Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του σύγχρονου κινητήρα

Η αρχή του σύγχρονου κινητήρα είναι περίπουτο ίδιο με ένα ασύγχρονο. Αλλά υπάρχουν αρκετές διαφορές που είναι καθοριστικές για την επιλογή ενός κινητήρα για ένα συγκεκριμένο σχέδιο. Οι ασύγχρονες μηχανές χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία - το μερίδιο τους φθάνει το 96% του συνολικού αριθμού των ηλεκτροκινητήρων. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν άλλοι τύποι ηλεκτρικών συγκροτημάτων.

Διαφορά από ασύγχρονο κινητήρα

Η κύρια διαφορά μεταξύ μιας σύγχρονης μηχανής είναιΌτι η ταχύτητα περιστροφής του οπλισμού είναι ίδια με το ανάλογο χαρακτηριστικό της μαγνητικής ροής. Και αν χρησιμοποιείται ένας βραχυκυκλωμένος ρότορας σε ασύγχρονοι κινητήρες, τότε στους σύγχρονους κινητήρες υπάρχει μια συρμάτωση σε αυτό, στην οποία εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση. Σε μερικά σχέδια, χρησιμοποιούνται μόνιμοι μαγνήτες. Αλλά αυτό κάνει τον κινητήρα πιο ακριβό.

Εάν αυξηθεί το φορτίο που συνδέεται με τον δρομέα,Η ταχύτητα περιστροφής του δεν θα αλλάξει. Αυτό είναι ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά αυτού του τύπου μηχανής. Υποχρεωτική απαίτηση - το κινούμενο μαγνητικό πεδίο πρέπει να είναι ο ίδιος αριθμός ζευγών πόλων, όπως σε ένα ηλεκτρομαγνήτη πάνω στον ρότορα. Αυτό είναι ό, τι εγγυάται μια σταθερή γωνιακή ταχύτητα του στοιχείου του κινητήρα. Και δεν θα εξαρτηθεί από τη στιγμή που συνδέεται με αυτό.

Κατασκευή κινητήρων

Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας των σύγχρονων κινητήρων είναι απλές. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει στοιχεία όπως:

1. Το σταθερό μέρος είναι ο στάτορας. Υπάρχουν τρεις περιελίξεις που συνδέονται σύμφωνα με το σχέδιο "αστέρι" ή "τρίγωνο". Ο στάτης συναρμολογείται από ηλεκτροτεχνικές πλάκες με υψηλό βαθμό αγωγιμότητας.
2. Το κινούμενο τμήμα είναι ο ρότορας. Έχει επίσης μια εκκαθάριση. Κατά την εργασία σε αυτό, η τάση εφαρμόζεται.

Υπάρχει μια ενδιάμεση στρώση μεταξύ του δρομέα και του στάτορααέρα. Εξασφαλίζει την κανονική λειτουργία του κινητήρα και επιτρέπει στο μαγνητικό πεδίο να λειτουργεί ανεμπόδιστα στα στοιχεία της μονάδας. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει έδρανα στα οποία περιστρέφεται ο ρότορας, καθώς και κουτί ακροδεκτών που βρίσκεται στην κορυφή του κινητήρα.

Πώς λειτουργεί ο κινητήρας

Εν συντομία, η αρχή της σύγχρονηςο κινητήρας, όπως και οποιοσδήποτε άλλος, είναι να μετατρέψει ένα είδος ενέργειας σε άλλο. Και ειδικά - ηλεκτρικό στο μηχανικό. Ο κινητήρας λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο:

1. Οι περιελίξεις του στάτορα τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενη τάση. Δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο.
2. Μια εναλλασσόμενη τάση εφαρμόζεται επίσης στις περιελίξεις του δρομέα, δημιουργώντας ένα πεδίο. Εάν χρησιμοποιούνται μόνιμοι μαγνήτες, αυτό το πεδίο είναι ήδη διαθέσιμο από προεπιλογή.
3. Δύο μαγνητικά πεδία τέμνονται,αντισταθμίζουν ο ένας τον άλλον - το ένα ωθεί το άλλο. Εξαιτίας αυτού, ο ρότορας κινείται. Είναι εγκατεστημένο σε ρουλεμάν και είναι σε θέση να περιστρέφεται ελεύθερα, χρειάζεται μόνο να δώσει ώθηση.

Αυτό είναι όλο. Τώρα μένει μόνο η χρήση της ληφθείσας μηχανικής ενέργειας για τους απαραίτητους σκοπούς. Αλλά πρέπει να ξέρετε πώς να εξάγετε σωστά έναν σύγχρονο κινητήρα σε κανονική λειτουργία. Η αρχή λειτουργίας είναι διαφορετική από την ασύγχρονη. Επομένως, πρέπει να ακολουθήσετε ορισμένους κανόνες.

Για το σκοπό αυτό, ο κινητήρας συνδέεται με τον εξοπλισμό, ο οποίος πρέπει να τεθεί σε κίνηση. Συνήθως αυτοί είναι μηχανισμοί που θα πρέπει να λειτουργούν πρακτικά χωρίς διακοπή - κουκούλες, αντλίες και ούτω καθεξής.

Συγχρονιστές γεννήτριες

Η αντίστροφη κατασκευή είναι συγχρονισμένες γεννήτριες. Σε αυτές, οι διαδικασίες συνεχίζονται ελαφρώς διαφορετικά. Η αρχή της λειτουργίας μιας σύγχρονης γεννήτριας και ενός σύγχρονου κινητήρα είναι διαφορετική, αλλά όχι απαραίτητη:

1. Η περιέλιξη του στάτη δεν ενεργοποιείται. Με αυτό αφαιρείται.
2. Μια εναλλασσόμενη τάση εφαρμόζεται στην περιέλιξη του ρότορα, η οποία είναι απαραίτητη για τη δημιουργία ενός μαγνητικού πεδίου. Η κατανάλωση ενέργειας είναι εξαιρετικά μικρή.
3. Ο ρότορας μιας ηλεκτρικής γεννήτριας είναι αδιάβροχος με τη βοήθεια ενός κινητήρα ντίζελ ή βενζίνης ή από τη δύναμη του νερού και του ανέμου.
4. Γύρω από τον δρομέα υπάρχει ένα μαγνητικό πεδίο που κινείται. Επομένως, το EMF προκαλείται στην περιέλιξη του στάτη και η διαφορά δυναμικού εμφανίζεται στα άκρα.

Αλλά σε κάθε περίπτωση είναι απαραίτητο να σταθεροποιηθείτάσης στην έξοδο του συνόλου παραγωγής. Για να γίνει αυτό, αρκεί να τροφοδοτείται η περιέλιξη του ρότορα από την πηγή, η τάση της οποίας είναι σταθερή και δεν αλλάζει όταν κυμαίνεται η ταχύτητα περιστροφής.

Στύλοι τυλίγματος κινητήρων

Υπάρχουν μόνιμοι ή ηλεκτρικοί μαγνήτες στο σχεδιασμό του ρότορα. Ονομάζονται συνήθως πόλοι. Σε σύγχρονες μηχανές (κινητήρες και γεννήτριες), οι επαγωγείς μπορούν να είναι δύο τύπων:

1. Είναι ένα ηλεκτρικό πεδίο.
2. Είναι σιωπηρά πολωμένοι.

Διαφέρουν μόνο στην αμοιβαίατη διάταξη των πόλων. Για να μειωθεί η αντίσταση από το μαγνητικό πεδίο, καθώς και να βελτιωθούν οι συνθήκες διείσδυσης της ροής, χρησιμοποιούνται πυρήνες από σιδηρομαγνήτες.

Αυτά τα στοιχεία βρίσκονται τόσο στο ρότορα όσο και στοστάτορα. Για την κατασκευή χρησιμοποιείται μόνο χάλυβας ηλεκτρικής ποιότητας. Υπάρχει πολύ πυρίτιο σε αυτό. Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό αυτού του είδους του μετάλλου. Αυτό καθιστά δυνατή την ουσιαστική μείωση των φλεβικών ρευμάτων, για να αυξηθεί η ηλεκτρική αντίσταση του πυρήνα.

Επιπτώσεις των πόλων

Η βάση του σχεδιασμού και της αρχής της λειτουργίαςοι σύγχρονοι κινητήρες είναι να εξασφαλίσουν την επίδραση των ζευγών πόλων του δρομέα και του στάτορα μεταξύ τους. Για να εξασφαλιστεί η λειτουργία, είναι απαραίτητο να επιταχυνθεί ο επαγωγέας σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα. Είναι ίσο με αυτό με το οποίο περιστρέφεται το μαγνητικό πεδίο στάτη. Αυτό επιτρέπει την κανονική λειτουργία σε σύγχρονη λειτουργία. Τη στιγμή που συμβαίνει η εκκίνηση, τα μαγνητικά πεδία του στάτορα και του δρομέα τέμνονται μεταξύ τους. Αυτό ονομάζεται "είσοδος συγχρονισμού". Ο δρομέας αρχίζει να περιστρέφεται με ταχύτητα παρόμοια με εκείνη του μαγνητικού πεδίου του στάτη.

Εκκίνηση κινητήρων σύγχρονου τύπου

Το πιο δύσκολο πράγμα σε ένα σύγχρονο κινητήρα είναιτην κυκλοφορία του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται εξαιρετικά σπάνια. Μετά από όλα, η σχεδίαση περιπλέκεται από το σύστημα εκτόξευσης. Για πολύ καιρό η εργασία του σύγχρονου κινητήρα εξαρτάται από την ασύγχρονη επιτάχυνση που συνδέεται μηχανικά με αυτό. Τι σημαίνει αυτό; Ο δεύτερος τύπος κινητήρα (ασύγχρονος) κατέστησε δυνατή την επιτάχυνση του δρομέα της σύγχρονης μηχανής σε μια υποσυγχρονισμένη συχνότητα. Οι συμβατικές ασύγχρονες συσκευές δεν απαιτούν ειδικές συσκευές για εκκίνηση, αρκεί μόνο να εφαρμοστεί η τάση λειτουργίας στις περιελίξεις του στάτορα.

Μετά τις απαιτούμενεςταχύτητα, ο κινητήρας επιτάχυνσης σβήνει. Μαγνητικά πεδία που αλληλεπιδρούν σε ένα ηλεκτρικό μοτέρ, το φέρνουν να λειτουργούν σε σύγχρονο τρόπο λειτουργίας. Για να επιταχύνετε, χρειάζεστε έναν άλλο κινητήρα. Η ισχύς του θα πρέπει να είναι περίπου 10-15% του ίδιου χαρακτηριστικού μιας σύγχρονης μηχανής. Αν θέλετε να τοποθετήσετε 1 kW ηλεκτρικό κινητήρα στη λειτουργία, θα χρειαστεί ένα μοτέρ ενίσχυσης 100-watt. Αυτό είναι αρκετό για να μπορεί το μηχάνημα να λειτουργεί τόσο σε λειτουργία ρελαντί όσο και με ελαφρό φορτίο στον άξονα.

Μια πιο σύγχρονη μέθοδος overclocking

Το κόστος ενός τέτοιου αυτοκινήτου αποδείχθηκε πολύ υψηλότερο. Ως εκ τούτου, είναι απλούστερο να χρησιμοποιηθεί ένας συμβατικός ασύγχρονος κινητήρας, αν και με πολλά μειονεκτήματα. Αλλά ήταν η αρχή του έργου που χρησιμοποιήθηκε για τη μείωση του μεγέθους και του κόστους ολόκληρης της εγκατάστασης. Με τη βοήθεια ενός ρεοστάτη, οι περιελίξεις είναι κλειστές στον στροφέα. Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας γίνεται ασύγχρονος. Και είναι πολύ πιο εύκολο να τρέξετε - απλά βάζει την τάση στις περιελίξεις του στάτορα.

Κατά τη διάρκεια της εξόδου στην υπογυνχική ταχύτηταη αιώρηση του ρότορα είναι δυνατή. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει λόγω της εργασίας της εκκαθάρισης της. Αντιθέτως, λειτουργεί ως ηρεμιστικό. Μόλις η ταχύτητα περιστροφής είναι επαρκής, μια σταθερή τάση εφαρμόζεται στην περιέλιξη του επαγωγέα. Ο κινητήρας εξέρχεται σε σύγχρονη λειτουργία. Αλλά αυτή η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί μόνο εάν χρησιμοποιούνται κινητήρες με περιελίξεις στο ρότορα. Εάν χρησιμοποιείτε μόνιμο μαγνήτη, θα πρέπει να εγκαταστήσετε ένα επιπρόσθετο κινητήρα επιτάχυνσης.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των σύγχρονων κινητήρων

Το κύριο πλεονέκτημα (σε σύγκριση μεασύγχρονα μηχανήματα) - λόγω της ανεξάρτητης τροφοδοσίας της περιέλιξης του ρότορα, οι μονάδες μπορούν επίσης να λειτουργούν με συντελεστή υψηλής ισχύος. Επίσης, είναι δυνατή η διάθεση τέτοιων πλεονεκτημάτων, όπως:

1. Το ρεύμα που καταναλώνεται από τον ηλεκτροκινητήρα μειώνεται, η απόδοση αυξάνεται. Σε σύγκριση με έναν ασύγχρονο κινητήρα, τότε αυτά τα χαρακτηριστικά της σύγχρονης μηχανής είναι καλύτερα.
2. Η ροπή είναι άμεσα ανάλογη προς την τάσητροφοδοτικό. Συνεπώς, ακόμα και αν μειωθεί η τάση στο δίκτυο, η χωρητικότητα φορτίου είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των ασύγχρονων μηχανών. Η αξιοπιστία των συσκευών αυτού του τύπου είναι πολύ μεγαλύτερη.

Αλλά υπάρχει ένα μεγάλο μειονέκτημα - ένα σύνθετοκατασκευή. Ως εκ τούτου, κατά την παραγωγή και τις επακόλουθες επισκευές το κόστος θα είναι υψηλότερο. Επιπλέον, η τροφοδοσία ρεύματος της περιέλιξης του ρότορα απαιτεί αναγκαστικά την ύπαρξη μιας πηγής συνεχούς ρεύματος. Και η ταχύτητα του ρότορα μπορεί να ρυθμιστεί μόνο με τη βοήθεια μετατροπέων - το κόστος τους είναι πολύ υψηλό. Ως εκ τούτου, οι σύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται όπου δεν χρειάζεται να ενεργοποιείτε και να αποσυνδέετε συχνά τη μονάδα.