Elektros variklis yra įtaisas, paverčiantis elektros energiją mechanine. Visi esame girdėję apie elektrinius variklius, tačiau visada kiltų mintis: „Koks yra elektros variklio principas“? Elektros varikliai daugiausia yra trijų tipų: nuolatinės srovės variklis, indukcinis variklis ir sinchroninis variklis. Visi šie varikliai veikia daugmaž tuo pačiu principu. Elektros variklio veikimas daugiausia priklauso nuo magnetinio lauko sąveikos su srove.
Elektros variklio veikimo principas: Flemingo kairiosios rankos taisyklė
Galite išsiaiškinti laido judėjimo kryptį naudodamiesi patogia mnemonika (atminties pagalba), vadinama Flemingo kairės rankos taisykle (kartais vadinama variklio taisykle). Ištieskite kairės rankos nykštį, pirmąjį ir antrąjį pirštus, kad visi trys būtų stačiu kampu. Jei nukreipiate „seCond“ pirštą srovės (kuri teka iš teigiamo į neigiamą akumuliatoriaus gnybtą) kryptimi, o pirmąjį pirštą - lauko (kuri teka iš magneto šiaurės į pietinį ašį) kryptimi, thuMb parodys laido judėjimo kryptį.
- Pirmasis pirštas = laukas
- „SeCond“ pirštas = srovė
- ThuMb = judėjimas
Pagal hiperfiziką, įvedant elektros srovę į magnetinį lauką, susidaro jėga. Elektros variklyje naudojami kilpiniai laidai (tie patys laidai, kuriais teka srovė), kurie elektros variklyje yra stačiu kampu magnetiniam laukui. Kadangi magnetinis laukas turi dvigubą poliškumą, kiekvienas laidų galas perkeliamas skirtinga kryptimi.
Kas yra elektros variklio principas: nuolatinės srovės variklių veikimas
Nuolatinės srovės variklio veikimo principas daugiausia priklauso nuo Flemingo kairiosios rankos taisyklės. Pagrindiniame nuolatinės srovės variklyje armatūra dedama tarp magnetinių polių. Jei armatūros apvija tiekiama išorinis nuolatinės srovės šaltinis, srovė pradeda tekėti per armatūros laidininkus. Laidininkams nešant srovę magnetinio lauko viduje, jie patirs jėgą, linkusią pasukti armatūrą. Tarkime, kad armatūros laidininkai, esantys po N lauko polimero poliais, srovę perneša žemyn (kryžiai), o tie, kurie yra po S poliais, - srovę į viršų (taškai). Taikant Flemingo kairiosios rankos taisyklę, galima nustatyti jėgos F kryptį, kurią patiria laidininkas po N ašimis, ir jėgą, kurią patiria laidininkai po S ašimis. Nustatyta, kad bet kuriuo momentu laidininkų patiriamos jėgos yra tokia kryptimi, kad jos linkusios pasukti armatūrą.
Vėlgi, dėl šio sukimosi laidininkai, esantys po N ašigaliais, patenka į S ašigalį, o laidininkai po S poliais - pagal N polius. Nors laidininkai eina iš N ašigalio į S polių ir S poliai į N ašigalį, srovės per juos kryptis yra pakeista komutatoriumi. Dėl šio srovės pasikeitimo visi laidininkai patenka į N ašigalius, todėl srovė eina žemyn, o visi laidininkai, atsidūrę po S poliais, srovę perkelia į viršų. Taigi kiekvienas laidininkas patenka į N ašigalio jėgą ta pačia kryptimi ir tas pats pasakytina apie laidininkus, patekusius į S polius.
Veikimo principas ir skirtumai tarp variklių su šepetėliais ir be jų
Variklio sukimosi principas atitinka dėsnius, susijusius su srovėmis, magnetiniais laukais ir jėgomis. Variklis - energijos rūšies keitimo įtaisas, variklis, išnaudojant elektromagnetizmo principus, elektros energiją verčiantis mechanine sukimo momento energija. Paprasčiausias elektros variklis yra vielos ritė, kuri yra įtaisyta magneto ar elektromagneto magnetiniame lauke. Rite tekanti elektros srovė sukuria magnetinį lauką. Šie laukai traukia arba stumia vienas kitą, todėl ritė sukasi ir suka variklio veleną. Besisukanti ritė vadinama rotoriumi, arba inkaru, o stacionarus magnetas - statoriumi. Daugelyje variklių srovę į besisukančią ritę perduoda šepetėliai.
Variklis su šepetėliais
Kai variklis dirba, ritė ir komutatorius sukasi, magnetinio plieno ir anglies šepečių nesisuka, o kintamosios ritės srovės krypties pakeitimas bus baigtas, komutatorius ir šepetys, kad pasukti su varikliu. Nuolatinės srovės variklis su šepetėliais susideda iš dviejų dalių: statoriaus ir rotoriaus. Statoriaus yra magnetiniai poliai (likvidavimo arba nuolatinio magneto). Rotorius turi apvijas. Po energijos tiekimo magnetinis laukas (magnetinis kartimis) taip pat susidaro ant rotoriaus, ir nėra magnetinio kartimis tarp statoriaus ir rotoriaus. Kampas yra toks, kad variklis yra sukamas pagal fiksuotą rotoriaus magnetiniam laukui (N polius - S polių) tarpusavio traukos. Perstatant teptuku, statoriaus polius kampas gali būti pakeistas (darant prielaidą, kad atskaitos taškas, statoriaus, anapus rotoriaus, kryptimi, magnetinį polių nukreipta į ašigalį s rotoriaus magnetinį polių magnetinį polių tator yra variklio sukimosi kryptį) variklio kryptimi tokiu būdu keičia variklio sukimosi kryptį.
Variklis be šepetėlių
Variklis be šepetėlių naudoja elektroninius įrenginius jausti magnetinį polių nuolatinio magneto per Hall elemento padėtį. Pagal šį požiūrį, elektroninės grandinės yra naudojamas perjungti srovės kryptimi ritės laiko siekiant užtikrinti, kad vairuoti variklio sukuriamas magnetinis laukas teisinga kryptimi. Tai pašalina nepatogumus, susijusius su varikliais su šepetėliais. Šių grandynų sudėtyje yra variklių valdikliai. Valdiklis varikliui be šepetėlių gali suprasti funkcijas, kurių negali realizuoti variklis su šepetėliais, pavyzdžiui, reguliuojant galios perjungimo kampą, stabdant variklį, atbulinės eigos variklį, fiksavimo variklį ir stabdymo galią tiekiant į variklį naudojant stabdžių signalą. Dabar elektroninės signalizacijos užraktas automobilyje visiškai išnaudoja šią funkciją.
Kaip veikia elektros variklis? (Nuolatinės srovės variklis)
Vienfaziai varikliai ir jų veikimo principas
Vienfazė elektra negali generuoti besisukančio magnetinio lauko (vienfazė elektra gali sukelti tik magnetinio lauko krypties pasikeitimą, kuris pritrauks ir atstums, ir negali priversti nuolatinio magneto visada suktis viena kryptimi). Buitinių prietaisų variklis naudoja kondensatorių, kad sukurtų „dviejų fazių elektros energiją“. Kad vienfazis variklis suktųsi automatiškai, prie statoriaus galima pridėti paleidimo apviją. Pradinė ir pagrindinė apvija yra atskirti 90 laipsnių kampu. Pradinė apvija turi būti nuosekliai sujungta su tinkamu kondensatoriumi, kad pagrindinės apvijos srovė būtų fazinė. Fazių skirtumas yra maždaug 90 laipsnių, tai yra vadinamasis fazių atskyrimo principas. Dvi srovės, kurių laiko skirtumas yra 90 laipsnių, praeina per dvi apvijas, kurių erdvės skirtumas yra 90 laipsnių, ir erdvėje bus sukurtas (dviejų fazių) besisukantis magnetinis laukas. Veikiant šiam besisukančiam magnetiniam laukui, rotorius gali įsijungti automatiškai.
Variklyje kondensatorius atskiria vienfazę kintamąją srovę į kitą kintamąją srovę, kurios fazių skirtumas yra 90 laipsnių per variklio talpinį fazės poslinkio efektą. Dvi fazių kintamoji srovė tiekiama į du ar keturis variklio ritės apvijų rinkinius, o variklyje susidaro besisukantis magnetinis laukas. Sukamasis magnetinis laukas sukuria indukcinę srovę variklio rotoriuje. Indukuotos srovės sukurtas magnetinis laukas yra priešingas besisukantiam magnetiniam laukui, o besisukantis magnetinis laukas yra sukamas. Stumkite ir traukite į sukimosi būseną. Asinchroninis variklis neturi paleidimo momento ir negali paleisti pats.
Variklio energijos generavimo principas
Variklis yra įtaisas, paverčiantis elektros energiją į galią ir galintis pasiekti sukimosi judesį išnaudodamas jėgą, kurią sukuria magnetinio lauko ir elektros srovės sąveika. Tiesą sakant, priešingai, variklis taip pat gali paversti mechaninę energiją (judesį) į elektros energiją per elektromagnetinę indukciją. Kitaip tariant, variklis atlieka elektros gamybos funkciją. Kai galvojate apie elektros energijos gamybą, tikriausiai galvojate apie generatorius, tačiau veikimo principas yra toks pat kaip ir elektros variklių, o pagrindinė struktūra yra panaši. Trumpai tariant, variklis gali gauti sukimosi judesį leisdamas srovę per kaiščius, priešingai, kai variklio velenas sukasi, srovė teka tarp kaiščių.
Elektros mašinų energijos gamyba priklauso nuo elektromagnetinės indukcijos. Laidui judant magnetiniame sraute, laide susidaro elektrovaros jėga ir teka srovė. Pagal Faradėjaus dėsnį ir Lenco dėsnį srovė teka skirtingomis kryptimis, kai magnetas (srautas) juda arčiau ritės arba nuo jos. Tuo remdamiesi paaiškinsime elektros energijos gamybos principą. Tarkime, ritės plotas S sukasi kampiniu greičiu ω vienodame magnetiniame lauke. Šiuo metu, darant prielaidą, kad lygiagreti ritės paviršiaus kryptis ir vertikali linija magnetinio srauto tankio krypties atžvilgiu sudaro kampą θ (=ωt), magnetinis srautas Φ, prasiskverbiantis į ritę, apskaičiuojamas pagal formulę. Be to, elektromagnetinės indukcijos būdu ritėje sukuriama indukuota elektrovaros jėga E. Kai lygiagreti ritės paviršiaus kryptis yra statmena magnetinio srauto krypčiai, elektrovaros jėga tampa lygi nuliui, o absoliuti elektrovaros jėgos vertė yra didžiausia, kai ji yra horizontali.
tags: #elektriniu #motoru #sukamas