Maiklas Faradėjus, gimęs 1791 m. rugsėjo 22 d. netoli Londono, savo gyvenimo istorija rodo, kad kartais noras, atvirumas ir pasirengimas dirbti yra viskas, ko mums reikia. Pradėkime nuo pradžių. Maiklas Faradėjus buvo trečias vaikas neturtingoje šeimoje. Esant tokiai situacijai, jis negalėjo įgyti gero išsilavinimo, tačiau jis gana greitai pradėjo dirbti gerai apmokamą darbą. Jis pasirinko knygrišystės dirbtuves. Įgimtas smalsumas privertė jaunąjį Maiklą ne tik įrišti savo knygas, bet ir jas skaityti bei studijuoti jose esančias žinias. Taip be mokytojų paramos jis įgijo žinias, kurios pakeitė jo likimą.
Žinios, įgytos iš knygų, uždegė Faradėjaus vaizduotę, o sėkmės smūgis įėjimo bilieto pavidalu leido jam dalyvauti žinomo chemiko ir eksperimentatoriaus Humphrey Davy paskaitose. Sužavėtas žiniomis, gautomis paskaitų metu, būsimasis elektros variklio kūrėjas norėjo mokytis pas Davy. Jis paruošė specifinį motyvacinį laišką - užsirašė paskaitas, kuriose dalyvavo, ir jas įrėmino, o paskui išsiuntė mokslininkui su prašymu įdarbinti jį laboratorijoje. Davy sutiko, įvertindamas Faradėjaus įžvalgumą ir kruopštumą, ir 1813 m. padėjo jam įsidarbinti Karališkajame institute Londone.
Vėlesniais metais Faradėjus atliko daugybę eksperimentų ir padarė labai svarbių atradimų chemijos ir fizikos srityse. 1823 m. Faradėjui pavyko suskystinti chlorą, vėliau jis padarė tą patį su visomis tuo metu žinomomis dujomis, išskyrus deguonį ir azotą. Po dvejų metų jis atrado benzeną. Jis taip sistemino savo mokytojo tyrimų rezultatus, sistemindamas žinias apie elektrolizę ir kurdamas dėsnius, susijusius su reiškiniu, vadinamu Faradėjaus elektrolizės dėsniais.
Tačiau jo pasiekimai fizikoje pasirodė daug svarbesni. Prie jų prisidėjo Hanso Christiano Ørstedo pastebėjimai apie elektromagnetizmą. Faradėjus buvo įsitikinęs elektros ir magnetizmo ryšiu ir beveik 10 metų atliko šių reiškinių tyrimus. Šių tyrimų rezultatai turi įtakos mūsų gyvenimui iki šiol. Fizikas ne tik atrado ir nuodugniai ištyrė elektromagnetinės indukcijos reiškinį, bet ir pademonstravo jo praktinį pritaikymą sukonstravęs pirmąjį elektros variklio modelį, o vėliau - generatorių, žinomą kaip Faradėjaus diskas. 1836 metais jis sukūrė nuo elektrostatinio lauko saugančią struktūrą, vadinamąjį Faradėjaus narvą. Jis taip pat atrado saviindukcijos ar diamagnetizmo reiškinį ir apibrėžė daugybę sąvokų, pvz., magnetinio lauko linijas. Taip pat verta paminėti, kad 1846 m. Faradėjus atrado, jog stiprus magnetinis laukas gali sukti šviesos poliarizacijos plokštumą ir suformulavo Faradėjaus reiškinį.
Faradėjus padarė savo atradimus, nepaisydamas didelių švietimo trūkumų, tai nusako šio anglų fiziko potencialą eksperimentams, tinkamai jų analizei ir aiškinimui. Už nuopelnus ir savarankišką darbą jis buvo pakviestas tapti Londono Karališkosios draugijos nariu, tačiau jam pasiūlius pirmininko pareigas - atsisakė. Panašiai buvo ir su riterių titulu.
Mūsų cikle apie išradėjus dažnai pristatome puikius veikėjus, garsėjančius savo moksliniais pasiekimais. Maiklas Faradėjus yra ypatingas žmogus - tai ne tik puikus tyrėjas, bet ir vienas didžiausių eksperimentatorių. Atlikdamas išsamius tyrimus, jis atrado daug svarbių išradimų. Labiausiai žinomi yra elektros variklis ir generatorius. Šiandien viena iš būtinų ekonomikos sričių - pramonės automatizavimas - yra beveik visiškai pagrįsta Faradėjaus pasiekimais. Droseliai, servomechanizmai - tai patobulinti XIX amžiaus britų išradėjo eksperimentų „efektai“. Ir net pneumatikoje naudojami elektriniai kompresoriai, o tokių įrenginių vožtuvuose naudojami elektromagnetai (ne tiek sugalvoti, bet pritaikyti naudojimui anglų mokslininko). Mechaniniai energijos generatoriai, pvz., agregatai arba kintamosios srovės generatoriai, tai taip pat yra Faradėjaus darbo vaisiai.
Faradėjaus aprašyta (Maksvelo papildyta) elektromagnetinė indukcija - tai reiškinys, naudojamas daugelyje programų. Ritės/droseliai, filtruojantys ir konvertuojantys elektros energiją yra elementarių, britų mokslininkų sukurtų, sudedamųjų dalių pavyzdys. Transformatoriai, suvirinimo aparatai, Halo jutikliai - tai pažangesni, nors ir žinomi bei naudojami daugelį metų, Faradėjaus išradimų taikymo pavyzdžiai. Tačiau ir šiandien rinkoje yra naujų sprendimų, pagrįstų tais pačiais pagrindais - tai, pvz., indukcinės viryklės, RFID sistemos ir mobiliųjų telefonų belaidžiai įkrovikliai.
Be abejo, daugelis žinomų mokslininkų prisidėjo prie elektromechanikos tyrimų ir elektronikos pagrindų pažangos, tačiau Maiklas Faradėjus pradėjo šioje srityje naudoti elektros energiją.
Istoriniai elektros variklių kūrimo etapai
Elektros variklis naudoja jėgos, veikiančios srovės laidininką magnetiniame lauke, principą (tai skiriasi nuo srovės magnetinio poveikio, dabartinė devintos klasės fizikos versija aiškiai atskiria šiuos du dalykus), o būtent Danijos fizikas Hansas Christianas Ørstedas atrado šį principą. Ørstedas, gimęs 1777 m. rugpjūčio 14 d., vaistininkų šeimoje Rudchopin mieste, Llanglando saloje. 1794 m. buvo priimtas į Kopenhagos universitetą, o 1799 m. įgijo daktaro laipsnį. 1801-1803 m. lankėsi Vokietijoje, Prancūzijoje ir kitose šalyse, susitiko su daugybe fizikų ir chemikų. 1806 m. jis buvo paskirtas fizikos profesoriumi Kopenhagos universitete, o 1815 m. buvo nuolatinis Danijos karališkosios draugijos sekretorius. 1820 m. jis buvo apdovanotas Karališkosios draugijos Copley medaliu už puikų srovės magnetinio poveikio atradimą. 1829 m. buvo Kopenhagos technologijos instituto dekanas. Mirė Kopenhagoje 1851 m. kovo 9 d. Jis atliko įvairius fizikos, chemijos ir filosofijos tyrimus.
Due to the influence of Kant's philosophy and Schelling's natural philosophy, he firmly believes that natural forces can be transformed into each other, and has long explored the connection between electricity and magnetism. In April 1820, the effect of current on the magnetic needle was finally discovered, that is, the magnetic effect of current. On July 21 of the same year, he published his findings under the title "Experiments on the Conflict Effect of Magnetic Needles on Electricity". This short paper caused a great shock to the European physics community and led to the emergence of a large number of experimental results, thus opening up a new field of physics - electromagnetism. 1812 m. jis pirmą kartą pasiūlė idėją apie šviesos ir elektromagnetizmo ryšį. 1822 metais jis atliko eksperimentinį skysčių ir dujų suspaudžiamumo tyrimą. Aliuminis buvo išgautas 1825 m., tačiau grynumas nebuvo aukštas. Atlikdamas akustinius tyrimus, jis bandė atrasti garso sukeliamus elektrinius reiškinius. His last research work was diamagnetism. He is an enthusiastic teacher who attaches great importance to scientific research and experiments. He said: "I don't like the kind of boring lectures without experiments. All scientific research begins with experiments." So popular with students. He was also an outstanding lecturer and popularizer of natural sciences. In 1824, he initiated the establishment of the Danish Association for the Promotion of Science and created the first physical laboratory in Denmark. In 1908, the Danish Association for the Promotion of Natural Sciences established the "Oster Medal" to recognize physicists who have made significant contributions. In 1934, the unit of magnetic field strength in the CGS unit system was named after "Oersted". In 1937, the American Association of Physics Teachers established the "Oster Medal" to reward physics teachers who have made contributions to physics teaching.
1821 m. Faradėjus padarė pirmąjį svarbų elektros išradimą. Prieš dvejus metus Ørstedas atrado, kad šalia esančio bendro kompaso adata nukryps, jei per ją tekėtų elektros srovė. Faradėjus buvo įkvėptas pagalvoti, kad jei magnetas būtų pritvirtintas, ritė gali pajudėti. Remiantis šia idėja, jam pavyko išrasti paprastą įrenginį. Įrenginio viduje, tol, kol laidu teka srovė, viela sukasi aplink magnetą. Tiesą sakant, Faradėjus išrado pirmąjį elektros variklį - pirmąjį prietaisą, kuris naudojo elektrą objektams perkelti. Nors ir kuklus, jis buvo visų šiandien pasaulyje naudojamų elektros variklių protėvis. Tai didelis laimėjimas. It's just that its practical use was very limited at first, because there was no other way to generate electricity other than simple batteries.
1873 m. Michaelas Faradėjus padarė novatoriškų atradimų elektromagnetizmo srityje. „Nieko nėra per daug nuostabu, kad būtų tiesa, jei tai atitinka gamtos įstatymus“. „Žmogus, įsitikinęs, kad jis teisus, beveik įsitikinęs, kad klysta“. „Teisinga, kad turime stovėti ir veikti pagal savo principus; bet nėra teisinga laikyti juos akivaizdaus aklumo arba laikyti juos, kai paaiškėja, kad jie klaidingi “.
Pirmieji elektros varikliai buvo paprasti elektrostatiniai įtaisai, aprašyti škotų vienuolio Andrew Gordono ir amerikiečių eksperimentatoriaus Benjamino Franklino eksperimentuose 1740 m. Teorinį principą, Kulono dėsnį, 1771 m. atrado Henry Cavendish, bet jis dar nebuvo paskelbtas. Įstatymą 1785 m. savarankiškai atrado Charlesas-Augustinas de Coulombas, kuris jį paskelbė ir dabar yra plačiai žinomas ir jo vardas. 1799 m. Alessandro Voltos išrastas elektrocheminis elementas leido generuoti nuolatinę srovę. Po to, kai 1820 m. Hansas Christianas Ørstedas atrado šią srovių ir magnetinių laukų sąveiką, žinomą kaip elektromagnetinė sąveika, netrukus buvo padaryta didelė pažanga. André-Marie Ampère'ui prireikė vos kelių savaičių, kad sukurtų pirmąją elektromagnetinės sąveikos formulę ir pasiūlytų Ampère'o jėgos dėsnį, apibūdinantį elektros srovės ir magnetinio lauko sąveiką - mechaninę jėgą. 1821 m. Michaelas Faradėjus pirmą kartą pademonstravo sukamojo judesio poveikį. Laisvai kabantis laidas buvo panardintas į gyvsidabrio vonią, kur buvo įdėtas nuolatinis magnetas (PM). Kai srovė praeina per laidą, viela sukasi aplink magnetą, o tai rodo, kad srovė aplink laidą sukuria įtemptą apskritą magnetinį lauką. Tokie varikliai dažniausiai demonstruojami fiziniais eksperimentais, (toksišką) gyvsidabrį pakeičiant sūriu vandeniu. Barlow ratai buvo ankstyvas Faradėjaus demonstravimo patobulinimas, nors šie ir panašūs homopoliniai varikliai nebuvo tinkami praktiniam naudojimui iki amžiaus pabaigos.
1827 metais vengrų fizikas Nyos Jedlik pradėjo eksperimentuoti su elektromagnetinėmis ritėmis. Po to, kai Jedlikas išsprendė techninę nuolatinio sukimosi problemą išradęs komutatorių, savo ankstyvąjį įrenginį pavadino „elektromagnetiniu savaiminiu rotoriumi“. Nors jie buvo naudojami tik mokymui, 1828 m. Jedlikas pademonstravo pirmąjį įrenginį, kuriame yra trys pagrindiniai praktinio nuolatinės srovės variklio komponentai: statorius, rotorius ir komutatorius. Įrenginyje nenaudojami nuolatiniai magnetai, nes stacionarių ir besisukančių komponentų magnetiniai laukai sukuriami tik jų apvijomis tekančios srovės dėka.
Britų mokslininkas Williamas Sturgeonas 1832 m. išrado pirmąjį nuolatinės srovės variklį, galintį suktis. Dėl brangių pirminių baterijų elektros variklis neturėjo komercinės sėkmės, todėl Davenportas bankrutavo. Keletas išradėjų sekė Sturgeono kurdami nuolatinės srovės variklius, tačiau jie visi susidūrė su ta pačia akumuliatoriaus kainos problema. Kadangi tuo metu nebuvo elektros paskirstymo sistemos, nebuvo realios komercinės šių variklių rinkos.
Po daugelio kitų daugiau ar mažiau sėkmingų bandymų su palyginti silpnais besisukančiais ir stūmokliniais įtaisais prūsas Moritzas von Jacobi 1834 m. gegužę sukūrė pirmąjį tikrą besisukantį elektros variklį. Jis sukuria nepaprastą mechaninę galią. Jo motociklas pasiekė pasaulio rekordą, kurį Jacobi pagerino po ketverių metų 1838 m. rugsėjo mėn. Antrasis jo motociklas buvo pakankamai galingas, kad galėtų vairuoti 14-žmogų valtį plačia upe. Taip pat 1839/40 m. kitiems kūrėjams pavyko pagaminti panašaus, tada didesnio našumo variklius.
1855 m. Jedlikas sukūrė prietaisą, galintį atlikti naudingą darbą, naudodamas principus, panašius į tuos, kuriuos naudoja jo elektromagnetinis sukamasis sparnas. Tais pačiais metais jis sukonstravo elektromobilio modelį.
Pagrindinis lūžis įvyko 1864 m., kai Antonio Pacinotti pirmą kartą aprašė toroidinę armatūrą (nors iš pradžių ji buvo sukurta nuolatinės srovės generatoriuje (ty generatoriuje)). Ši funkcija turi simetriškai sugrupuotas rites, kurios yra uždarytos viena su kita ir sujungtos su komutatoriaus strypais, kurių šepečiai suteikia beveik nekintančią srovę. Pirmieji komerciškai sėkmingi nuolatinės srovės varikliai buvo sukurti po Zénobe Gramme, kuris 1871 m. iš naujo išrado Pacinotti dizainą ir priėmė kai kuriuos Wernerio Siemens sprendimus.
Nuolatinės srovės variklio pranašumai kyla dėl variklio grįžtamumo, apie kurį Siemens paskelbė 1867 m. ir kurį atrado Pacinotti pastebėjęs 1769 m., kai Grahamas atsitiktinai tai įrodė Vienos pasaulinėje parodoje 1873 m., kai įdėjo du šiuos nuolatinės srovės įrenginius 2 km atstumu vienas nuo kito, naudojant vieną iš jų kaip generatorių, o kitą kaip elektros variklį.
Būgninį rotorių 1872 m. pristatė Friedrichas von Hefneris-Alteneckas iš Siemens ir Halske, kad pakeistų Pacinotti žiedinę armatūrą, taip padidindamas mašinos efektyvumą. Kitais metais Siemens & Halske pristatė laminuotus rotorius, todėl sumažėjo geležies nuostoliai ir didesnė indukuota įtampa. 1880 m. Jonas Wenstrmas suteikė rotoriui plyšius, kad tilptų apvijas, taip dar labiau padidindamas efektyvumą.
1886 m. Frankas Julianas Sprague'as išrado pirmąjį praktišką nuolatinės srovės variklį - kibirkščiuojantį įrenginį, kuris palaikė santykinai pastovų greitį esant kintamoms apkrovoms. Maždaug tuo metu kiti Sprague'o elektriniai išradimai labai pagerino elektros energijos paskirstymą tinkle (darbas, atliktas prieš Thomaso Edisono kadenciją), todėl elektros variklių energija grįžo į tinklą per viršutinius laidus ir vežimėlio stulpus, tiekia vežimėlius ir užtikrina elektros veikimo valdymo sistemą. Dėl to Sprague išrado pirmąją elektrinių vežimėlių sistemą, naudojančią elektros variklius Ričmonde, Virdžinijoje 1887-1888 m., elektrinį liftą ir valdymo sistemą 1892 m., o elektrinį metro su nepriklausomai maitinamais centralizuotai valdomais automobiliais. Pastarasis pirmą kartą buvo įrengtas Čikagoje 1892 m., South Side Elevated Railroad, kur jis šnekamojoje kalboje buvo žinomas kaip „L“. Sprague elektros variklis ir su juo susiję išradimai sukėlė susidomėjimą ir buvo plačiai naudojami pramoniniuose elektros varikliuose. Priimtino efektyvumo elektros variklių kūrimas buvo atidėtas dešimtmečius, nes nebuvo pripažinta oro tarpo tarp rotoriaus ir statoriaus svarba. Veiksmingos konstrukcijos turi santykinai mažus oro tarpus. Dėl tos pačios priežasties Sent Luiso automobilis, ilgą laiką naudojamas klasėse, iliustruojantis judėjimo principus, yra itin neefektyvus ir nepanašus į šiuolaikinį automobilį.
Elektros variklių įtaka pramonėje ir kasdienybėje
Elektros varikliai padarė revoliuciją pramonėje. Pramoninių procesų neberiboja jėgos perdavimas naudojant velenus, diržus, suslėgtą orą ar hidrauliką. Vietoj to, kiekviena mašina gali būti aprūpinta savo maitinimo šaltiniu, kurį naudojant galima lengvai valdyti ir pagerinti energijos perdavimo efektyvumą. Žemės ūkyje naudojami elektros varikliai pašalina žmonių ir gyvūnų raumenų jėgą atliekant tokias užduotis kaip grūdų tvarkymas ar vandens siurbimas. Elektrinių variklių naudojimas namuose sumažina sunkų darbą namuose ir leidžia pasiekti aukštesnius patogumo, komforto ir saugumo standartus. Šiandien elektros varikliai sunaudoja daugiau nei pusę JAV pagaminamos elektros energijos.
Kintamosios srovės (AC) variklių raida
1824 m. prancūzų fizikas Franois Arago pasiūlė sukamąjį magnetinį lauką, žinomą kaip Arago sukimas, rankiniu būdu atidarydamas ir uždarydamas jungiklį, kurį Walteris Baily 1879 m. pademonstravo kaip pirmąjį primityvų indukcinį variklį. 1880-aisiais daugelis išradėjų bandė sukurti perspektyvius kintamosios srovės variklius, nes kintamosios srovės variklių pranašumus perduodant aukštą įtampą dideliais atstumais kompensavo nesugebėjimas dirbti su kintamosios srovės varikliais.
1885 m. Galileo Ferraris išrado pirmąjį kintamosios srovės be kolektorių indukcinį variklį. Ferraris patobulino savo pirmuosius dizainus, 1886 m. pagamindamas pažangesnius įrenginius. 1888 m. Turino Karališkoji mokslų akademija paskelbė išsamią Ferraris studiją apie elektros variklių veikimo pagrindą, tačiau tuo metu padarė išvadą, kad „prietaisas, pagrįstas šis principas negali turėti jokios komercinės reikšmės kaip elektros variklis“.
Galimą pramonės plėtrą sumanė Nikola Tesla, 1887 m. išradęs savo autonominį indukcinį variklį ir 1888 m. gegužę jį užpatentavęs. Tais pačiais metais Tesla pristatė savo darbą apie naujos kintamosios srovės variklių ir transformatorių sistemos AIEE, kaip aprašyta trys patentai dviejų fazių keturių statorių polių variklių tipų: vienas su keturių polių rotoriumi, sudarantis savaime neįsijungiantį variklį, o kitas su suvyniotas rotorius yra savaime įsijungiantis indukcinis variklis, o trečiasis tipas yra tikras sinchroninis variklis, kuris atitinkamai tiekia nuolatinę sužadinimo energiją rotoriaus apvijoms. Tačiau 1887 m. Tesla pateiktame patente taip pat buvo aprašytas trumpojo jungimo rotoriaus indukcinis variklis. George'as Westinghouse'as įsigijo teises iš Ferraris (1 USD, {12}}) ir nedelsdamas nusipirko Tesla patentus (60 USD, 000 ir 2,50 USD už kiekvieną iki 1897 m. parduotą arklio galių automobilį, sumokėtą 2010 m. ),[32] pasamdė Tesla sukurti elektros variklį ir įpareigojo CF Scott padėti Teslai; Tačiau 1889 m. Tesla išvyko kitur. Buvo nustatyta, kad pastovaus greičio kintamosios srovės indukcinis variklis netinka tramvajams, tačiau Westinghouse inžinieriai sėkmingai jį modifikavo, kad 1891 m. veiktų kasybos operacijoje Telluride, Kolorado valstijoje. Pirmąjį praktišką indukcinį variklį Westinghouse sukūrė 1892 m., o 1893 m. sukūrė daugiafazių 60 Hz asinchroninių variklių šeimą, tačiau šie ankstyvieji Westinghouse varikliai buvo pagaminti su dviejų fazių varikliu. Vėliau BG Lamme sukūrė besisukančio strypo suvyniotą rotorių.
Atkakliai skatindamas trifazio plėtrą, Michailas Dolivo-Dobrovolskis 1889 m. išrado trifazį indukcinį variklį, kuris yra ir voverės rotorius, ir suvyniotas rotorius su paleidimo varistoriumi, o 1890 m. išrado trijų pečių transformatorių. Tarp AEG ir Maschinenfabrik Oerlikon Doliwo-Dobrowolski ir Charles Eugene Lancelot Brown sukūrė didesnius modelius, 20 AG voverės narvelį ir 100 AG suvyniotą rotorių su paleidimo varistoriumi. Tai buvo pirmieji trifaziai asinchroniniai varikliai, tinkami praktiškai eksploatuoti. Winstrom panašias trifazes mašinas kuria nuo 1889 m. Tarptautinėje elektrotechnikos parodoje Frankfurte 1891 m. buvo sėkmingai pademonstruota pirmoji ilgo nuotolio trifazė sistema. Jo vardinė įtampa yra 15 kV ir driekiasi 175 km nuo Laufeno krioklio Nekare. „Lauffen“ elektrinę sudaro 240 kW 86 V 40 Hz kintamosios srovės generatorius ir pakopinis transformatorius, o parodoje žeminamasis transformatorius maitina 100 AG trifazį indukcinį variklį, kuris maitina dirbtinį krioklį - originalus transformatoriaus perkėlimas. energijos šaltinis. Trifazė indukcija dabar naudojama daugumoje komercinių programų. Tačiau jis tvirtino, kad „Tesla“ elektros varikliai buvo nepraktiški dėl dviejų fazių pulsacijų, o tai paskatino jį laikytis trifazio darbo.
1891 m. GE pradėjo kurti trifazį asinchroninį variklį, o 1896 m. GE ir Westinghouse pasirašė kryžminio licencijavimo sutartį dėl strypo apvijos rotoriaus, vėliau žinomo kaip narvelio rotoriaus, projektavimo. Dėl šių išradimų ir naujovių asinchroninis variklis buvo patobulintas, todėl 100-arklio galių asinchroninis variklis dabar turi tokius pat sumontuoto matmenis kaip ir 1897 m. 75-arklio galių variklis.
Elektros variklio komponentai
Rotorius
Elektros variklyje judanti dalis yra rotorius, kuris sukdamas veleną perduoda mechaninę galią. Rotoriuje paprastai yra laidininkai, kurie neša sroves, kurios sąveikauja su statoriaus magnetiniu lauku, kad sukurtų jėgą, kuri suka veleną. Arba kai kurie rotoriai turi nuolatinius magnetus, o statoriai laiko laidininkus.
Guolis
Rotorius yra paremtas guoliais, kurie leidžia rotoriui suktis apie savo ašį. Savo ruožtu guolius palaiko variklio korpusas. Variklio velenas per guolį tęsiasi į variklio išorę, kur veikia apkrova. Kadangi apkrovos jėga veikia už atokiausio guolio ribų, apkrova pakabinama.
Statorius
Statorius yra fiksuota variklio elektromagnetinės grandinės dalis ir paprastai susideda iš apvijų arba nuolatinių magnetų. Statoriaus šerdį sudaro daug plonų metalo lakštų, vadinamų laminavimu. Laminavimas naudojamas siekiant sumažinti energijos nuostolius, kurie atsirastų naudojant kietą šerdį.
Oro tarpas
Atstumas tarp rotoriaus ir statoriaus vadinamas oro tarpu. Oro tarpai turi didelę įtaką ir dažniausiai yra kuo mažesni, nes dideli oro tarpai gali turėti stiprią neigiamą įtaką veikimui. Tai yra pagrindinis variklio veikimo mažo galios faktoriaus šaltinis. Didėjant oro tarpui, sužadinimo srovė didėja. Todėl oro tarpas turi būti sumažintas iki minimumo. Be triukšmo ir nuostolių, nedideli tarpai gali sukelti ir mechaninių problemų.
Apvija
Apvija yra viela, įdėta į ritę, paprastai apvyniota aplink laminuotą minkštą feromagnetinę šerdį, kad, kai įjungta energija, susidarytų poliai.
Varikliai yra dviejų pagrindinių lauko polių konfigūracijų: iškiliųjų ir neišsiskiriančių. Išskirtinio poliaus mašinoje polių magnetinis laukas sukuriamas apvijomis, apvyniotomis ant polių žemiau polių paviršių. Neišlenktų polių arba paskirstytojo lauko arba apskrito rotoriaus mašinose apvijos paskirstomos polių paviršiaus plyšiuose. Tamsinto poliaus variklis turi suvyniotą poliaus dalį, kuri sulėtina to poliaus magnetinio lauko fazę.
Kai kurių elektros variklių laidininkai susideda iš storesnio metalo, pavyzdžiui, metalo juostelių ar lakštų, dažniausiai vario arba aliuminio. Paprastai juos varo elektromagnetinė indukcija.
Komutatorius
Komutatorius yra mechanizmas, naudojamas perjungti daugumos nuolatinės srovės variklių ir kai kurių kintamosios srovės variklių įvestį. Jį sudaro slydimo žiedo segmentai, izoliuoti vienas nuo kito ir nuo veleno. Variklio armatūros srovė tiekiama per stacionarius šepečius, kurie liečiasi su besisukančiu komutatoriumi, o tai sukelia reikiamą srovės pasikeitimą ir rotoriui sukant nuo poliaus iki poliaus įjungti variklį geriausiu įmanomu būdu. Nesant šios srovės atbulinės eigos, variklis stabdys iki sustojimo. Išoriškai komutuojami indukciniai ir nuolatinio magneto varikliai pakeičia elektromechaninius komutuojamus variklius, atsižvelgiant į patobulintas technologijas elektroninių valdiklių, valdymo be jutiklių, indukcinių variklių ir nuolatinių magnetų variklių srityse.
Kaip veikia elektros variklis? (Nuolatinės srovės variklis)
Kaip minėta aukščiau, nuolatinės srovės varikliai paprastai tiekiami slydimo žiedo komutatoriais. Kintamosios srovės variklio komutavimas gali būti pasiektas naudojant slydimo žiedo komutatorių arba išorinį komutavimą, jis gali būti fiksuoto greičio arba kintamo greičio valdymo tipo, taip pat gali būti sinchroninis arba asinchroninis.
tags: #elektrinis #motoras #faradejus