электромотор в разрезе. Принцип его работы следующий. Если по проводам верхней части якоря пропустить ток движущийся «от нас» (отмечено крестиком), а в нижней части — «на нас» (отмечено точкой), то согласно правилу левой руки верхние проводники будут выталкиваться из магнитного поля статора влево, а проводники нижней половины якоря по тому же принципу будут выталкиваться вправо. Поскольку медный провод уложен в пазах якоря, то, вся сила воздействия будет передаваться и на него, и он будет проворачиваться. Дальше видно, что когда проводник с направлением тока «от нас» провернётся вниз и станет против южного полюса создаваемого статором, то он будет выдавливаться в левую сторону, и произойдёт торможение. Чтобы этого не случилось нужно поменять направление тока в проводе на противоположное, как только будет пересечена нейтральная линия. Это делается с помощью коллектора – специального переключателя, коммутирующего обмотку якоря с общей схемой электродвигателя.

Таким образом, обмотка якоря передаёт вращающий момент на вал электромотора, а тот в свою очередь приводит в движение рабочие механизмы любого оборудования, такого как, например, станок для сетки рабицы. Хотя в этом случае используется асинхронный двигатель переменного тока, основной принцип его работы идентичен принципу действия двигателя постоянного тока – это выталкивание проводника с током из магнитного поля. Только у асинхронного электромотора вращающееся магнитное поле, а у электродвигателя постоянного тока – поле статичное.

Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря, разделенных воздушным зазором.

Индуктор (статор) электродвигателя постоянного тока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах — специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации.

Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода к рабочей обмотке постоянноготока.

Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря. Съем тока с коллектора осуществляется с помощью щеток, обеспечивающих скользящий контакт с коллектором. Щетки закреплены в щеткодержателях, которые удерживают их в определенном положении и обеспечивают необходимое нажатие щетки на поверхность коллектора. Щетки и щеткодержатели закреплены на траверсе, связанной с корпусомэлектродвигателя.

Коллекторный движок он очень хорош. Он чертовски легко и гибко регулируется. Можно повышать обороты, понижать, механическая характеристика жесткая, момент он держит на ура. Зависимость прямая. Ну сказка, а не мотор. Если бы не одна ложка дегтя во всей этой вкусняшке — коллектор.

Это сложный, дорогой и очень ненадежный узел. Он искрит, создает помехи, забивается проводящей пылью от щеток. А при большой нагрузке может полыхнуть, образовав круговой огонь и тогда все, капец движку. Закоротит все дугой наглухо.

Но что такое коллектор вообще? Нафига он нужен? Выше я говорил, что коллектор это механический инвертор. Его задача переключать напряжение якоря туда сюда, подставляя обмотку под поток.

Коллектор в электрических машинах выполняет роль выпрямителя переменного тока в постоянный (в генераторах) и роль автоматического переключателя направления тока во вращающихся проводниках якоря (в двигателях).

Когда магнитное поле пересекается только двумя проводниками, образующими рамку, коллектор будет представлять собой одно кольцо, разрезанное на две части, изолированные одна от другой. В общем случае каждое полукольцо носит название коллекторной пластины.

Начало и конец рамки присоединяются каждый к своей коллекторной пластине. Щетки располагаются таким образом, чтобы одна из них была всегда соединена с проводником, который будет двигаться у северного полюса, а другая — с проводником, который будет двигаться у южного полюса.

Рис. 2. Упрощенное изображения коллектора

Рис. 3. Выпрямление переменного тока с помощью коллектора

Сообщим рамке вращательное движение в направлении по часовой стрелке. В момент, когда вращающаяся рамка займет положение, изображенное на рис. 3, А, в ее проводниках будет индуктироваться наибольший по величине ток, так как проводники пересекают магнитные силовые линии, двигаясь перпендикулярно к ним.

Индуктированный ток из проводника В, соединенного с коллекторной пластиной 2, поступит на щетку 4 и, пройдя внешнюю цепь, через щетку 3 возвратится в проводник А. При этом правая щетка будет положительной, а левая отрицательной.

Дальнейший поворот рамки (положение В) приведет снова к индуктированию тока в обоих проводниках; однако направление тока в проводниках будет противоположно тому, которое они имели в положении А. Так как вместе с проводниками повернутся и коллекторные пластины, то щетка 4 снова будет отдавать электрический ток во внешнюю цепь, а по щетке 3 ток будет возвращаться в рамку.

Отсюда следует, что, несмотря на изменение направления тока в самих вращающихся проводниках, благодаря переключению, произведенному коллектором, направление тока во внешней цепи не изменилось.

В следующий момент (положение Г), когда рамка вторично займет положение на нейтральной линии, в проводниках и, следовательно, во внешней цепи тока опять не будет.

В последующие моменты времени рассмотренный цикл движений будет повторяться в том же порядке. Таким образом, направление индуктированного направление тока во внешней цепи благодаря коллектору все время будет оставаться одним и тем же, а вместе с этим сохранится и полярность щеток.

Щёточный узел необходим для подвода электроэнергии к катушкам на вращающемся роторе и переключения тока в обмотках ротора. Щётка — неподвижный контакт (обычно графитовый или медно-графитовый). Щётки с большой частотой размыкают и замыкают пластины-контакты коллектора ротора. Как следствие, при работе ДПТ происходят переходные процессы, в обмотках ротора. Эти процессы приводят к искрению на коллекторе, что значительно снижает надёжность ДПТ. Для уменьшения искрения применяются различные способы, основным из которых является установка добавочных полюсов. При больших токах, в роторе ДПТ возникают мощные переходные процессы, в результате чего, искрение может постоянно охватывать все пластины коллектора, независимо от положения щёток. Данное явление называется кольцевым искрением коллектора или «круговой огонь». Кольцевое искрение опасно тем, что одновременно выгорают все пластины коллектора и срок его службы значительно сокращается. Визуально кольцевое искрение проявляется в виде светящегося кольца около коллектора. Эффект кольцевого искрения коллектора не допустим. При проектировании приводов устанавливаются соответствующие ограничения на максимальные моменты (а следовательно и токи в роторе), развиваемые двигателем.Конструкция двигателя может иметь один или несколько щеточно-коллекторных узлов.

А на дворе то уже 21 век и дешевые и мощные полупроводники сейчас на каждом шагу. Так зачем нам нужен механический инвертор если мы можем сделать его электронным? Правильно, незачем! Так что берем и заменяем коллектор силовыми ключами, а еще добавляем датчики положения ротора, чтобы знать в какой момент переключать обмотки.

А для пущего удобства выворачиваем двигатель наизнанку — гораздо проще вращать магнит или простенькую обмотку возбуждения, чем якорь со всей этой тряхомудией на борту. В качестве ротора тут выступает либо мощный постоянный магнит, либо обмотка питаемая с контактных колец. Что хоть и смахивает на коллектор, но не в пример надежней его.

И получаем что? Правильно! Бесщеточный двигатель постоянного тока aka BLDC. Все те же няшные и удобные характеристики ДПТ, но без этого мерзкого коллектора. И не надо путать BLDC с синхронными двигателями. Это совсем разные машины и разным принципом действия и управления, хотя конструктивно они ОЧЕНЬ схожи и тот же синхронник вполне может работать как BLDC, добавить ему только датчиков да систему управления. Но это уже совсем другая история. ВОТ ТУТ можно прочитать про него подробнее.

Продолжая тему двигателя постоянного тока нужно отметить, что принцип действия электродвигателя основывается на инвертировании постоянного тока в якорной цепи, чтобы не было торможения, и вращение ротора поддерживалось в постоянном ритме. Если изменить направление тока в возбуждающей обмотке статора, то, согласно правилу левой руки, изменится направление вращения ротора. То же самое произойдёт, если мы поменяем местами щёточные контакты, подводящие питание от источника к якорной обмотке. А вот если поменять «+» «-» и там и там, то направление вращения вала не изменится. Поэтому, в принципе, для питания такого мотора можно использовать и переменный ток, т.к. ток в индукторе и якоре будет меняться одновременно. На практике такие устройства используются редко.

Думаю многие из вас кто баловался с движками могли заметить, что у них есть ярко выраженный пусковой ток, когда мотор на старте может рвануть стрелку амперметра, например, до ампера, а после разгона ток падает до каких-нибудь 200мА.

Почему это происходит? Это работает противоэдс. Когда двигатель стоит, то ток который через него может пройти зависит только лишь от двух параметров — напряжения питания и сопротивления якорной обмотки. Так что предельный ток который может развить движок и на который следует рассчитывать схему узнать несложно. Достаточно замерить сопротивление обмотки двигателя и поделить на это значение напряжение питания. Просто по закону Ома. Это и будет максимальный ток, пусковой.

Но по мере разгона начинается забавная вещь, обмотка якоря движется поперек магнитного поля статора и в ней наводится ЭДС, как в генераторе, но направлена она встречно той, что вращает двигатель. И в результате, ток через якорь резко снижается, тем больше, чем выше скорость.

А если движок дополнительно еще подкручивать по ходу, то противоэдс будет выше питания и движок начнет вкачивать энергию в систему, став генератором.

Что касается электрической схемы включения двигателя, то их несколько и они показаны на рисунке. При параллельном соединении обмоток, обмотка якоря делается из большого количества витков тонкой проволоки. При таком подключении коммутируемый коллектором ток будет значительно меньше из-за большого сопротивления и пластины не будут сильно искрить и выгорать. Если делать последовательное соединение обмоток индуктора и якоря, то обмотка индуктора делается из провода большего диаметра с меньшим количеством витков, т.к. весь якорный ток устремляется через статорную обмотку. При таких манипуляциях с пропорциональным изменением значений тока и количества витков, намагничивающая сила остаётся постоянной, а качественные характеристики устройства становятся лучше.

На сегодняшний день двигатели постоянного тока мало используются на производстве. Из недостатков этого типа электрических машин можно отметить быстрый износ щёточно-коллекторного узла. Преимущества – хорошие характеристики запуска, лёгкая регулировка частоты и направления вращения, простота устройства и управления.

В настоящее время двигатели постоянного тока независимого возбуждения, управляемые тиристорными преобразователями, используются в промышленных электроприводах.’Эти приводы обеспечивают регулирование скорости в широком диапазоне. Регулирование скорости вниз от номинальной осуществляется изменением напряжения на якоре, а вверх — ослаблением потока возбуждения. Ограничения, по мощности и скорости обусловлены свойствами используемых двигателей, а не полупроводниковых приборов. Тиристоры могут соединяться последовательно или параллельно, если они имеют недостаточно высокий. класс по напряжению или току. Ток якоря и момент ограничены перегрузочной способностью двигателя по нагреву.

Принцип работы:

Сборка двигателя постоянного тока ПО ДЕТАЛЯМ:

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=32677

СО-сообщества «2Академия», «Марсианский трактор», «Мир Полдня», «Школа Полдня», «ЗОНА СИНГУЛЯРНОСТИ».

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. ЭДС батареи Е = 12 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, = 6 А. Определить максимальную мощность, которая может выделяться во внешней цепи.

Ответ: Р = 18 Вт.

Задача 2. Обмотка электродвигателя постоянного тока сделана из провода общим сопротивлением

R = 2 Ом. По обмотке работающего двигателя, включенного в сеть напряжением U = 220 В, течет ток I = 10 А. 1) Какую мощность потребляет двигатель? 2) Каков КПД двигателя?

Ответ: 1) Р = 2200 Вт; 2)  = 90 %.

Задача 3. Три одинаковые батареи подключают к сопротивлению R=10 Ом, соединив их первый раз параллельно, а второй – последователь-но. При этом мощность, выделяемая на сопротивлении во втором случае, в 4 раза больше мощности, выделяемой в первом случае. Определить внутреннее сопротивление одной батареи.

Ответ: r = 2 Ом.

Задача 4. Три одинаковых элемента, соединенных параллельно и замкнуты проводником, сопротивление которого 1,5 Ом, дают ток 0,9 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление каждого элемента. I_кз= 21 А.

Ответ: Е = 1,48 В; r = 0,2 Ом.

Задача 5*. Батарея, замкнутая на сопротивление R₁ = 2 Ом, даёт ток I₁ = 1,6 А. Та же батарея, замкнутая на сопротивление R₂ = 1 Ом, даёт ток I₂ = 2 А. Найти потери мощности внутри батареи и КПД батареи в обоих случаях.

Ответ: Р = 7,7 Вт; Р = 12 Вт; = 0,4; = 0,25.

Задача 6. Лампочка и реостат, соединённые последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки U = 40 В, сопротивление реостата R = 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р = 120 Вт. Найти силу тока в цепи.

Ответ: I = 2 А.

Задача 7. ЭДС батареи Е = 20 В. Сопротивление внешней цепи R = 2 Ом. Сила тока I = 4 А. С каким КПД работает батарея? При каком значении внешнего сопротивления КПД будет 90 %.

Ответ:  = 40 %; R = 27 Ом.

Задача 8. К зажимам батареи аккумулятора присоединён нагреватель. ЭДС батареи Е

= 24 В, внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Нагреватель потребляет мощность Р = 89 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.

Ответ: I₁ = 19,4 А; = 0,19; I₂ = 4,6 А; = 0,8.

Задача 9. Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через t₁ = 15 мин, если только вторая, то через t₂ = 30 мин. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить последовательно? Параллельно?

Ответ: t₃ = 45 мин; t₄ = 10 мин.

Задача 10. При силе тока I₁ = 3 А во внешней цепи выделяется мощность Р₁ = 18 Вт, при силе тока I₂ = 1 А соответственно Р₂ = 10 Вт. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

Ответ: Е = 12 В; r = 2 Ом.

Задача 11*. Ток в проводнике сопротивлением R = 100 Ом равномерно нарастает от I₀ = 0 A до I = 10 А в течении времени  = 30 с. Чему равно количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике?

Ответ: Q = Дж.

Задача 12*. По проводнику сопротивлением R = 3 Ом течёт равномерно возрастающий ток. Количество теплоты, выделившееся в проводнике за время  = 8 с, равно Q = 200 Дж. Определить количество электричества, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, ток в проводнике был равен нулю.

Ответ: Кл.

Задача 13*. Ток в проводнике сопротивлением R = 15 Ом равномерно возрастает от I₀ = 0 до некоторого максимума в течение  = 5 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q = 10⁴ Дж. Найти среднее значение силы тока в проводнике за это время.

Ответ: А.

Задача 14*. Ток в проводнике равномерно увеличивается от I₀ = 0 до некоторого максимального значения в течение  = 10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q = 10³ Дж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление проводника R = 3 Ом.

Ответ: 1.

Задача 15. Какое количество меди потребуется на подводящие провода, чтобы передать от источника энергию на расстояние L = 10 км, если передаваемая мощность Р = 100 кВт, а напряжение на шинах источника U = 6000 В? (= 1,710^-8).Потеря мощности на проводах 30%.

Ответ: m  560 кг.

Задача 16. От генератора постоянного тока мощностью Р = 200 кВт, создающего напряжение U = 1200 В, требуется передавать энергию на расстояние L = 10 км. Какого сечения нужно взять медные провода (= 1,710^-8), чтобы потери в линии передачи не превышали 10 % от передаваемой мощности?

Ответ: S = 4,7 мм².

Задача 17. В цепь постоянного тока включены три резистора (рис. 12.3) R₁ = R₂ = R₃ = 4 Ом и источник тока с внутренним сопротивлением r = 2 Ом. Мощность, потребляемая резистором R₃, равна 100 Вт. Определить общее сопротивление внешней цепи, ЭДС источника и напряжение на внешнем участке цепи.

Ответ: R = 2,67 Ом; Е = 35 В; U = 20 В.

Задача 18. Батарея состоит из параллельно соединённых элементов. При силе тока во внешней цепи 2 А полезная мощность равна 7 Вт. Определить число элементов в батарее, если ЭДС каждого элемента 5,5 В, а внутреннее сопротивление r = 5 Ом.

Ответ: n = 5.

Задача 19. Элемент с внутренним сопротивлением r = 4 Ом и ЭДС Е = 12 В замкнут проводником с сопротивлением R = 8 Ом. Какое количество теплоты будет выделяться во внешней части цепи за 1 с?

Ответ: Q = 8 Дж.

Задача 20. Для отопления комнаты пользуются электронагревателем, включенным в сеть напряжением U = 120 В. Комната теряет в сутки 87,3 МДж тепла. Требуется поддерживать температуру комнаты неизменной. Найти: а) сопротивление печи; б) мощность печи; в) сколько метров нихромовой проволоки ( = 10^-6) надо взять для обмотки, если диаметр проволоки 1 мм?

Ответ: а) R = 14,4 Ом; б) Р = 1 кВт; в) l = 11,3 м.

Задача 21. Найти количество тепла, выделяющегося ежесекундно в единице объёма медного провода при плотности тока 30 .

Ответ: Q = 1,5510³ Дж.

Задача 22. Два чайника, каждый из которых потребляет при напряжении 220 В мощностью Р = 400 Вт, закипают при последовательном и при параллельном включении за одно и то же время. Чему равно сопротивление подводящих проводов?

Ответ: R = 121 Ом.

Задача 23. Разветвление, состоящее из двух параллельно соединенных сопротивлений R₁ = 6 Ом и R₂ = 12 Ом, включено последовательно с сопротивлением R₃ = 15 Ом. Эта цепь подключена к зажимам генератора, ЭДС которого Е = 200 В, а внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Вычислить мощность, выделяющегося на сопротивлении R₁ = 6 Ом.

Ответ: Р = 267 Вт.

Задача 24. Два сопротивления по 100 Ом подключаются к источнику ЭДС сначала последовательно, а затем параллельно. В обоих случаях мощность, выделяемая на каждом сопротивлении, оказалась одинакова. Найти ЭДС источника, если ток, протекающий в цепи при последовательном включении сопротивлений, равен 1 А.

Ответ: Е = 300 В.

Задача 25. Батарея состоит из десяти последовательно соединённых элементов с ЭДС Е = 1,5 В и внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом каждый. 1) При какой силе тока полезная мощность равна 20 Вт? 2) Какова наибольшая полезная мощность, которую можно получить от батареи?

Ответ: 1) I₁ = 1,75 А; I₂ = 5,75 А; 2) Р = 28 Вт.

Задача 26. Электроплитка, рассчитанная на потребление от сети мощности 800 Вт, присоединена к сети с напряжением 120 В проводами, сопротивление которых равно 4 Ом. Определить, какое сопротивление должна иметь плитка. Объяснить ответ.

Ответ: R = 8 Ом или 2 Ом.

Задача 27. Под каким напряжением нужно передавать электрическую энергию постоянного тока на расстояние 5 км, чтобы при плотности тока j = 2,510⁵в медных проводах ( = 1,710^-8) двухпроводной линии потери составляли 1 % передаваемой мощности?

Ответ: U = 4250 В.

Задача 28. Требуется передать мощность 100 кВт на расстояние 7,5 км, причём потери на нагревание проводов не должны превышать 3 % передаваемой мощности. Какова масса проводов в случаях, когда ток передаётся: а) под напряжением U=2000 В; б) под напряжением U=6000 В? ( = 1,710^-8;D = 8800 (плотность меди)).

Ответ: кг;кг.

Задача 29. Аккумулятор с внутренним сопротивлением r = 0,08 Ом при токе 4 А отдает во внешнюю цепь 8 Вт. Какую мощность отдаст он во внешнюю цепь при токе 6 А?

Ответ: Р = 11 Вт.

Задача 30. Электроэнергия передается от генератора потребителю по проводам, общее сопротивление которых R. КПД линии передачи, т.е. отношение мощности, выделяемой на полезной нагрузке, к мощности генератора, равен . Определить сопротивление нагрузки R_н. Внутренним сопротивлением генератора пренебречь.

Ответ:

Задача 31. Сила тока I в проводнике изменяется со временем t по уравнению I = 4 + 2t, где I выражено в амперах, а t – в секундах. 1) Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника за время от с дос? 2) При какой силе постоянного тока через поперечное сечение проводника за это же время проходит такое же количество электричества?

Ответ: 1) q = 48 Кл; 2) I = 12 А.

Задача 32. В цепь включены последовательно медная и стальная проволоки равной длины и диаметра. Найти: а) отношение количества тепла, выделяющегося в этих проволоках; б) отношение падений напряжений на этих проволоках.

Ответ: а) б)

Задача 33. В цепь включены параллельно медная и стальная проволоки равной длины и диаметра. Найти: а) отношение количества тепла, выделяющегося в этих проволоках; б) отношение падений напряжений на этих проволоках.

Ответ: а) б)

Задача 34. Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление R₁ = 2 Ом, а затем на внешнее сопротивление R₂ = 0,5 Ом. Найти ЭДС элемента и его внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова и равна 2,54 Вт.

Ответ: Е = 3,38 В; r = 1 Ом.

Задача 35. Имеется 120-вольтовая лампочка мощностью 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети 220 В? Сколько метров нихромовой проволоки диаметром 0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?

Ответ: R = 300 Ом; l = 21,2 м.

Задача 36. Электрическая плитка мощностью 1 кВт с нихромовой спиралью предназначена для включения в сеть 220 В. Сколько метров проволоки диаметром 0,5мм надо взять для изготовления спирали, если температура нити равна 900⁰С? Удельное сопротивление нихрома при 0⁰С 1 мкОмм, а температурный коэффициент сопротивления 0,410^-3К^-1.

Ответ: l = 6,99 м.

Интересные вопросы по общей электротехнике

1.1. Одинаковы ли последствия пробоя диэлектрика одного из двух конденсаторов в случае последовательного и параллельного их соединения?
При последовательном соединении напряжение сети прикладывается к исправному конденсатору, а при параллельном соединении возникает короткое замыкание установки.

1.2. В плоский конденсатор параллельно обкладкам вносится металлический лист, толщина которого составляет 20% расстояния между пластинами. Как изменится напряженность электрического поля?
Увеличится в 1,25 раза.

1.3. Почему сушку изоляции обмоток машин, проводов, кабелей и пр. производят в баках под малым давлением с целью устранения воздуха?
Диэлектрическая проницаемость воздуха меньше, чем у изоляции. В пузырьках воздуха могут возникнуть значительные напряженности электрического поля, в результате чего может произойти разряд.

2.1. У монтера была любимая поговорка: «Горячая пайка всегда холодная, а холодная пайка всегда горячая». Что он хотел сказать этими словами?
При горячей пайке электрическое сопротивление контакта мало и тепло в нем не развивается.

2.2. В каком случае для измерения разности потенциалов вольтметр соединяется последовательно с элементами цепи?
При измерении э. д. с. источника.

2.3. Может ли перемещение рукоятки реостата не отражаться на токах электрической цепи, в которую он включен?
Может, если в ветви реостата нет тока.

2.4. Может ли напряжение между зажимами источника быть больше э. д. с источника?
Да, например, при зарядке аккумулятора.

2.5. Три пассивных элемента цепи имеют равные сопротивления, а постоянное напряжение U источника при всех режимах одинаково. Как надо соединить элементы цепи, чтобы ток был в 2 раза меньше максимального и в 4,5 раза больше минимального? Во всех случаях используются вce элементы цели.
Как две параллельные ветви.

2.6. Почему не светит лампа, если ее включить последовательно с вольтметром, при их номинальных напряжениях, равных напряжению сети, и равных сопротивлениях?
При 50% номинального напряжения лампа не светит.

2.7. Почему лампы «перегорают» в момент их включения?
В момент включения сопротивление лампы мало, ток велик и в наметившемся месте разрушения нити развивается очень много тепла.

2.8. Почему, желая исключить из цепи какой-либо элемент, достаточно присоединить к его зажимам провод?
Сопротивление провода близко к нулю и после присоединения провода к какому-либо элементу становится еще меньше.

3.1. Каким образом можно определить полюсы сердечника, зная направление намотки катушки, и к какому полюсу источника присоединен каждый ее зажим?
Если положить ладонь правой руки на катушку так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в витках, то отставленный большой палец укажет северный полюс (см. задачу 13).

3.2. Можно ли, увеличивая ток в обмотке электромагнита, безгранично увеличивать его силу притяжения?
Нет. В стали электромагнита наступает магнитное насыщение, а обмотка перегревается.

3.3. На подковообразном сердечнике имеются две одинаковых намагничивающих катушки.
Как лучше включить катушки — последовательно или параллельно, если каждая из них соответствует постоянному номинальному напряжению сети?
Параллельное включение катушек нагрузит источник примерно в 4 раза большим током, чем последовательное, причем возможно магнитное насыщение сердечника; потери энергии при большом токе также больше и, если нет магнитного насыщения, больше магнитный поток.

3.4. Что опаснее для катушки при большом постоянном токе в ней — разрыв цепи или короткое замыкание зажимов катушки?
Э. д. с. самоиндукции при коротком замыкании зажимов катушки не превышает напряжения сети, а при разрыве цели эта э. д. с. может во много раз превысить напряжение. В результате получается пробой междувитковой изоляции катушки.

4.1. Почему в цепи постоянного тока не учитывались такие параметры, как индуктивность и емкость?
При постоянном напряжении через емкость не может проходить постоянный ток. Индуктивность не проявляет себя при постоянном токе.

4.2. Обязательно ли уменьшится переменный ток, если последовательно с катушкой включить конденсатор?
Нет, так как после включения конденсатора реактивное сопротивление цепи составит XL — Xc.

4.3. Почему контактор на 220 В практически нормально работает при напряжении 127 В, если последовательно с ним включить конденсатор определенной емкости?
При состоянии, близком к резонансу, напряжение на контакторе может стать близким к номинальному.

4.4. Когда больше возможности регулирования напряжения — в цепи постоянного или переменного тока?
В цепи постоянного тока возможно включение только реостата, а при переменном токе, кроме того, можно включать индуктивность или емкость.

4.5. Какую цель преследует проблема повышения коэффициента мощности установки?
Уменьшение тока в проводах линии передачи, в трансформаторе и генераторе, уменьшение падения напряжения, нагрева и потерь энергии в них, а также уменьшение мощности установленных трансформаторов и сечения проводов линии передачи.

5.1. Как определяют, какой из проводов четырехпроводной трехфазной цепи нейтральный?
Сечение нейтрального провода обычно меньше сечения линейного провода. Когда при включении вольтметра между двумя проводами получают напряжение, в раз меньшее, чем при использовании остальных двух проводов, то в первом случае один из проводов — нейтральный.

5.2. Какую роль играет нейтральный провод в четырехпроводной трехфазной цепи?
Обладая очень малым сопротивлением, нейтральный провод не допускает возникновения большой разницы в потенциалах соединяемых им нейтральных точек генератора (или трансформатора) и приемника.

5.3. Почему к трехфазным электродвигателям всегда подводят только три провода?
Трехфазный электродвигатель имеет во всех линейных проводах равные токи, образующие на диаграмме трехлучевую симметричную звезду. Сумма таких токов равна нулю и нейтральный провод был бы без тока. При схеме «треугольник» нейтральный провод не имеет смысла.

5.4. Электромонтер, взявшись одновременно за концы оборвавшегося провода трехфазной линии, стал соединять их, не отключая линии. Он считал, что достаточно быть изолированным от земли, чтобы безопасно соединить части провода, в которых нет тока. Почему ошибочны его рассуждения?
Между концами оборвавшегося провода действует напряжение, в 1,5 раза большее фазного напряжения.

5.5. Почему в трехфазном трансформаторе, присоединенном к трехфазной линии, не образуется вращающийся магнитный поток?
Не выполнено условие пространственного сдвига обмоток: их оси параллельны.

5.6. В трех одинаковых катушках при схеме соединения их треугольником имеется симметричный режим.
Какое изменение токов вызовет отключение одной катушки?
В двух оставшихся катушках будут проходить прежние токи, из которых каждый без ответвления проходит в проводе, соединенном последовательно с катушкой. В третьем проводе ток остается без изменения.

6.1. При каком измерительном механизме амперметра стрелка после включения цепи может отклониться влево от нулевого положения, что заставляет поменять местами подводящие провода?
В случае использования амперметра магнитоэлектрической системы.

6.2. Почему нельзя пользоваться для измерения любых малых токов амперметрами на большие номинальные токи (например, 100 А)?
При малых токах механическая инерция прибора не будет преодолена или стрелка будет находиться в самом начале шкалы, где измерение нельзя выполнить точно.

6.3. Приборы какой системы предпочтительней, если ставится условие дешевизны, а пользоваться приборами будут неквалифицированные люди?
Приборы электромагнитной системы.

6.4. Как определить цену деления шкалы электродинамического ваттметра?
Необходимо перемножить номинальные значения напряжения и тока и разделить на число делений шкалы.

6.5. Какое включение реостата наиболее целесообразно: а) последовательно с приемником энергии; б) параллельно приемнику энергии; в) в виде делителя напряжения?
а) При последовательном включении реостат должен выдерживать весь ток нагрузки;
б) при параллельном включении реостата легко по неосторожности вызвать его перегрев;
в) при включении в виде делителя напряжения реостат постоянно находится под напряжением, а часть его обтекается, кроме того, полным током нагрузки.
Наибольшая плавность регулирования достигается в последнем случае.

7.1. Почему в настоящее время магнитоэлектрические генераторы применяют лишь тогда, когда не требуется большой мощности (тахо-генераторы, индукторы и пр.)?
Постоянные магниты теряют свои свойства, магнитный поток в них невелик и не допускает изменения.

7.2. С увеличением нагрузки на валу электродвигателя параллельного возбуждения растет реакция якоря. Почему скорость вращения электродвигателя все же уменьшается?
Одновременно с реакцией якоря увеличивается падение напряжения в нем, причем влияние этого падения напряжения больше, чем влияние уменьшения магнитного потока.

7.3. Можно ли пусковым реостатом регулировать скорость вращения электродвигателя во время работы?
Нет, так как сопротивление реостата не рассчитано на длительное прохождение тока.

7.4. Можно ли получить индуктирование э. д. с. отдельно от электромагнитного момента?
Нет. Как в электродвигателе, так и в генераторе имеет место одновременное образование индуктированной э. д. с. и момента электромагнитных сил.

7.5. Чем объясняется то, что скоростная характеристика электродвигателя последовательного возбуждения «мягкая»?
По мере увеличения нагрузки одновременно увеличиваются магнитный поток и падение напряжения в цепи электродвигателя.

8.1. По каким признакам можно отличить обмотку высшего напряжения от обмотки низшего напряжения?
Обмотка высшего напряжения имеет большее число витков и сделана из более тонкого провода.
При концентрической обмотке она располагается дальше от сердечника и имеет у выводов изоляторы более высокого напряжения.

8.2. С какой целью сердечник трансформатора собирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком?
Для ослабления вихревых токов.

8.3. Какие явления могут иметь место одновременно в сердечнике трансформатора?
Магнитное насыщение стали, когда увеличение действующего значения тока не сопровождается увеличением магнитного потока. Магнитный гистерезис, т. е. явление отставания потока при изменении намагничивающего тока. Вихревые токи, индуктируемые при изменении магнитного потока, пронизывающего сердечник трансформатора. Магнитное рассеяние, т. е. замыкание магнитных линий через окружающую сердечник среду.

8.4. Что характерно для работы трансформатора?
Практическое постоянство магнитного потока при всех режимах работы.

8.5. Чем отличается автотрансформатор от трансформатора?
Отсутствием самостоятельной вторичной цепи и наличием электрической связи между первичной н вторичной цепями.

9.1. Что надо сделать, чтобы изменить направление вращения трехфазного асинхронного двигателя на обратное?
Поменять местами два подводящих к электродвигателю провода.

9.2. Трехфазный асинхронный двигатель работает при соединении обмоток статора по схеме «треугольник».
Как наиболее просто повысить коэффициент мощности, если работа протекает с небольшой нагрузкой?
Пересоединить обмотки статора со схемы «треугольник» на схему «звезда».

9.3. Почему при пуске асинхронного электродвигателя, когда э. д. с. и ток в роторе максимальны, не развивается наибольший вращающий момент?
Вследствие скольжения, равного единице, реактивное сопротивление обмотки ротора велико и ток практически реактивен.

9.4. Можно ли путем включения параллельно батареи статических конденсаторов изменить активную мощность электродвигателя?
Нет, так как она зависит от нагрузки на электродвигатель.

9.5. Что необходимо сделать, чтобы трехфазный асинхронный двигатель развивал максимальный вращающий момент в начале пуска?
Необходимо увеличить активное сопротивление цепи ротора, что возможно только при фазном роторе (т. е. роторе с контактными кольцами).

10.1. Что такое синхронный компенсатор?
Синхронная машина, работающая в режиме ненагруженного двигателя; она предназначена для генерирования реактивной мощности.

10.2. Какая разница между турбогенератором и гидрогенератором?
Турбогенератор — неявнополюсный синхронный генератор, предназначенный для привода от паровой или газовой турбины. Гидрогенератор — синхронный генератор, предназначенный для привода от гидравлической турбины при непосредственном соединении их валов.

10.3. Какой вид имеет скоростная характеристика синхронного двигателя?
Вид прямой, параллельной оси абсцисс.

10.4. К одинаковым ли последствиям приводит регулирование тока возбуждения машины при параллельной работе машин постоянного тока и синхронных машин?
В машинах постоянного тока таким путем переводят нагрузку с одной машины на другую, а в синхронных машинах — только регулируют реактивную мощность.

10.5. Что называют синхронизацией машин переменного тока?
Процесс подготовки их к включению для параллельной работы.

11.1. Не противоречит ли действие магнитного усилителя закону сохранения энергии?
Нет, так как усиливается мощность, т. е. скорость преобразования энергии, но не сама энергия.

11.2. Приспособлен ли контактор к частым включениям?
Контактор может включать до 1500 раз в час.

11.3. Каким образом можно «запереть» триод?
Сообщив сетке определенный потенциал, отрицательный относительно катода; чем выше потенциал анода, тем ниже должен быть потенциал сетки для «запирания» лампы. Значение его можно установить, имея сеточные характеристики триода.

11.4. Что показывает такой параметр лампы как коэффициент усиления?
Коэффициент усиления показывает, во сколько раз действие сеточного напряжения сильнее, чем действие анодного напряжения.

11.5. Что характеризует такой параметр лампы как крутизна анодно-сеточной характеристики?
Крутизна анодно-сеточной характеристики характеризует управляющее действие со стороны потенциала сетки анодным током (для современных ламп крутизна доходит до 40 мА/в).

12.1. Что проверяют при расчете проводов?
Нагревание (допустимый ток) для данного сечения провода и потери напряжения в нем.

12.2. Могут ли две одинаковых параллельных линии заменить одну, имеющую сечение проводов в два раза большее?
С избытком, так как плотность тока в тонких проводах допускается больше, чем в толстых.

12.3. Какие требования предъявляются к электроосвещению помещений?
Достаточную освещенность, равномерность и отсутствие блескости.

12.4. Каковы недостатки защиты участка электросети от коротких замыканий при помощи плавких предохранителей?
Плавкие предохранители стареют и расплавляются при коротких замыканиях преждевременно; селективность действия не достигается; значение тока плавления зависит от длительности нагрузки током и условий охлаждения предохранителя.
Применение плавких предохранителей затруднено в цепях с мощными двигателями, пуск в ход которых часто длится около 10 сек, причем пусковой ток может превышать в 5-7 раз номинальный ток (выдерживая пусковой ток, предохранитель не будет защищать двигатель в случае перегрузки).

Электродвигатели МР112 МР132 МР160 — Электро-двигатели.ру

Электродвигатели постоянного тока МР производства Болгарии.

Электродвигатели МР112 МР132 МР160, инструкция по эксплуатации

Содержание:

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.
УКАЗАНИЯ ДЛЯ БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ.
6.ПОРЯДОК РАБОТЫ.
ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ.
КОНСЕРВАЦИЯ И РАСКОНСЕРВАЦИЯ.
ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ.
ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

1.1. Введение.

Электродвигатели МР112 МР132 МР160 для главного движения выполняются со встроенным непосредствено на вал тахогенератором, термической защитой, пристроенным вентиляторным агрегатом и выводным устойством. Предназначени для двухзонного регулирования частоты вращения при горизонтальном или вертикальном монтаже., LM, LC и т.д.

Настоящая «Техническая информация и инструкция по эксплуатации» предназначена для изучения электродвигателя и является руководством при его эксплуатации.

Она содержить технические данные, сведения об устройстве и назначении, необходимые для правильней эксплуатации электродвигателя, указания по технике безопасности, порядок монтажа, сведения о характерных неизправностях и методы их устранения, указания по техническому обслуживанию, хранению и транспортированию.

Для обеспечения нормальной работы электродвигателя и поддержания его в постоянной готовности к действию, необходимо тщательное выполнение указания эксплуатационной документации.

1.2. Назначение.

Электродвигатели МР112 МР132 МР160 предназначены для главного движения металлорежущих станков и для других производственых механизмов. Они сконструированые в соответствии с новейшими тенденциями в области электроприводов.

Электродвигатели обеспечивают устойчивую и надежную работу в условиях:

а) высоты над уровнем моря — до 1000 м;

б) температуры окружающего воздуха — от 5°С до 40°С;

в) максимальной относительной влажности воздуха — до 80% при темпрературе 30°С.

1.3. Технические данные.

1.3.1. Основные параметры электродвигателя указаны в табл.1:

1.3.2.Электродвигатель изготовляется со встроенным непосредствено на вал тахогенератором. Тахогенератор выполняется с постоянными магнитами типа «Кониал». Тахогенератор выполняется в двух вариантах:

1.3.2.1. Тахогенератор типа 4Р — встроеный в электродвигателей с максимальной частоте вращения < 4000 min-1.

Технические данные:

-крутизна выходного напряжения — не менее 20V/1000 min-1.

— термический допустимый ток I max < 50 mA.

1.3.2.2. Тахогенератор типа Т5-10 — встроенный в электродвигателей с максимальной частоте вращения — болше 4000 min-1.

Технические данные:

-крутизна выходного напряжения — 10V±2% /1000 min-1.

— термический допустимый ток I max < 20 mA.

Электродвигатели МР112 МР132 МР160 состоят из якоря, статора-шихтованого магнитопровода, подшипниковых щитов, выводного устройство, вентиляторного агрегата, подшипники 6306-2Z,6309- 2Z для МР112; 6308-2Z,6311-2Z для МР132; 6309-2Z,6312-2Z для МР160.

С двух сторон статор прижимается двумя стальными плитами и при помощи сварных швов обеспечивается необходимая механическая прочность.

На полюсах и в пазах статора определенным способом помещены обмотки возбуждения, дополнительные полюсы и компенсационная обмотка.

Отдельные обмотки связаны друг с другом по определенной сжеме и концы выведены к щитам выводов.

Тепловая защита расположена на обмотке дополнителного полюса, а ее концы выведены к штепсельному соединителю на ножках № 7 и 12.

Якорь электродвигатель составлен из роторного пакета, вала и коллектора.

В пазы якорного пакета по специальной схеме намотана обмотка якоря.

В двигатель вложены проводниковые и изоляционные материалы изоляционного класа «F» или «H».

На отверстия щитов положены защитные крышки, часть которых имеет отверстия для перехода охлаждающего воздуха.

При снятия крышек на заднем щите открывается доступ к коллектору, щеткам и щеткодержателем.

В электродвигатели серии МР применяются щеток марка ЭГ-74 с размерами 8х16х32mm. Выводное устройство закрыто крышкой, причем через выводы и штепсельной соединитель осуществляется питание двигателя и отвод сигналов команд.

На одном из отверстий заднего щита монтирован вентиляционный агрегат с независимым питанием электродвигателя.

Траверса, несущая щеткодержатели, прижата к заднему щиту кольцом, захваченым болтами к щиту.

В задней части щита расположен статор тахогенератора. На статоре находится траверса с токосъемным устройством и выводами. Якорь тахогенератора расположен на одном валу с якорем электродвигателя. Прижимается аксиально с помощью специальной гайки и щайб.

Выводные концы якоря тахогенератора соединены со штепсельным разъемом — «+» к 17, «-«-» к 18, «ширм»- к 19 — фиг.4.

1.4.2.Тахогенератор.

В электродвигателях серии МР применяются два типа тахогенераторы.

1.4.2.1. Тахогенератор 4Р

Применяемый тахогенератор является четирехполюсным.

В статоре размещены литые постоянные магниты типа «Кониал».

Статор разположен в алюминиевом щите, который центрируется в заднем щите и фиксируется четырьмя болтами к нему.

Якорь полым валом закреплен жестко к валу электродвигателя и вращается вместе с ним Таким образом тахогенератор не обладает собственой системой подшипников.

Якорный пакет — со скошенными каналами.

У тахогенератора типа 4Р применяются щетки типа Е43 с размеры 4х5х10 mm. Тахогенератор типа 4Р имеет следущее технические данные:

— крутизна выходного напряжения — >20V/1000min-1

— термический допустимый ток — < 50 m>

— максимальная частота вращения — 4500 min-1

— значение максимально допустимых пульсаций выходного напряжения в разных диапазонах изменения частоты вращения:

при n max = 360 n max . Ke , mV 3500 0,02

от 200 min-1 до 500 min-1 — 2 %

от 20 min-1 до 200 min-1 — 3 %

под 20 min-1 — 5 %

к_е — струмность ТГ [ V/min-1 ]

1.4.2.2. Тахогенератор типа T5-10.

Применяемый тахогенератор является четирехполюсным.

В статоре размещены синтерованные постоянные магниты типа «Кониалти 32А». материалом ИЖКГ 757 163.102.

Статор разположен в алюминиевой основе,которая центрируется в заднем щите и фиксируется двумя болтами к нему.

Якорный пакет — со скошенными каналами. Коллектор выполнен серебряными пластинами.

У тахогенератора типа Т5-10 применяются щетки типа М50 с размеры 3,2х3,2х10 mm. Тахогенератор типа Т5-10 имеет следущие характеристики:

— крутизна выходного напряжения — >10V/1000min-1

— термический допустимый ток — < 20 m>

— максимальная частота вращения — 6000 min-1

при n max = 110 n max . Ke , mV 3500 0,01

от 200 min-1 до 500 min-1 — 2 %

от 20 min-1 до 200 min-1 — 3 %

под 20 min-1 — 5 %

к_е — струмность ТГ [ V/min-1 ]

Измерение пульсации осуществляется через филтр показанной ниже схеме (рис. 2).

Разница, выраженая в процентах, между напрежениям ТхГ в двух направления вращения при частоте 0,5 n max по отношению к средней величине этих двух напряжений по абсолютной величине не должна превишать 0,5%

1.4.3. Вентиляторный агрегат.

Вентиляторный агрегат состоит из двигателя типа МО-71А-2D;0,370kW (для всех электродвигателей МР112 и МР132) или М0-80А-2D; 0,750W (для всех электродвигателей МР160) — это трехфазные асинхронные электродвигатели, турбина корпуса вентилятора и филтрирущего материала, расположеного вверху каркаса.

ВНИМАНИЕ!

1 .Включение вентиляторного агрегата должно осуществляться до включения электродвигателя главного движения.

Питание при соблюдении ряда фаз U1, V1, W1 вентиляторного двигателя должно обеспечивать вращение турбины только в указанном направлении.
Двигатель не должен работать с загрязненым фильтром.
4.4. Тепловая защита.

Тепловая защита электродвигателя расположена на дополнительном полюсе и сработывает при достижении температуры 130°С.

Защита электродвигателя состоит из двух отдельных частей:

— встроенной части — полупроводникового элемента с положительным температурным коеффициентом — позистора типа B59155M130A70 производство фирмы «SIEMENS».

— коммутирующего аппарата — реле типа УЗП производство «ЗАНН -Харманли» Болгария, которые должно бы смонтировано в шкафу управления и подсоединеного согласно фиг.3 к выходом позистора и к оперативной цепи.

РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ.

Ввиду особого предназначения электродвигателя, его подготовка к запуску и монтажу проводиться только правоспособными электротехниками.

2.1. Перед установкой электродвигателя на станке провести внешний осмотр с целью проверки состояния лакокрасочных покритий и отсуствия механических повреждений, проверить сопротивление изоляции, комплектность электродвигателя.

2.2. Электродвигатель должен бы надежно закрепелен при помощи болтов.

2.3. Электродвигатель рассчитан на соединение с приводным механизмом с помощью шестерной передачи или эластичных муфт с радиальными и осевыми нагрузками, но не превышающими требовании технических условий.

2.3. Необходимо, чтобы при установке электродвигателя в станках учитывать необходимость удобного обслуживания коллектора и щеток.

2.5. Подсоединение кабелей внешнего монтажа следует провести используя специальные выходы в схему подсоединения (фиг.3), (фиг.4).

Заземление корпуса электродвигателя осуществляется через укрепленный на коробке клеммный болт, к которому крепяться заземляющий провод.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ.

3.200 рабочих часов станка в зависимости от места его расположения, должна проводиться замена фильтрующего материала фильтра.

В промежутках между указанными периодами осмотры и контроль должен осуществляться только лицами, прошедшими специальный технический инструктаж и изучившими данную инструкцию.

УКАЗАНИЯ ДЛЯ БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ.

4.1. Эксплуатацию двигателей необходимо производить только при заданных условиях работы и состоянни окружающей среды, указанных в разделе 1.2.

4.2. Должен быть обеспечен свободный доступ к коллектором и щеткам, которые при эксплуатации необходимо осматривать и обслуживать.

4.3. Во избежание случайного прикосновения к токоведущим и вращающимся частям электродвигателя и поражения током при пробое изоляции на корпус необходимо:

а) отверстия для выхода воздуха, смотровые люки для колектора, коробку вывода закрывать предусмотренными для этого крышками; вход воздуха в вентиляторный агрегат закрыт фильтрирующим материалом.

б) корпус электродвигателя надеждно заземлять, пользуясь зажимом, на которым нанесен знак заземления.

4.4. У электродвигателя есть два рым болта для подъема, опускания и удерживания на весу при монтажных и других работах.

4.5. При первом запуска электродвигателя нужно быть особенно внимательным. В случае опасного повышения частоты вращения следует немедленно отключить электродвигатель.

4.6. При осмотре электродвигателя необходимо отключить подводимое к нему напряжение. Запрещается производить замену щеток и регулировок во время вращения электродвигателя.Должны быть приняты соответствующие меры предосторожности при шлифовке коллектора.

5. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ.

5.1. После монтажа или длительного бездействия перед первым включением:

— проверьте соответствие напряжения, указного на щитке электродвигателя напряжению сети;

— при необходимости продуйте электродвигатель сухим сжатым воздухом давлением не более 2 атм.;

— снимите крышки, закрывающие люковые окна и консервирующие покрытия;

— проверьте по заводской метке правильность установки траверсы; свободное движение щетки; наличие нажима пружин;

— убедитесь в свободном вращении якоря электродвигателя;

— проверьте надежность и исправность крепежа и контактных соединений, а также качество изоляции последних от корпуса электродвигателя;

— проверьте сопротивление изоляции: если сопротивление изоляции менее 2 МО, произведите сушку электродвигателя.

5.2. Произведите запуск вентилятора, проверьте направления вращения.

5.3. Произведите пробный пуск электродвигателя, проверьте ток холостого хода возбуждения (не более 1в. — табл.1).

6. ПОРЯДОК РАБОТЫ.

6.1. После того, как убедились в готовности электродвигателя к пуску, подключите электродвигатель к питанию, соблюдая данные в табл.1.

Произведите запуск вентиляторного агрегата. Произведите пуск электродвигателя при нагрузка на валу не превышающей номинальную.

Контролируйте периодически во время работы электродвигателя параметры сети и не допускайте перегрузки электродвигателя. При обнаружении неисправностей, при появления посторонних шумов в электродвигателе, отключите электродвигатель и устраните их. Осмотрите электродвигатель после остановки и убедитесь в его готовности к следующему пуску.

ВНИМАНИЕ!

Запрещается пуск электродвигателя, если вентиляторный агрегат не работает.

7. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ.

7.1. При появления неисправностей в работе электродвигателя, разборка, ремонт, замена того или иного элемента допускается только после того, как будет установлено, что неисправность вызвана именно этим элементом. Рекомендуется, чтобы все работы были сделаны на специализированном предприятии.

Замена должна производиться в полном соответствии с данным фирмы-изготовителя с использованием одиночного комплекта ЗИП.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ.

1.1. Виды и периодичность технического обслуживания.200 рабочих часов(не менее чем раз в месяц) причем производится следующее:

— наличие или нет механических повреждений;

— удалить с наружных частей электродвигателя пыль, гряз, масло и др.;

— проверить состояние кабелей и заземления;

— проверить состояние фильтрующего материала.

1.1.3. Осмотр 2-следует производить после 1000 рабочих часов, но не менее чем один раз в три месяца. При осмотре 2 необходимо выполнить требования осмотра 1 и кроме того:

— очистить коллектор от загрязнения и окисов, проверить состояние и износ щеток, состояние их контактных поверхностей;

— проверить величину нажатия пружин щеткодержателей, крепление траверсы и установку ее по заводской метке;

— убедиться в надежности крепления электродвигателя к фундаменту, соединения муфты, арматуры и щеткодержателей;

— проверить надежность заземления корпуса электродвигателя;

— продуть электродвигатель сухим сжатым воздухом давлением не более 2 атм.;

— проверить состояние двигателя вентилятора и турбину вентилятора.

1.1.4. Осмотр 3-следует проводить при текущем ремонте. При осмотре 3 необходимо выполнить все требования осмотра 1 и осмотра 2 и кроме того:

— проверить весь крепеж электродвигателя и поджать до отказа крепежные детали;

— убедиться в надежности контактных соединений проводов кабелей;

— проверить состояние подшипников и при необходимости заменить их тем же типов;

— проверить состояние лакокрасочных и антикоррозионных покрытий; исправность монтажных проводов.

ВНИМАНИЕ!

РЕКОМЕНДУЕТСЯ РАЗБОРКУ, РЕМОНТ И СБОРКУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРОВОДИТЬ ТОЛЬКО НА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.

1.2. Электродвигатели МР112 МР132 МР160, разборка и сборка.

1.2.1. Производите разборку электродвигателя только в случае выявления неисправностей, которые не могут быть устранены без его разборки.

8.2.1. Производите разборку в следующем порядке:

— отключите электродвигатель и вентиляторный двигатель от сети;

— отсоедините от электродвигателя и вентиляционного двигателя провода внешнего монтажа;

— отсоедините электродвигателя от присоединенного к нему механизму;

— снимите электодвигатель с фундамента или салазок;

— снимите муфту при помощи стяжного приспособления;

— демонтируйте вентиляторный агрегат и крышки закрывающие коллектор, поднимите щетки, отсоедините кабели от траверсы, отметьте место отметки положения траверсы на щите;

— сделайте метку о положении траверсы тахогенератора и затем снимите ее;

— снимите гайку М24х1,5 и освободите ротор тахогенератора, Перед снятием ротора ставьте кольцо мягкой стали размером Ф94хФ124х35 мм;

— освободите концы обмотки с клеммы F1 и F2, B2 и А1 и крепления, избегая повреждения изоляции проводов;

— отвертите болты, крепящие задний подшипниковый щит. Снимите щит, избегая повреждения выводных проводов и поверхности коллектора.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ на выводы тепловой защиты!

— отверните болты, крепящие передний подшипниковый щит, выньте якорь, не повредив обмотки якоря и статора и поверхность коллектора, вместе с передним щитом, предварительно обернув бумагой коллектор;

— отверните гайку М50х1,5 мм и освободите подшипник с вала, отверните болты к крышке подшипника и снимите передний подшипниковый щит.

— положите якорь у поставок, оберегая подшипники, концы вала, обмоток и коллектора;

— для снятия фильтрирующего материала снимите гайку и потом вытащите его.Отверните болты крепящие каркас к вентилятору;

— проверьте состояние турбины вентилятора, очистите ее;

— проверьте состояние подшипников, если необходимо снимите их и сделайте замену. Заменять можно только соответствующим типом и классом;

— Проверьте после снятия якоря:

— состояние поверхности коллектора, междуламельной изоляции;

— состояние пайки, бандажей;

— балансировку, если сделана замена подшипников, ремонт обмотки или якоря, якорь отбалансируйте динамически;

— проверьте сопротивление изоляции и качество пропитки лака;

— Проверте после снятия статора:

— состояние обмотки статора, изоляции и их крепление.2 mm. Если нужно сделайте настойку.

Уход за коллектором.

После разборки якоря во время осмотров при загрязнении или повряждении(подгарах) рабочей поверхности коллектора нужно сделать протирку чистой тканью, смоченной корресилином.

ВНИМАНИЕ! Все работы с корресилином должны проводиться с болшим вниманием при принятии всех мер безопасности.

Допускается продороживания межламельной изоляции и шлифовка. После всех обработок допустимое биение коллектора должно быть 0,02 mm.

Уход за уплотнениями.

Уплотнительные прокладки должны иметь гладкую поверхность без трещин и уступов. Уплотнительные прокладки, потерявшие эластичнось, необходимо заменить новыми.

Уход за фильтром.

Для очистки фильтра необходимо:

Фильтрирующий материал следует снять и произвести регенерацию в теплой мылной воде при температуре до 40°С с последующей промывкой в чистой воде и сушкой, не допуская механических повреждений.

Нетканный фильтрирующий материал может выдержать регенерацию в теплой мылной воде не менее трех раз без изменения технических показателей.

КОНСЕРВАЦИЯ И РАСКОНСЕРВАЦИЯ.

9.1. Электродвигатели МР112 МР132 МР160 консервируются способом,предусмотренным фирмы-изготовителем обеспечивающим сохранность оборудования.

9.2. При остановке электродвигателя на длинный период необходимо законсервировать его.

Для этого следует:

— отсоединить электродвигатель от приводного механизма;

— очистить от грязи и продуть внутренние полости электродвигателя сухим сжатым воздухом давленим не более 2 атм.;

— поверхность коллектора протереть тканю смоченой в етиловом спирте или корресилине.

— при обнаруживание коррозии на откритых металлических частях удалить ее мелкой шлифовальной шкуркой, смоченой в масле.

— освободить вал, соединительную муфту(шкив), шпонку; если муфта снята со свободего конца вала, поверхность фланца протереть чистой тканью, смоченной в бензине, затем сухой тканью и покрыть антикоррозионной смазкой ПВК подогретой до температуры 105^120°С, обернуть паррафинированной или упаковочной бумагой, закрепить нитками.120°С, и наклеить паррафинированную бумагу, при помощи нанесенной смазки.

— уплотнительные прокладки покрыть тальком, непригодные заменить.

9.3. Температура в помещении, где производится консервация, должна быть не ниже 15°С при относительной влажности окружающего воздуха не выше 70%.

9.4. При расконсервации необходимо протереть законсервированные части изделия чистой тканью смоченной в спирте, затем сухой.

ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ.

3.1. В целях надежного сохранения электродвигатель рекомендуется хранить в упаковка фирмы-изготовителя в помещение при температуре от 5 до 40°С с относительной влажностю — 80% при температуре 25°С и 65%-при температуре 20°С. Наличие паров кислот,щелочей,бензина и токопроводящей пыли не допускается.

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ.

4.1. Перед транспортированием электродвигатель и запасные части к нему необходимо законсервировать и упаковать в прочную тару, защищающую от атмосферных осадков и исключающую возможность механических повреждений.

4.2. В тару следует вложить упаковочную ведомость.

4.3. Для предотвращения перемещений внутри тары электродвигатель необходимо прикрепить с помощю болтов к основанию тары, детали в ящике ЗИП переложить бумагой.

4.4. В процессе транспортирования ящики нельзя бросать и кантовать. Для этого на боковых поверхностей упаковки сделать предупреждающие надписи: «Верх»!, «Не кантовать»!

ПРИМЕЧАНИЕ:

Фирма-изготовитель имеет право делать конструктивные изменения изделия, с целю улучшения характеристики, которые не должны вести к функциональным изменениям и должна своевременно уведомить об этом потребителя.

Двигатель Однофазный Переменного Тока: Принцип Работы

Простое и крайне надежное устройство

Любой электрический двигатель – это устройство, способное преобразовывать электрическую энергию в кинетическую, то есть энергию вращения, которая по цепям передается на ведомые устройства. Применяются электрические двигатели сегодня практически везде. Эти устройства, которые практически не изменились за последние 150 лет, можно встретить даже в зубных щетках.

Сегодня мы поговорим с вами про электродвигатели переменного тока однофазные, узнаем, как они устроены и за счет каких сил приводятся в движение.

Основная информация

Синхронный однофазный двигатель переменного тока работает от общественной сети

Итак, особенностью однофазного двигателя является то, что он способен запитываться от стандартной электрической сети с частотой 50 Гц и напряжением 220 В.

Ставят такие электромоторы в основном в устройствах небольшой мощности, так как по эффективности они существенно уступают двухфазным и трехфазным аналогам.
Мощность данных агрегатов варьируется от 5 Вт до 10 кВт.
Однофазная схема подключения двигателя существенно влияет на его КПД, который приблизительно равен 70% от показателей такого же по мощности двигателя, но трехфазного. Также у них меньше пусковой момент, а перегрузочная способность выше.

Электрический двигатель в разрезе

На самом деле, если разобрать строение такого двигателя, то он будет иметь 2 фазы, но так как задействуется, фактически, лишь одна из них, то и называют его однофазным.
Строение мотор имеет самое что ни наесть классическое – подвижная часть (ротор или якорь) и неподвижная часть (статор).
Вращение подвижных частей двигателя происходит за счет взаимодействия магнитных полей – подробнее об этом чуть дальше.
Несомненным плюсом такого мотора можно считать простую и надежную конструкцию с короткозамкнутым ротором.
А главным минусом можно посчитать неспособность самостоятельно выработать магнитное поле, что не позволяет ему самостоятельно запускаться при подключении к сети питания.
Считается, что для того чтобы ротор пришел в движение требуется минимум 2 обмотки, а также смещение одной относительно второй на определенный градус.

Асинхронный двигатель переменного тока

Если сопоставить все эти моменты, то можно понять следующее.
На статоре однофазного электромотора располагается пусковая обмотка, которая смещена по отношению к рабочей, основной обмотке на 90 градусов.
В цепь, питающую обмотку, включаю фазосдвигающее устройство – конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы активного типа.
То есть, фактически мы говорим про те же моторы двух- и трехфазного типа, только сдвиг фазы достигается не за счет подключения, а за счет схем согласования.

Принцип действия однофазного двигателя

Однофазный синхронный двигатель переменного тока

Теперь давайте попробуем систематизировать то, что мы понаписали в предыдущей главе, чтобы принцип работы таких устройств стал понятен каждому.

Как работает асинхронный электродвигатель однофазный

Итак, при подключении питания, ток начинает бежать по обмоткам статора. Движение тока порождаем пульсирующее магнитное поле. Почему пульсирующее, да потому что ток в общественных сетях имеет частоту в 50 Гц, то есть за секунду 50 раз меняет направление своего движения. Соответственно меняются и параметры магнитного поля
Мы все знаем про такое явление, как электромагнитная индукция. Если кто-то не знает, то бегом читать – вкратце, это явление порождает электрический ток в проводнике, который перемещается поперек магнитного поля, причем нет никакой разницы, что будет двигаться – проводник или поле.
Если устройство не будет иметь пусковых механизмов, то ротор останется неподвижным, так как в нем до сих пор нет тока, а значит и магнитного поля, а магнитные поля от тока в статора равнозначны, и тянут, так сказать, в разных направлениях, как лебедь, рак и щука.
Но если ротору дать толчок в любую из сторон, в нем моментально начнет расти электродвижущая сила (ЭДС), которая начнет генерировать свое магнитное поле. В результате взаимодействия этих полей двигатель продолжит вращаться в туже сторону, несмотря на то, что основное магнитное поле постоянно меняет свое направление.

Однофазный коллекторный электродвигатель переменного тока – принцип работы

Заставляет сдвинуться с места ротор пусковая обмотка, которую мы уже упоминали. Точнее делает это результирующее магнитное поле от основной и пусковой обмоток.
Эта обмотка требует включения только при пуске мотора.

Интересно знать! В маломощных моторах пусковая обмотка является короткозамкнутой.

Момент включения пусковой обмотки связан с пусковой кнопкой – обычно ее необходимо удерживать на протяжении нескольких секунд, пока двигатель не начнет вращаться с нормальной скоростью.
Когда контакт на кнопке размыкается, двигатель переходит полностью в однофазный режим.
Важно помнить, что пусковая фаза не предназначается для долгой работы – обычно время ее активного состояния составляет около 3 секунд. Если попытаться превысить данное значение обмотка начнет перегреваться, что может привести к выходу элемента из строя.
Становится понятным, что ручной контроль за пуском двигателя неэффективен и малонадежен, поэтому данный процесс в современных устройствах автоматизирован. В них устанавливаются тепловые реле и центробежные выключатели.
Первый элемент контролирует нагрев обеих обмоток и отключает питание, если температура достигает критического значения.
Второй отключает питание пусковой фазы, как только ротор разгонится до нужных оборотов.

Подключение двигателя

Как подключается коллекторный однофазный электродвигатель переменного тока

Итак, мы уже поняли, что для работы такому мотору требуется всего одна фаза на 220 В, то есть включается он в обыкновенную розетку, что, собственно, и делает эти устройства такими популярными несмотря на низкий КПД и прочие недостатки.

Интересно знать! Практически все бытовые приборы оборудованы именно такими двигателями.

Различные варианты подключения

Однофазные двигатели переменного тока по подключению делят на три типа: вариант с пусковой обмоткой и рабочим конденсатором.
В первом пусковая обмотка запитана через конденсатор только во время старта – собственно, его мы описали в предыдущей главе.
Во втором она подключена через конденсатор постоянно.
В третьем вместо конденсатора используется сопротивление.

Коллекторный однофазный двигатель переменного тока от стиральной машины

Для последнего типа подключения может использоваться пусковой резистор, который подключается к пусковой обмотке последовательно. За счет этого удается получить сдвиг фаз на 30 градусов, чего вполне хватает для раскрутки двигателя.
Также дополнительная обмотка может сама по себе иметь высокое активное сопротивление.
Сдвиг фаз также может быть получен за счет того, что пусковая фаза будет иметь высокое сопротивление и меньшую индуктивность.

Конденсаторный пуск имеет следующие особенности:

Чтобы достигнуть максимального значения пускового момента, достаточного для старта двигателя, нужно вращающееся круговое магнитное поле. Таковое возникает, когда обмотки сдвинуты относительно друг друга на 90 градусов – сразу становится понятно, что ни резистор, ни дроссель не смогут задать такое значение. А вот если правильно подобрать емкость конденсатора – ну вы поняли…
Конденсатор необходимо подбирать по потребляемому току.

Конденсатор и переменный ток

Интересно знать! На нашем сайте есть очень познавательная статья про то, как конденсаторы ведут себя в цепи переменного тока. Если интересно, обязательно ознакомьтесь.

Кстати, если вы пытаетесь самостоятельно подключить такой двигатель в сеть, но не знаете, какие выводы к какой обмотке относятся, просто замерьте их сопротивление. Для основной оно составит где-то 12 Ом, а для пусковой – 30.

Строение асинхронного однофазного двигателя

Однофазный коллекторный двигатель переменного тока

Итак, мы вами в первой части статьи разобрали общие понятия об однофазных двигателях, принципе их работы и подключении. Такой информации хватило бы для поверхностного изучения, но нас такой подход не совсем устраивает. Для любителей технических подробностей, давайте разберем теперь все детальнее.

Асинхронный двигатель

Электрические моторы бывают синхронными и асинхронными. Разница между ними состоит в том, что в синхронном, скорость вращения якоря совпадает с вращением магнитного поля, а в асинхронном ротор несколько отстает.

Последний вариант является самым распространенным, так как имеет более простую конструкцию и очень надежен. Синхронные применяются лишь в тех сферах, где очень важен контроль за оборотами двигателя.
Вы уже, наверное, обратили внимание на то, что словом фаза называются разные понятия – и количество питающих проводов, и обмотки на статоре и сдвиг по углам. И мы даже сказали, что однофазные двигатели, фактически имеют две фазы, но называются они таковыми именно по количеству питающих проводов.
Мы также писали, что мотор имеет подвижную и неподвижную части. Давайте разберем их строение подробнее.

Коллекторные электродвигатели переменного тока однофазные

Ротор агрегата представляет собой вал, который держится в корпусе двигателя при помощи подшипников вращения. За счет них же он свободно крутится вокруг своей оси. Строение этого элемента будет отличаться в зависимости от того является двигатель коллекторным или бесколлекторным. Давайте начнем со второго.
На валу бесколлекторного фазного ротора закреплен магнитопровод, который набирается из шихтованных стальных пластин.
Снаружи магнитопровода имеются пазы, в которых находятся стержни обмоток – обычно из меди.

Двигатель с ротором фазного типа

С концов стержни соединяются с кольцами, которые накоротко их замыкают – их называют замыкающими кольцами.

Строение фазного ротора

Внутри данной обмотки будет течь ток, который индуктируется магнитным полем статора – никаких внешних подключений он не имеет.
Магнитопровод служит для лучшего прохождения магнитного поля, которое создается в роторе.
Для таких устройств характерна высокая надежность, так как они не имеют трущихся деталей. Управление скоростью вращения двигателя осуществляется только за счет тока на основной обмотке статора.
Коллекторный двигатель переменного тока однофазный по своему строению мало чем отличается от ротора двигателя постоянного тока. Собственно, такие двигатели являются универсальными и могут запитываться как переменным, так и постоянным током.
Фазы ротора подключаются к питающей сети через коллектор, который контактирует со щетками, которые в свою очередь уже соединяются с питающей цепью.
Строение таких двигателей более сложное, также их надежность будет ниже, но они являются более гибкими в управлении.

На фото – статор электродвигателя

Статор является пассивной частью электромотора – он неподвижен и состоит из магнитопровода и обмотки.
Назначение этого элемента – генерирование неподвижного или вращающегося магнитного поля.
У однофазного двигателя от статора будет отходить четыре вывода – два для рабочей обмотки и два для пусковой. Как их отличить мы уже писали.

Помимо этих элементов двигатели имеют следующие составляющие:

Станина и корпус устройства, которые удерживают в себе все рабочие части и позволяют закрепить устройство на поверхности;
Внешняя электрическая цепь – кнопка включения, устройство регулировки оборотов, провода и устройства для шунтирования дополнительной обмотки;
Крыльчатка – активное охлаждение двигателя, располагается также на валу;
Подшипники вращения.

Что происходит в обмотках при включении

Чтобы лучше понять принцип взаимодействия магнитных полей, давайте представим, что у нашего двигателя обмотка имеет всего один виток. Провод при этом уложен в магнитопроводе так, что его части разведены на 180 градусов, то есть уложены друг напротив друга.

Подключаем питание, и по нашему проводу начинает течь синусоидальный или переменный ток.

Полный период синусоидального тока

Период синусоидального тока состоит из двух полупериодов, при которых ток двигается в разных направлениях. Именно это изображено на схеме выше.
Как вы можете видеть, изначально значение тока равно нулю, затем он растет, достигая пика, после чего падает до нулевой отметки и опять возрастает, но уже в другом направлении.
Давайте представим, что ток и магнитное поле от него замерли в какой-то точке. Представьте, что смотрите на виток сбоку – он будет похож на букву «С».
Ток протекает в верхней горизонтальной части обмотки влево, соответственно, в нижней – вправо. При этом ток одинаков и получается так, что создаваемое им магнитное поле противодействует друг другу. Почему ротор и находится в неподвижном состоянии.
Итак, ток течет, меняется его величина и направление, как и у магнитного поля, но они всегда остаются в противовесном состоянии, поэтому ротор так и продолжает стоять.

Как же создается сила, заставляющая ротор вращаться?

Инструкция по работе однофазного двигателя переменного тока

Как вариант можно толкнуть его рукой и этого будет достаточно, чтобы совершить пуск, но мы же говорим про техническое решение вопроса!
Ну ладно, мы уже знаем, что нам потребуется еще одна обмотка.
Обмотка сделана из более толстого провода, чтобы она смогла пропустить большие токи. Фаза тока в этой обмотке отстает от основной на 90 градусов, то есть когда ток в основной обмотке уже опустился до нуля, здесь он буден на пике (отстает на четверть периода). В итоге разница магнитных полей придает ротору первый вращающий импульс. Направление вращения зависит от полярности подключения концов пусковой обмотки.
Как только ротор начинает вращаться, в нем создается ЭДС.
Направление тока в стержнях будет противоположно направленным, так как на них воздействуют разные магнитные поля.
За счет возникновения вращающего момента двигатель моментально подхватит направление вращения и начнет раскручивать ротор до достижения им максимальных оборотов. Но почему не происходит торможения, когда ток в статоре меняет свое направление на обратное?
Дело в том, что, по сути ничего не меняется. Просто подталкивающая вращение сила будет переходить с верхней части обмотки на нижнюю и обратно. А так как двигатель уже получил смещение в одну из сторон, а противодействующая сила может лишь уравновесить, то коэффициент ускорения будет несколько сильнее торможения.

То есть, в роторе будут наводиться токи с разной частотой, которые будут создавать моменты сил с разными направлениями, именно поэтому якорь продолжит вращаться в том же направлении.

На этом закончим наш материал. Мы узнали, как устроены электродвигатели переменного тока однофазные, если тема вам интересно, то посмотрите следующее увлекательное видео.

Усовершенствованные материалы для обмоток электродвигателей и генераторов

Можно разработать более эффективные и экологически безопасные двигатели, сосредоточив внимание на конструкции двигателя по частям, чтобы определить, где новые материалы или конструкции могут быть использованы для максимального повышения общей эффективности. Повышение эффективности конструкции и эксплуатации двигателя начинается с самого основного, но, возможно, самого важного компонента двигателя: обмоток. Обмоточные материалы часто представляют собой изолированные провода, плотно обернутые вместе в плотную катушку, предназначенную для создания магнитного поля в ответ на электрический ток.Превосходные обмотки электродвигателей могут стать ключом к повышению производительности электродвигателей в будущем. Конечно, потребность в эффективности и улучшенных характеристиках выходит за рамки электродвигателей, а также относится к другим устройствам, требующим плотной катушки изолированного провода, таким как генераторы, трансформаторы и электромагниты.

Возможность делать двигатели легче и меньше необходима для достижения более высоких показателей энергоэффективности. В этой статье мы сосредоточимся на части обмотки или магнитопровода двигателя и рассмотрим общие или современные материалы, которые используются для этих деталей или которые могут быть использованы в будущем для улучшения веса, прочности, гибкости, теплового / электрического проводимость и стоимость конструкций обмоток двигателей и генераторов.

Медь

Медь является наиболее распространенным выбором для магнитной проволоки из-за ее высокой проводимости и относительно низкой стоимости. Для большинства двигателей, подобных показанному ниже, мы используем медь с очень тонким эмалевым покрытием и плотно наматываем провод, чтобы создать обмотку, которая будет создавать электромагнитное поле для привода двигателя.

Фотография двигателя дрона, показанная выше, дает нам представление о том, сколько меди попадает в двигатель и почему вес материала важен для повышения эффективности двигателя.Если бы мы могли легко уменьшить вес всей этой меди на двигателе и сохранить его выходную мощность, это резко уменьшило бы количество энергии, необходимое для управления дроном. Медь — отличный выбор для обмоток двигателя из-за ее высокой проводимости и относительно невысокой стоимости, но это также очень плотный и тяжелый материал; это еще более серьезная проблема для двигателей, используемых в электромобилях или самолетах, которые должны быть легкими. Медь отлично подходит для большинства двигателей, но, учитывая вес, прочность и стабильность при высоких температурах или других сложных условиях, мы должны рассмотреть некоторые другие потенциально лучшие материалы.

Алюминий

Если бы мы рассматривали только вес, алюминиевый провод был бы отличным выбором для изготовления магнитопровода. Алюминий — это коммерчески доступный вариант магнитного провода, но поскольку он менее проводящий, чем медь, для создания такой же выходной мощности потребуются провода большего диаметра и, соответственно, более крупные двигатели. Кроме того, алюминий более склонен к усталости при изгибе и, вероятно, легче ломается после повторяющихся движений. Еще одним недостатком алюминия является повышенная вероятность коррозии и сложность содержания контактов в чистоте, что приводит к более высокому локальному сопротивлению и возможности теплового отказа в точках соединения.Усовершенствования можно получить, используя комбинацию алюминия с другими металлами для увеличения проводимости, сохраняя тот же физический размер двигателя и ту же выходную мощность, что и у двигателя с медными обмотками, при одновременном уменьшении веса.

Золото и серебро

Провода из золота и серебра обладают низким сопротивлением и более устойчивы к коррозии, чем алюминий или медь; на самом деле серебро проводит электричество немного лучше, чем сама медь. Однако и золото, и серебро существенно дороже меди.Повышенная стоимость и низкая доступность этих материалов затруднит превращение этих материалов в основные магнитопроводы для электромобилей и самолетов

Углеродные нанотрубки (УНТ)

Волокна и пряжа из углеродных нанотрубок привлекли внимание производителей электродвигателей и энергетики благодаря невероятному сочетанию свойств, предлагаемых материалами УНТ. Волокна и пряжа из углеродных нанотрубок предлагают очень гибкий, прочный и легкий вариант для конструкций обмоток двигателей.Углеродные нанотрубки также обладают более высокой проводимостью, чем медь, на молекулярном уровне, хотя еще не было продемонстрировано, что нити УНТ могут достичь такого уровня проводимости в масштабе макроскопических волокон.

Современные волокна из углеродных нанотрубок имеют проводимость на 15-20% от проводимости меди; Учитывая это, необходимы дальнейшие улучшения, прежде чем волокна УНТ смогут стать конкурентоспособным материалом для большинства типов магнитной проволоки. Использование волокон CNT в двигателях, работающих на более высоких частотах, может дать преимущество, поскольку электрические характеристики меди ухудшаются при работе на более высоких частотах по сравнению с волокнами CNT.

Гибкость волокон CNT значительно превосходит медь, они более сопоставимы с гибкостью текстильных нитей, способных выдерживать миллионы циклов изгиба. В сочетании с высокой прочностью этот уровень гибкости может позволить повысить эффективность упаковки обмоток двигателя и обеспечить более быстрые и надежные методы установки для создания улучшенных конструкций из магнитопроводов. Волокна и пряжа из УНТ также являются самым легким вариантом для магнитной проволоки, поскольку она в 9 раз легче медной проволоки и в 3 раза легче алюминиевой.

Одним из основных недостатков использования нитей CNT в качестве обмоток двигателя является стоимость материала; эти волокна в настоящее время являются одной из более дорогих альтернатив алюминию и меди и дороже золота и серебра. По мере роста спроса на волокна из углеродных нанотрубок и развития технологий производства волокна из углеродных нанотрубок могут начать становиться более конкурентоспособными в области магнитных проводов, если говорить о цене за фунт.

Форма проволоки

Выбор материала играет большую роль в определении подходящего кандидата на магнитный провод, но изменение формы провода также может раскрыть больший потенциал для повышения эффективности.Форма и состав каждого из материалов, которые мы обсуждали до сих пор, могут быть до некоторой степени изменены; например, большинство материалов для проводки обычно имеют круглое поперечное сечение, но также могут иметь форму пленки или ленты. Основным преимуществом формы ленты является повышенная плотность упаковки по сравнению с круглой проволокой. Более высокая плотность упаковки может привести к более компактному двигателю с той же выходной мощностью; однако эта конструкция имеет некоторые недостатки. Общие проблемы с проводом в формате ленты включают сохранение тепла, гибкость и сложность установки.При правильном сочетании изоляционных материалов гибкость, теплоемкость и прочность пленок из углеродных нанотрубок могут сделать их интересным вариантом для разводки плоских магнитов.

Гибридный провод

Вместо того, чтобы рассматривать только один материал для улучшения магнитной проводки, мы также должны учитывать, что сочетание правильных материалов может дать лучший результат. Не все электродвигатели и генераторы сконструированы одинаково, и не все двигатели и генераторы пытаются выполнять одну и ту же работу; когда мы сравниваем требования к самолетам и требованиям локомотивов, мы видим большое количество различий (одно из них заключается в том, насколько критическим может быть вес двигателя).Единственное требование, которое является универсальным для любого приложения, — это повышение эффективности энергопотребления. Тем не менее, разработчики будущих технологий двигателей должны учитывать потребности каждого отдельного приложения и сохранять непредвзятость в отношении материалов, которые могут обеспечить надлежащий гибридный материал для достижения желаемой цели.

Хорошим примером гибридной проволоки является комбинация медных и углеродных нанотрубок. Эта комбинация материалов может обеспечить провода с термической стабильностью намного выше, чем у одной меди.Для двигателей, которые работают на более высоких частотах и в более высоких диапазонах температур, мы могли бы увидеть, что композит CNT-Cu может стать следующей версией коммерчески выпускаемой меди в качестве магнитной проволоки для поддержания эффективности электродвигателей и генераторов, работающих в суровых и сложных условиях.

В видео ниже мы кратко рассмотрим некоторые экспериментальные работы, которые были выполнены в DexMat для создания композитных проводов CNT-Cu. Здесь мы используем процесс гальваники, чтобы покрыть нить углеродных нанотрубок слоем меди.В результате этого процесса получается полезный гибридный материал, сочетающий в себе проводимость металлической меди с прочностью и долговечностью легкой пряжи из углеродных нанотрубок.

Заключение

Быстро улучшающаяся проводимость и превосходные термические свойства нитей и пленок из УНТ в сочетании с их легким весом, высокой прочностью, гибкостью и возможностью комбинирования с другими материалами могут стать следующим большим нововведением в магнитной проволоке для легких двигателей.

Параллельные двигатели постоянного тока: где они используются?

Конструкция двигателя постоянного тока
Изображение предоставлено: electric4u.com

В электрической терминологии параллельная цепь часто называется шунтом. Следовательно, двигатели постоянного тока, в которых якорь и обмотки возбуждения соединены параллельно, называются параллельными двигателями постоянного тока. Различия в конструкции между двигателями постоянного тока с последовательной обмоткой и параллельными двигателями постоянного тока приводят к некоторым различиям в работе между этими двумя типами, но наиболее существенное различие заключается в их скоростных характеристиках.Если двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой демонстрирует прямую обратную зависимость между нагрузкой и скоростью, параллельный двигатель постоянного тока может поддерживать постоянную скорость независимо от нагрузки на двигатель.

Параллельная и последовательная обмотки

В двигателе постоянного тока с последовательной обмоткой обмотки якоря и обмотки возбуждения соединены последовательно, и ток через них равен (I _итого = I _a = I _f). Поскольку обмотки якоря и обмотки возбуждения шунтирующего двигателя постоянного тока соединены параллельно, ток в параллельном двигателе делится на две части: ток через якорь и ток через обмотки возбуждения, а общий ток является суммой двух частей. .

В шунтирующем двигателе постоянного тока обмотки якоря и возбуждения (шунтирующие) соединены параллельно. Параллельная цепь также известна как шунтирующая цепь; таким образом, используется термин «шунтирующий двигатель».
Изображение предоставлено: National Instruments Corporation

Где:

I _итого = ток питания

I _a = ток через обмотки якоря

I _sh = ток через шунтирующие (полевые) обмотки

Шунтирующие (полевые) обмотки шунтирующего двигателя постоянного тока сделаны из провода меньшего сечения, но они имеют намного больше витков, чем двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой.Большое количество витков позволяет создавать сильное магнитное поле, но провода меньшего сечения обеспечивают высокое сопротивление и ограничивают ток, протекающий через шунтирующую катушку. Следовательно, пусковой момент параллельного двигателя постоянного тока низкий, а это означает, что нагрузка на вал при запуске должна быть небольшой.

В параллельном двигателе постоянного тока крутящий момент пропорционален току якоря (как показано в уравнении крутящего момента ниже). Напротив, для двигателя постоянного тока с последовательной обмоткой крутящий момент увеличивается как квадратов тока якоря.Эта экспоненциальная зависимость крутящего момента от тока позволяет двигателям постоянного тока с последовательной обмоткой обеспечивать высокий пусковой момент и выдерживать высокие пусковые нагрузки.

Как параллельные двигатели постоянного тока достигают регулирования скорости

Когда напряжение подается на шунтирующий двигатель постоянного тока, якорь потребляет ток, достаточный для создания сильного магнитного поля, которое взаимодействует с магнитным полем, создаваемым шунтирующими обмотками, заставляя якорь вращаться. Вращающийся якорь (он же ротор) производит обратную ЭДС, которая противодействует напряжению якоря и снижает ток якоря.Если нагрузка на двигатель увеличивается, вращение якоря замедляется и уменьшается обратная ЭДС, так как обратная ЭДС пропорциональна скорости.

Где:

E _b = обратная ЭДС

Φ = поток

P = количество полюсов

Z = количество витков

N = частота вращения

При меньшем напряжении обратной ЭДС и постоянном напряжении питания (E) сетевое напряжение увеличивается.

Увеличение сетевого напряжения приводит к увеличению тока якоря.Поскольку крутящий момент пропорционален току якоря, крутящий момент также увеличивается.

Где:

T = крутящий момент

A = площадь

Наконец, этот увеличенный крутящий момент позволяет двигателю увеличивать скорость и компенсировать замедление из-за нагрузки. Следовательно, шунтирующий двигатель постоянного тока может самостоятельно регулировать свою скорость и может называться двигателем с постоянной скоростью.

Когда к шунтирующему двигателю постоянного тока прикладывается нагрузка, его скорость уменьшается, но двигатель способен саморегулироваться и быстро компенсировать потерю скорости.
Изображение предоставлено: electric4u.com

Используется для шунтирующих двигателей постоянного тока

Благодаря возможности саморегулирования скорости, параллельные двигатели постоянного тока идеально подходят для приложений, где требуется точное управление скоростью. Однако имейте в виду, что они не могут обеспечить высокий пусковой крутящий момент, поэтому нагрузка при запуске должна быть небольшой. Области применения, которые соответствуют этим критериям и подходят для шунтирующих двигателей постоянного тока, включают станки, такие как токарные и шлифовальные станки, а также промышленное оборудование, такое как вентиляторы и компрессоры.

Объяснение двигателя постоянного тока

— Инженерное мышление

Узнайте, как работает двигатель постоянного тока, чтобы понять основной принцип работы двигателя постоянного тока. Мы рассматриваем обычный ток, поток электронов, обмотку, якорь, ротор, вал, статор, щетки, щетки, клеммы, ЭДС, электромагниты, магнитное притяжение, а также детальные анимации того, как работает двигатель постоянного тока.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть руководство YouTube.

🎁 Получите БЕСПЛАТНО руководство по эксплуатации Fleming в формате PDF ➡️ Здесь

Детали двигателя постоянного тока

DC Motor

Двигатели постоянного тока выглядят примерно так, как показано выше, хотя есть довольно много вариантов.Они используются для преобразования электрической энергии в механическую, и мы можем использовать их, например, в наших электроинструментах, игрушечных машинках и охлаждающих вентиляторах.

Используется для преобразования электрической энергии

Когда мы смотрим на двигатель постоянного тока, мы сначала видим металлический защитный кожух, который образует статор.
На одном конце у нас есть конец вала, выступающий через кожух, на который мы можем прикрепить шестерни, лопасти вентилятора или шкивы.

Статор

На другом конце пластиковая заглушка с двумя выводами. Мы можем подключить к этим клеммам источник питания, чтобы вращать вал.

Если мы снимем кожух и заглянем внутрь двигателя, то обнаружим два магнита, которые образуют статор. Это постоянные магниты, которые образуют северный и южный магнитные полюса.

Магниты внутри двигателя

Проходя через центр двигателя, мы видим стержень, который называется валом. Это используется для передачи механической энергии. К валу прикреплен ротор. Ротор состоит из нескольких дисков, которые соединены вместе, каждый диск имеет эти Т-образные рычаги, врезанные в них.

На Т-образные рычаги ротора обмотаны катушки, по которым проходит электрический ток от батареи. Когда ток проходит через катушки, он создает электромагнитное поле, мы контролируем синхронизацию и полярность этого магнитного поля, чтобы создать вращение.

Внутри двигателя

Концы катушек подключены к коммутатору. Коммутатор представляет собой кольцо, разделенное на несколько пластин, расположенных концентрично вокруг вала. Пластины разделены и электрически изолированы друг от друга, а также от вала.Концы каждой катушки подключаются к разным пластинам коммутатора, они делают это для создания цепи, и мы вскоре увидим это подробно.

Основы двигателя постоянного тока

Внутри пластиковой задней крышки находятся щетки, рычаги и клеммы. Пластины коммутатора находятся между двумя щетками.

Щетки, ручки и клеммы

Щетки трутся о сегменты коммутатора, замыкая цепь. Затем электричество может течь через клемму, через плечо, в щетку, через сегмент коммутатора, в катушку, затем в другой сегмент коммутатора, в противоположную щетку и обратно в другую клемму.

Компоненты двигателя постоянного тока

Эти компоненты представляют собой наш основной двигатель постоянного тока. Чтобы понять, как работает двигатель постоянного тока, нам нужно понять некоторые основы электричества, а также то, как работают компоненты внутри.

Основы электроэнергетики

Электричество — это поток электронов по проводу. Когда много электронов движется в одном направлении, мы называем это током. Электричество постоянного тока означает, что электроны текут только в одном направлении, от одного вывода батареи непосредственно к другому.Если перевернуть батарею, ток будет течь в обратном направлении.

Основы электричества

Внутри медного провода мы находим атомы меди. Обращаясь к каждому атому, мы находим свободные электроны, их называют свободными электронами, потому что они могут свободно перемещаться к другим атомам. Они естественным образом перемещаются к другим атомам сами по себе, но это происходит во всех направлениях случайным образом, что для нас бесполезно. Нам нужно, чтобы много электронов текло в одном направлении, и мы можем сделать это, приложив разность напряжений к проводу.Напряжение подобно давлению заставляет электроны двигаться. Электроны текут только по замкнутому контуру. Они всегда пытаются вернуться к своему источнику, поэтому, когда мы даем им путь, например, провод, они будут проходить через него. Даже если мы временно создадим путь, они пойдут по нему, как только он станет доступен. Мы можем разместить компоненты на этом пути, чтобы они проходили через него и выполняли работу за нас, например, освещали лампу.

Атомы меди

В этих анимациях мы будем использовать два термина.Это поток электронов и обычный ток. Электронный поток — это то, что на самом деле происходит с электронами, протекающими от отрицательного вывода к положительному. Обычный ток движется в противоположном направлении от положительного к отрицательному. Традиционный ток был исходной теорией, и она все еще широко преподается и используется сегодня, потому что ее легче понять. Просто помните о двух терминах и о том, какой из них мы используем.

Электронный поток и условный ток

Постоянные магниты

Магнит

Как вы, наверное, уже знаете, магниты поляризованы с северного и южного концов.Эти типы известны как постоянные магниты, потому что их магнитное поле всегда активно. Находясь рядом с другим магнитом, одинаковые концы отталкиваются, а противоположные концы притягиваются. Итак, мы получаем эти толкающие и тянущие силы, вызванные магнитным полем магнитов.

Линии магнитного поля

Магниты имеют эти изогнутые линии магнитного поля, которые проходят от северного полюса к южному и простираются, изгибаясь вокруг внешней стороны. Магнитное поле наиболее мощно на концах, мы видим это, потому что силовых линий магнитного поля больше, плотно прилегающих друг к другу.

Мы действительно можем увидеть магнитное поле магнита, посыпав магнит железными опилками.

Магнитное поле магнита с использованием железных наполнителей

Когда два магнита находятся в непосредственной близости друг от друга, их магнитные поля взаимодействуют. Два одинаковых конца будут отталкивать друг друга, и их силовые линии магнитного поля не будут соединяться. Однако две противоположные полярности будут притягиваться друг к другу, и силовые линии магнитного поля сойдутся в область высокой концентрации.

Магнитное поле противоположных концов объединится.

Поэтому мы помещаем два магнита противоположных полярностей в статор двигателя, чтобы сформировать сильное магнитное поле через ротор.

Электромагниты

Когда мы подключаем провод к положительной и отрицательной клемме батареи, ток электронов будет течь через провод от отрицательной клеммы к положительной.

Когда электроны проходят через медную проволоку, они создают вокруг нее электромагнитное поле. Мы действительно можем это увидеть, поместив несколько магнитов вокруг провода. Когда мы пропускаем электричество по проводу, магниты вращаются. Когда мы меняем направление тока на противоположное, магниты также меняют направление и выравнивают в противоположном направлении.

Итак, мы можем создать магнитное поле, которое действует так же, как постоянный магнит, за исключением того, что с помощью этого типа мы можем выключить магнитное поле.

Проблема с электромагнитным полем в проводе в том, что оно довольно слабое. Но мы можем сделать его намного сильнее, просто свернув провода в катушку. Каждый провод по-прежнему создает электромагнитное поле, но они объединяются в гораздо большее и более сильное магнитное поле, которое мы используем для создания катушек в роторе.

Сделайте электромагнитное поле сильнее, свернув провода в катушку.

Обмотки

Катушки с проволокой называются обмотками. Самый простой двигатель постоянного тока имеет всего одну катушку. Это более простой дизайн; Однако проблема в том, что они могут выровняться из-за магнитного поля, которое заклинивает двигатель и останавливает его вращение. Чем больше у нас наборов катушек, тем плавнее будет вращение, это особенно полезно для низкоскоростных приложений. Поэтому мы обычно находим в двигателе как минимум три катушки, чтобы обеспечить плавное вращение.

Чем больше наборов катушек, тем плавнее вращение

Каждая катушка расположена под углом 120 градусов друг от друга.Между каждой катушкой находим пластину коммутатора. Каждая катушка соединена с двумя пластинами коммутатора. Пластины электрически изолированы друг от друга, за исключением того, что они соединены через катушки. Итак, если мы подключим положительную и отрицательную клеммы к двум пластинам коммутатора, мы сможем замкнуть цепь, ток будет течь, и в катушках будет генерироваться магнитное поле.

Основы катушки

Ротор

Ротор или якорь состоит из нескольких металлических дисков, соединенных вместе.

Ротор

Каждый диск электрически изолирован друг от друга лаковым покрытием. Если бы якорь был сплошным куском металла, внутри закручивались бы большие вихревые токи. Они вызваны наведенной электродвижущей силой или ЭДС. Эти вихревые токи влияют на КПД двигателя. Чтобы уменьшить их, инженеры сегментируют ротор на изолированные диски, вихревые токи все равно будут течь, но они будут намного меньше. Чем тоньше диск, тем меньше будет вихревой ток.

Более тонкий диск; Меньший вихревой ток будет

Коммутатор

Коммутатор состоит из небольших медных пластин, которые крепятся к валу.Каждая пластина электрически изолирована друг от друга, а также от вала. Конец каждой катушки соединен с другой пластиной коммутатора. В этой конструкции каждая пластина коммутатора соединена с 2 катушками.

Пластины подают электричество к катушкам. Чтобы передать электричество от батареи к пластинам, у нас есть несколько щеток, которые трутся о пластины. Держатели щеток удерживают их на месте. Когда мы замыкаем цепь, электричество будет течь в сегменты коммутатора через щетки, а затем течь в 1 или 2 катушки, когда становится доступным путь.

Ток между щетками

В определенных точках вращения щетки соприкасаются с двумя пластинами. Это создаст дугу, и при этом мы получим небольшие вспышки синего света. Дуги из-за трения со временем разрушат кисть.

Правило левой руки Flemings

Что-то, что мы должны понять, это правило левой руки Флемингса, и для этого нам нужно использовать левую руку в этой забавной форме. Вы должны помнить, что правило Флемингса использует ОБЫЧНЫЙ ТОК, а не поток электронов.Обычный ток — от положительного до отрицательного.

Мы используем правило левой руки Флемингса, чтобы определить, в каком направлении катушка будет толкать и тянуть, поскольку электромагнитное поле взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита.

Если мы посмотрим на провод и представим, какой конец подключен к положительному или отрицательному, мы можем определить направление силы.

Для этого вытяните левую руку и представьте, что это большой палец, а затем пальцы 1, 2, 3 и 4.Сведите пальцы 4 и 3. Укажите пальцем 2 вправо, направьте палец 1 прямо вперед и направьте большой палец вверх.

Ваши 2 ^и пальца указывают в направлении обычного тока от положительного к отрицательному. Палец 1 ^st указывает на магнитное поле постоянного магнита с севера на юг. Ваш большой палец укажет направление движения.

Правило левой руки Флеминга

Мы сделали руководство в формате PDF, которое включает несколько примеров, которые помогут вам это запомнить.

🎁 Получите БЕСПЛАТНО руководство по эксплуатации Fleming в формате PDF ➡️ Здесь

Итак, если мы посмотрим на этот пример, обычный ток идет к нам, а магнитное поле идет слева направо. Итак, мы направляем наши 2 ^-й-й палец на нас и 1 ^-й-й палец в направлении магнитного поля. Таким образом, наш большой палец направлен вверх, что означает, что сила, действующая на провод, будет перемещать его вверх.

Восходящая сила

В этом примере мы видим, что обычный ток в проводе меняет направление, так что он движется от нас.Поэтому мы переворачиваем руку так, чтобы наши 2 пальца ^и были направлены от нас. Наш первый палец по-прежнему указывает в направлении магнитного поля, а большой — вниз. Это означает, что сила, действующая на провод, будет перемещать его вниз.

Сила, направленная вниз

Если мы свернем провод в катушку, как теперь будут действовать силы? Что ж, нам нужно рассматривать катушку как две половинки. В левой половине обычный ток течет от нас, поэтому наша рука переворачивается, и мы видим, что мы получаем направленную вниз силу.Справа обычный ток течет к нам, поэтому сила направлена вверх. Следовательно, у нас есть объединенная сила, направленная вверх и вниз, поэтому катушка будет вращаться. Итак, теперь мы видим, как вращается мотор, давайте рассмотрим подробнее.

Левая сторона Правая сторона

Работа

Хорошо, давайте рассмотрим работу двигателя постоянного тока в замедленном режиме. Мы просто укажем на основные части, это северный и южный магниты, которые концентрируют магнитное поле через центр.В центре мы находим вал, прикрепленный к валу, у нас есть ротор, обернутый вокруг ротора, у нас есть катушки, соединяющие катушки, у нас есть коммутатор и обеспечивающий питание коммутатора, у нас есть щетки и щетки. Затем у нас есть блок питания.

Ротор, катушки и коммутатор будут вращаться, все остальное останется неподвижным.

Деталь двигателя постоянного тока

Мы собираемся рассмотреть протекание обычного тока и силы, возникающие на длинных сторонах каждой катушки.Мы также обозначим эти катушки 1,2 и 3. И пластины коммутатора a, b и c.

Позиция 1

В этом первом положении обычный ток будет течь от плюса батареи к пластине A, затем через обе катушки 1 и 3, через пластины B и C в правую щетку и обратно к батарее. Правая сторона катушки 1 имеет направленную вниз силу, а левая сторона — восходящую силу. Катушка 3 имеет восходящую силу с этой стороны и нисходящую силу с этой стороны. И так оно вращается.

Позиция 2

2.Теперь ток течет через пластину A только в катушку 1, а затем выходит через пластину B. Это создает восходящую силу слева и нисходящую силу справа.

Позиция 3

3. Теперь ток течет через пластины A и C через катушки 1 и 2 в пластину B. Катушка 1 имеет направленную вверх силу слева и направленную вниз справа. Катушка 2 имеет направленную вверх силу слева и направленную вниз справа.

Позиция 4

4. Теперь ток течет через пластину c в катушку 2 и на пластину b. левая сторона катушки 2 имеет направленную вверх силу, а правая — направленную вниз.

Позиция 5

5. Теперь ток течет через пластину c в катушки 3 и 2 и выходит через пластины a и b. это дает нам наши восходящие и нисходящие силы на катушки.

Позиция 6

6. Теперь ток течет через пластину c в катушку 3, а затем выходит через пластину a, создавая наши восходящие и нисходящие силы.

Позиция 7

7. Теперь ток течет через пластины c и B, через катушки 3 и 1 и выходит через пластину a, давая нам силы с каждой стороны.

Позиция 8

8. Теперь ток течет через пластину b в катушку 1 и выходит через пластину a, которая создает наши силы.

Позиция 9

9. Теперь ток течет через пластину b в катушки 2 и 1, затем выходит через пластины c и a.

Позиция 10

10. Теперь ток течет через пластину b в катушку 2, а затем выходит через пластину c.

Позиция 11

11. Теперь ток течет через пластины B и A в катушки 2 и 3, а затем выходит через пластину c.

Затем это повторяется снова и снова, что дает нам вращающую силу, которую мы используем для вращения вентиляторов, шестерен, колес и шкивов.

Потоки тока, создающие силы

Если мы перевернем источник питания, мы изменим направление тока, и это изменит направление сил и, следовательно, направление вращения, так что мы используем магнитные силы и электричество для создания простого двигателя.

Базовое руководство по проектированию электродвигателей

Инженеры-проектировщики должны учитывать каждый компонент, который будет занимать ограниченное пространство паза статора. Это означает измерение площади поперечного сечения каждого элемента, умножение этой площади на количество раз, которое элемент помещается в слот (например, количество витков медной катушки), добавление общей площади всех элементов и деление полученного результата. по доступной площади в слоте.

Формулу можно выразить следующим образом:

Общее заполнение щели включает площадь поперечного сечения всех материалов, входящих в щель: проволоки, вкладышей, клиньев и т. Д.Чтобы рассчитать общее заполнение слота, инженер начнет с определения общей площади пустого слота. CAD-модель ламинации или геометрии прорези иногда может обеспечить это измерение.

Чтобы определить максимальный полный уровень для слота, инженер должен решить, где закрыть отверстие слота. Часто это точка, в которой ножка зуба начинает выходить из самого зуба. Площадь фактического открытия слота обычно не включается; здесь клин будет перекрывать отверстие. Клин удерживается на месте основанием зуба, чтобы проволока удерживалась в прорези.

Площадь поперечного сечения незащищенного паза:

После того, как площадь неизолированного паза известна, инженер определяет площадь всех изоляционных материалов, добавляя площадь поперечного сечения каждого куска материала. Для изоляторов, таких как ламинат Nomex или Nomex Kapton, это можно рассчитать, исходя из длины и номинальной толщины материала. Для порошковой изоляции можно использовать толщину, указанную производителем. Это может варьироваться в зависимости от геометрии ламелей, материала покрытия и размера детали.

Поскольку точные размеры трудно измерить, производители склонны делать консервативные оценки. Например, при оценке размера разделителя фаз при изготовлении двигателей по индивидуальному заказу инженеры хотят убедиться, что разделитель фаз полностью разделяет две фазы, которые разделяют один и тот же слот, но размещение границы между катушками будет зависеть от прокладки провода. Если размер материала слишком велик для обеспечения полного покрытия, он также занимает большую площадь прорези.

Площадь поперечного сечения всех изоляционных материалов:

Последнее, что нужно измерить, — это площадь магнитного провода.Это включает в себя толщину изоляции провода, что означает, что общая площадь магнитного провода будет больше, чем площадь медного провода. Также при расчетах необходимо будет учесть зазоры, оставшиеся между витками круглой проволоки.

Начиная с площади одного провода с изоляцией, которую можно найти в каталоге или справочнике магнитных проводов, инженер умножит площадь этого провода на количество параллельных проводов и количество витков катушки, чтобы получить общее площадь катушки. Предполагая, что площадь катушки круглая (что маловероятно из-за неоднородности слоев), инженер может возвести диаметр в квадрат для более консервативной оценки площади катушки.Если возможно, эта расчетная площадь катушки затем умножается на количество катушек на слот.

Общая площадь магнитопровода:

Вычислите площадь одного провода, включая изоляцию

Умножьте площадь провода на количество параллельных проводов и количество витков на катушку, чтобы получить общую площадь катушки

Преобразуйте общую площадь катушки в диаметр

Возведите в квадрат диаметр, чтобы получить расчетную площадь катушки

Умножьте расчетную площадь катушки на общее количество катушек на слот

Площадь магнитопровода:

Все О двигателях постоянного тока 101

Двигатели постоянного тока

— это электрические устройства, которые потребляют электричество (постоянный ток) и преобразуют его в механическую энергию.Они находят множество применений в современных отраслях, хотя переменный ток является предпочтительным выбором для источника питания от сети. Они особенно полезны для машин, которым необходимо управлять с переменной скоростью.

Двигатели постоянного тока

легко миниатюризировать, что делает их идеальными для компактных устройств и особенно полезными в приложениях с низким напряжением или малой мощностью. Они также хорошо подходят для приложений с высокой мощностью до нескольких мегаватт и там, где требуется изменение скорости на высоких уровнях производительности без сложных систем управления двигателями.

Принцип действия

Самый простой двигатель постоянного тока очень прост: якорь, по которому течет ток, подключен через щетки и сегменты коммутатора к концу питания, помещен между двумя магнитами (электрическими или постоянными), так что северный и южный полюса перпендикулярны якорю.

Когда через якорь протекает ток (с помощью пускателя двигателя), возникает вращательное движение.

Конструкция двигателя постоянного тока

Вот краткий обзор некоторых частей, используемых в конструкции двигателей постоянного тока:

Хомут — Это внешняя рама, в которой находится двигатель постоянного тока.Обычно он изготавливается из стали или чугуна. Помимо обеспечения механической прочности всей сборки, он также несет магнитный поток двигателя, создаваемый обмоткой возбуждения.
Полюс и башмаки полюса — Полюса прикручены болтами и приварены к ярму, и в них размещается обмотка возбуждения. Полюсные наконечники прикреплены к полюсному узлу для поддержки катушек возбуждения и равномерного распределения потока через воздушный зазор.
Обмотка возбуждения — Часто они сделаны из меди и предварительно намотаны, соединены последовательно через каждый полюс.Обмотка выполнена таким образом, что при подаче напряжения они образуют чередующиеся южный и северный полюса.
Сердечник якоря — это цилиндрический ротор машины с прорезями для обмотки якоря, состоящий из тонких стальных пластинчатых дисков для уменьшения вихревых токов.
Обмотка якоря — Обмотка, также бывшая намоткой, обычно изготавливается из меди и устанавливается в пазы якоря. Жилы изолированы от жилы и друг от друга.
Коммутаторы и щетки — Они физически соединяют обмотку якоря.Коммутатор представляет собой набор медных сегментов, равное количеству катушек якоря. Они изолированы друг от друга и обеспечивают ток для проводников якоря.

Угольные или графитовые щетки опираются на коммутатор и скользят по сегментам при вращении двигателя для подачи тока и поддержания физического контакта.

Типы двигателей постоянного тока

В зависимости от типа обмотки двигатели постоянного тока делятся на 3 типа:

Двигатели с заводной головкой серии — Катушка якоря и катушки возбуждения соединены последовательно, отсюда и название.Направление вращения двигателя можно легко изменить, просто поменяв полярность катушки возбуждения или якоря.
Двигатели с шунтовой обмоткой — Якорь, катушки и катушки возбуждения питаются от двух источников напряжением разного напряжения или параллельно, в зависимости от требований машины.
Чтобы изменить направление, любая из обмоток инвертируется, обычно (для экономии времени) путем инвертирования напряжения на якоре. Так работают большинство двунаправленных скоростных приводов постоянного тока.
Двигатели с комбинированной обмоткой — Этот тип двигателя обладает качествами как двигателей с параллельной обмоткой, так и двигателей с последовательной обмоткой. Каждый полюс катушки возбуждения имеет 2 обмотки, одна из которых подключена к якорю параллельно, а другая — последовательно.
Если оба ампер-витка добавляют свой эффект, он работает как двигатель с дополнительным магнитным потоком, а если они работают друг против друга, он действует как двигатель с отрицательным магнитным потоком. Этот способ крепления используется редко, так как при высоких нагрузках он может быть неустойчивым.

В D&F Liquidators мы предлагаем конкурентоспособные цены на большие запасы строительных материалов для электротехники.Мы — ваш лучший поставщик соединителей и фитингов для кабелепроводов, изделий из ПВХ, кабелей и электропроводки, предохранительных выключателей, автоматических выключателей, распределительных коробок, различных типов управления двигателями и многого другого. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши требования сегодня!

D&F Liquidators обслуживает потребности в строительных материалах для электротехники более 30 лет. Это международная информационная служба площадью 180 000 квадратных метров, расположенная в Хейворде, Калифорния. В нем хранится обширный перечень электрических разъемов, кабелепроводов, автоматических выключателей, распределительных коробок, проводных кабелей, предохранительных выключателей и т. Д.Он закупает электрические материалы у ведущих компаний по всему миру. Компания также ведет обширный инвентарь взрывозащищенной электротехнической продукции и современных решений в области электрического освещения. Поскольку компания D&F закупает материалы оптом, она занимает уникальное положение, предлагая конкурентоспособную структуру ценообразования. Кроме того, он может удовлетворить самые взыскательные запросы и отгрузить материал в тот же день.

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

Конструкция двигателя постоянного тока (части и изображения)

Двигатель постоянного тока — это устройство, преобразующее электрическую энергию постоянного тока в механическую (узнайте о принципе работы двигателя постоянного тока).

Двигатель постоянного тока состоит из:

Статор — это статическая часть машины постоянного тока, которая вмещает обмотки возбуждения и получает питание. Ротор — это вращающаяся часть машины постоянного тока, которая вызывает механическое вращение.

Все эти части вместе составляют общую конструкцию двигателя постоянного тока .

Детали двигателя постоянного тока

Если вы предпочитаете видеообъяснение, вот видео о конструкции машин постоянного тока:

Хомут двигателя постоянного тока

Магнитная рама или ярмо двигателя постоянного тока , состоящее из чугун или сталь и составляет неотъемлемую часть статора или статической части двигателя.

Его основная функция — образовывать защитное покрытие сложных внутренних частей двигателя и обеспечивать опору для якоря. Он также поддерживает систему возбуждения, вмещая магнитные полюса и обмотку возбуждения двигателя постоянного тока.

Полюса двигателя постоянного тока

Магнитные полюса двигателя постоянного тока представляют собой конструкции, закрепленные на внутренней стенке ярма с помощью винтов. Конструкция магнитных полюсов в основном состоит из двух частей. А именно, полюсный сердечник и полюсный башмак сложены вместе под гидравлическим давлением, а затем прикреплены к ярму.Эти две конструкции предназначены для разных целей, полюсный сердечник имеет малую площадь поперечного сечения и его функция состоит в том, чтобы просто удерживать полюсный башмак над ярмом, тогда как полюсный башмак, имеющий относительно большую площадь поперечного сечения, распределяет создаваемый магнитный поток по воздушный зазор между статором и ротором для уменьшения потерь из-за сопротивления. Полюсный башмак также имеет пазы для обмоток возбуждения, которые создают магнитный поток.

Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока

Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока выполнена с обмотками возбуждения (медным проводом), намотанными на прорези полюсных наконечников таким образом, что, когда ток возбуждения протекает через нее, затем соседние полюса имеют противоположную полярность.Обмотка возбуждения в основном образует электромагнит, который создает магнитный поток, в котором вращается якорь ротора двигателя постоянного тока, и приводит к эффективному сокращению магнитного потока.

Обмотка якоря двигателя постоянного тока

Обмотка якоря двигателя постоянного тока прикреплена к ротору или вращающейся части машины и в результате подвергается изменению магнитного поля на пути своего вращения, которое непосредственно приводит к магнитным потерям. По этой причине ротор изготовлен из сердечника якоря, который изготовлен из нескольких слоев кремнистой стали с низким гистерезисом, чтобы уменьшить магнитные потери, такие как гистерезис и потери на вихревые токи, соответственно.Эти многослойные стальные листы уложены друг на друга, образуя цилиндрическую структуру сердечника якоря.

Сердечник якоря снабжен прорезями из того же материала, что и сердечник, к которому прикреплена обмотка якоря с несколькими витками медной проволоки, равномерно распределенной по всей периферии сердечника. Прорезь закрывается с помощью волокнистых клиньев для предотвращения выкручивания проводника из-за высокой центробежной силы, возникающей при вращении якоря, в присутствии тока питания и поля.

Конструкция обмотки якоря двигателя постоянного тока может быть двух типов: —

Lap Winding

В этом случае количество параллельных путей между проводниками A равно количеству полюсов P.
, т.е. A = P
*** Легкий способ запомнить это, запомнив слово LAP—– → LA = P

Волновая обмотка

Здесь в этом случае количество параллельных путей между проводниками A всегда равно 2 независимо от количества полюсов. Следовательно, конструкция машины сделана соответственно.

Коммутатор двигателя постоянного тока

Коммутатор двигателя постоянного тока представляет собой цилиндрическую конструкцию, состоящую из медных сегментов, уложенных вместе, но изолированных друг от друга слюдой. Его основная функция применительно к двигателю постоянного тока — коммутировать или ретранслировать ток питания от сети к обмотке якоря, расположенной над вращающейся конструкцией, через щетки двигателя постоянного тока .

Щетки двигателя постоянного тока

Щетки двигателя постоянного тока изготовлены из углеродистой или графитовой структуры, обеспечивающей скользящий контакт по вращающемуся коммутатору.Щетки используются для передачи тока из внешней цепи во вращающийся коммутатор, где он течет в обмотку якоря. Таким образом, коммутатор и щеточный блок двигателя постоянного тока предназначены для передачи мощности от статической электрической цепи к механически вращающейся области или ротору.

Катушка якоря
— обзор
2.2.3 Двигатели
Двигатель постоянного тока имеет катушки с проводом, установленные в пазах на цилиндре из ферромагнитного материала, который называется якорем .Якорь установлен на подшипниках и может свободно вращаться. Он установлен в магнитном поле, создаваемом постоянными магнитами или током, проходящим через катушки с проволокой, которые называются полевыми катушками . Когда через катушку якоря проходит ток, на катушку действуют силы, приводящие к вращению. Щетки и коммутатор используются для реверсирования тока через катушку каждые пол-оборота и, таким образом, для поддержания вращения катушки. Скорость вращения можно изменить, изменив величину тока, подаваемого на катушку якоря.Однако, поскольку источники постоянного напряжения обычно используются в качестве входа для катушек, требуемый переменный ток часто обеспечивается электронной схемой. Это может контролировать среднее значение напряжения и, следовательно, тока, изменяя время, в течение которого включается постоянное напряжение постоянного тока (рисунок 2.32). Термин широтно-импульсная модуляция (ШИМ) используется потому, что ширина импульсов напряжения используется для управления средним постоянным напряжением, подаваемым на якорь. Таким образом, ПЛК может управлять скоростью вращения двигателя, управляя электронной схемой, используемой для управления шириной импульсов напряжения.
Рисунок 2.32. Широтно-импульсная модуляция.
Для многих промышленных процессов требуется только ПЛК для включения или выключения двигателя постоянного тока. Это можно сделать с помощью реле. На рисунке 2.33a показан основной принцип. Диод включен для рассеивания наведенного тока, возникающего из-за обратной ЭДС.
Рисунок 2.33. Двигатель постоянного тока: (а) управление включением / выключением и (б) управление направлением.
Иногда требуется ПЛК для изменения направления вращения двигателя. Это можно сделать с помощью реле для изменения направления тока, подаваемого на катушку якоря.На рисунке 2.33b показан основной принцип. Для вращения в одном направлении переключатель 1 замкнут, а переключатель 2 разомкнут. Для вращения в другом направлении переключатель 1 разомкнут, а переключатель 2 замкнут.
Другой тип двигателя постоянного тока — бесщеточный двигатель постоянного тока . В этом случае в качестве магнитного поля используется постоянный магнит, но вместо того, чтобы катушка якоря вращалась под действием магнитного поля магнита, постоянный магнит вращается внутри неподвижной катушки. В обычном двигателе постоянного тока необходимо использовать коммутатор, чтобы реверсировать ток через катушку каждые пол-оборота, чтобы катушка вращалась в одном и том же направлении.В бесщеточном двигателе с постоянными магнитами электронная схема используется для реверсирования тока. Двигатель можно запускать и останавливать, контролируя ток, подаваемый на неподвижную катушку. Реверсировать двигатель труднее, так как реверсирование тока не так просто из-за электронной схемы, используемой для функции коммутатора.

Проверьте задачу по физике.

Решение задач — Урок 10

Как работает двигатель постоянного тока? (анимация и видео): shkola30 — LiveJournal

Задачи для самостоятельного решения

Интересные вопросы по общей электротехнике

Электродвигатели МР112 МР132 МР160 — Электро-двигатели.ру

Электродвигатели постоянного тока МР производства Болгарии.

Двигатель Однофазный Переменного Тока: Принцип Работы

Основная информация

Принцип действия однофазного двигателя

Подключение двигателя

Строение асинхронного однофазного двигателя

Асинхронный двигатель

Что происходит в обмотках при включении

Усовершенствованные материалы для обмоток электродвигателей и генераторов

Медь

Параллельные двигатели постоянного тока: где они используются?

Параллельная и последовательная обмотки

Как параллельные двигатели постоянного тока достигают регулирования скорости

Используется для шунтирующих двигателей постоянного тока

— Инженерное мышление

🎁 Получите БЕСПЛАТНО руководство по эксплуатации Fleming в формате PDF ➡️ Здесь

Детали двигателя постоянного тока

Основы электроэнергетики

Постоянные магниты

Электромагниты

Обмотки

Ротор

Коммутатор

Правило левой руки Flemings

🎁 Получите БЕСПЛАТНО руководство по эксплуатации Fleming в формате PDF ➡️ Здесь

Работа

Все О двигателях постоянного тока 101

Поделитесь этой историей, выберите платформу!

Конструкция двигателя постоянного тока (части и изображения)

Хомут двигателя постоянного тока

Полюса двигателя постоянного тока

Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока

Обмотка якоря двигателя постоянного тока

Lap Winding

Волновая обмотка

Коммутатор двигателя постоянного тока

Щетки двигателя постоянного тока

— обзор

2.2.3 Двигатели

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики