Energijos konversijos elektros varikliuose principas

Elektros variklio energijos konvertavimo principas reiškia jo pagrindinį mechanizmą, paverčiantį elektros energiją mechanine energija, kuris pagrįstas elektromagnetinės indukcijos ir elektromagnetinės jėgos dėsniais (Ampero dėsnis).

Konkrečiai, variklis pasiekia energijos konversiją per elektromagnetinę sąveiką tarp statoriaus ir rotoriaus: statoriaus apvija sukuria magnetinį lauką po to, kai įjungta elektros srovė, kuris sąveikauja su srove rotoriaus laidininke ir sukuria elektromagnetinę jėgą (Lorenco jėgą), taip formuodamas sukimo momentą, kuris verčia rotorių suktis, o galiausiai įvestą elektros energiją paverčia mechanine kinetine energija.

 

Pagrindinis energijos konvertavimo elektros varikliuose principas

Elektromagnetinė indukcija ir elektromagnetinė jėga: kai srovė teka per variklio laidininką (pvz., statoriaus apviją), aplink jį sukuriamas magnetinis laukas; Magnetinis laukas sąveikauja su srove rotoriuje ir pagal Ampero jėgos dėsnį laidininką veikia jėga, dėl kurios rotorius sukasi.

Energijos konversijos kelias: kai elektros energija įvedama į variklį, ji paverčiama rotoriaus sukimosi judesiu (mechanine energija) per elektromagnetinę indukciją ir elektromagnetinę jėgą, kuri skatina išorinę apkrovą veikti.

Pagrindinė struktūra: Variklį daugiausia sudaro statorius (fiksuota dalis, generuojantis magnetinį lauką) ir rotorius (sukama dalis, nešanti srovę). Kai kuriuose varikliuose taip pat yra komutatorius (nuolatinės srovės variklis) arba dažnio keitiklis (kintamosios srovės variklis), kad išlaikytų vienakryptį sukimo momentą.

 

Variklių klasifikacija ir darbo charakteristikos

Elektros variklius pagal energijos šaltinius galima skirstyti į nuolatinės srovės ir kintamosios srovės variklius. Tarp jų kintamosios srovės varikliai yra plačiau naudojami energijos sistemose, įskaitant sinchroninius variklius ir asinchroninius variklius (asinchroniniai varikliai turi rotoriaus greitį, kuris nėra sinchronizuotas su statoriaus magnetinio lauko greičiu).

6. Kintamosios srovės variklio besisukantis magnetinis laukas sukuriamas trijų -fazių subalansuotų srovių, einančių per statoriaus apvijas, kurių erdvinis skirtumas yra 120 laipsnių,

Tarp jų (omega=2 \\ pi f) yra kampinis dažnis, (f) yra galios dažnis, (p) yra polių logaritmas ir sinchroninis greitis (n0=60f/p)

7. Asinchroninio variklio rotoriaus greitis (n=(1-s) n0) visada atsilieka nuo sinchroninio greičio, todėl dėl jo „asinchroninės“ charakteristikos jam suteikiama natūrali švelnaus užvedimo galimybė

 

Istorinis pagrindas ir pritaikymas

Elektros variklių veikimo principas atsirado dėl srovės magnetinio efekto, kurį Austeris atrado 1820 m., o tada Faradėjus išrado pirmąjį elektros variklio įtaisą 1821 m.

6. Šiuolaikiniai varikliai buvo plačiai naudojami pramonės, transporto, buitinės technikos gamyboje, o jų energijos konversijos efektyvumas priklauso nuo tipo, konstrukcijos ir naudojimo sąlygų. Pavyzdžiui, kintamosios srovės varikliai paprastai yra efektyvesni nei nuolatinės srovės varikliai

1. Tobulėjant medžiagų mokslui ir valdymo technologijoms, varikliai tobulėja link didesnio galios tankio ir intelekto

Elektros variklyje naudojamas jėgos, veikiančios įelektrintą laidininką magnetiniame lauke, principą (kuris skiriasi nuo elektros srovės magnetinio poveikio, o dabartinė Liaudies švietimo spaudos devintos klasės fizika juos aiškiai atskiria). Šį principą atrado danų fizikas Osteris, gimęs 1777 m. rugpjūčio 14 d. vaistininko šeimoje Rudjobin mieste, Langlong saloje. 1794 m. jis buvo priimtas į Kopenhagos universitetą ir 1799 m. įgijo daktaro laipsnį. 1801–1803 m. jis lankėsi tokiose šalyse kaip Vokietija ir Prancūzija, susitiko su daugybe fizikų ir chemikų. Nuo 1806 m. ėjo fizikos profesoriaus pareigas Kopenhagos universitete, o nuo 1815 m. – Danijos karališkosios draugijos vykdomuoju sekretoriumi. 1820 m. jis buvo apdovanotas Anglijos karališkosios draugijos Copley medaliu už puikų elektros srovės magnetinio efekto atradimą.

Nuo 1829 m. ėjo Kopenhagos technologijos instituto dekano pareigas. Jis mirė 1851 m. kovo 9 d. Kopenhagoje. Jis atliko išsamius fizikos, chemijos ir filosofijos tyrimus. Dėl Kanto filosofijos ir Schellingo gamtos filosofijos įtakos tvirtai tikiu, kad gamtos jėgos gali virsti viena kita, ir jau seniai tyrinėju elektros ir magnetizmo ryšį. 1820 m. balandžio mėn. galiausiai buvo atrastas elektros srovės poveikis magnetinėms adatoms, būtent magnetinis elektros srovės poveikis. Tų pačių metų liepos 21 d. jis paskelbė savo išvadas pavadinimu „Eksperimentas dėl elektrinio konflikto poveikio magnetinėms adatoms“. Šis trumpas pranešimas sukėlė didžiulį šoką Europos fizikų bendruomenėje, dėl kurio atsirado daug eksperimentinių rezultatų ir taip atsivėrė nauja fizikos - elektromagnetizmo sritis.

Struktūrinė klasifikacija

1, Trifazio asinchroninio variklio struktūra susideda iš statoriaus, rotoriaus ir kitų priedų.

(1) Statorius (stacionari dalis)

1. Statoriaus geležinė šerdis

Funkcija: kaip variklio magnetinės grandinės dalis, ant kurios dedama statoriaus apvija.

Konstrukcija: Statoriaus šerdis paprastai gaminama perforuojant ir laminuojant silicio plieno lakštus, kurių paviršius yra 0,35–0,5 milimetro storio izoliaciniais sluoksniais. Vidiniame šerdies apskritime yra tolygiai paskirstyti plyšiai statoriaus apvijai įterpti.

Yra keletas statoriaus šerdies lizdų tipų:

Pusiau uždarytas lizdas: variklio efektyvumas ir galios koeficientas yra aukšti, tačiau apvijų įtvirtinimas ir izoliacija yra sudėtingi. Paprastai naudojamas mažuose{1}}žemos įtampos varikliuose.

Pusiau atvira anga: galima įterpti suformuotas apvijas, paprastai naudojamas dideliems ir vidutiniams{0}}mažos{1}}tampos varikliams. Vadinamoji -formuota apvija reiškia apviją, kurią galima izoliuoti prieš įdedant į lizdą.

Atvira anga: naudojama suformuotoms apvijoms įterpti, su patogiu izoliacijos metodu, daugiausia naudojama aukštos{0}}tampos varikliuose.

 

2. Statoriaus apvija

Funkcija: tai elektros variklio grandinės dalis, kuriai tiekiama trijų{0}}fazių kintamoji srovė, kad būtų sukurtas besisukantis magnetinis laukas.

Konstrukcija: sudaryta iš trijų identiškų apvijų, simetriškai išdėstytų 120 laipsnių kampu erdvėje, kiekviena šių apvijų ritė yra įterpta pagal tam tikrą modelį kiekviename statoriaus plyšyje.

Yra trys pagrindiniai statoriaus apvijų izoliacijos elementai: (užtikrinti patikimą izoliaciją tarp laidžių apvijos dalių ir geležinės šerdies, taip pat patikimą izoliaciją tarp pačių apvijų).

⑴ Įžeminimo izoliacija: izoliacija tarp visos statoriaus apvijos ir statoriaus šerdies.

⑵ Tarpfazių izoliacija: izoliacija tarp kiekvienos fazės statoriaus apvijų.

⑶ Tarpinė izoliacija: Izoliacija tarp kiekvienos fazės statoriaus apvijos vijų.

Laidai variklio jungiamosios dėžutės viduje:

Variklio jungiamosios dėžutės viduje yra gnybtų blokas, o šeši trijų -fazių apvijų laidų galai išdėstyti dviejose eilėse, o viršutinė trijų gnybtų stulpų eilutė iš kairės į dešinę sunumeruota 1 (U1), 2 (V1) ir 3 (W1), o apatinė trijų gnybtų gnybtų eilutė yra iš kairės į dešinę (2) ir 4 (2) (2). Prijunkite trijų{14}}fazių apviją žvaigždute arba trikampiu. Visi gamybos ir priežiūros darbai turi būti atliekami pagal šį serijos numerį.

 

3.Mašinos bazė

Funkcija: pritvirtinkite statoriaus šerdį ir priekinius bei galinius galinius dangtelius, kad palaikytų rotorių ir užtikrintų apsaugą, šilumos išsklaidymą ir kitas funkcijas.

Konstrukcija: Pagrindas dažniausiai pagamintas iš ketaus. Didelių asinchroninių variklių pagrindas paprastai yra suvirintas plieninėmis plokštėmis, o mikro variklių pagrindas yra pagamintas iš aliuminio. Uždaras variklis turi šilumos išsklaidymo briaunas pagrindo išorėje, kad padidintų šilumos išsklaidymo plotą, o apsauginis variklis turi ventiliacijos angas abiejuose pagrindo dangtelio galuose, kad būtų galima tiesiogiai konvekuoti orą variklio viduje ir išorėje, palengvinant šilumos išsklaijimą.