Главная Новости

Электродвигатели и генераторы

Опубликовано: 05.09.2018

видео Электродвигатели и генераторы

Бестопливный генератор из двух электродвигателей

Принцип работы электрических машин. Принцип работы электрических машин основан на использовании закона электромагнитной индукции и закона взаимодействия проводника с током и магнитного поля.



Согласно закону электромагнитной индукции, при перемещении проводника между полюсами магнита в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС) (рис. 12.1). Если проводник замкнуть, то под действием ЭДС в нем появится ток. На этом законе основана работа генератора, осуществляющего преобразование механической энергии в электрическую.


Производство электродвигателей и генераторов.

Если в магнитное поле поместить проводник с током в виде замкнутой рамки (рис. 12.2), то под действием сил, приложенных к сторонам рамки, она придет во вращение. Таким образом, проводник с током в магнитном поле можно рассматривать как элементарный электрический двигатель.


Вечный двигатель уже сделали даже в Индии и обдумывают запускать серийное производство

У большинства электрических машин магнитное поле создается не постоянным магнитом, а электрическим током, протекающим по специальным катушкам машины. Эти катушки называют обмотками возбуждения.

Электрическая схема электрических машин состоит из неподвижных и подвижных обмоток.

Электрические машины являются машинами вращательного действия. Основными частями их являются: неподвижный статор 5 и вращающийся ротор 6, разделенные зазором (рис. 12.3). Статор и ротор имеют стальные сердечники. Сердечник набран из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. На внутренней стороне сердечника статора и на наружной стороне сердечника ротора имеются параллельные продольные пазы, в которые укладываются обмотки. Ротор закрепляется на валу 1, который вращается в подшипниках 2. Подшипники встроены в торцовые крышки 3, которые болтами 4 крепятся к станине. На валу ротора устанавливается также вентилятор, служащий для охлаждения обмоток и сердечников.

Рис. 12.1. Принципиальная схема генератора

Рис. 12.2. Принципиальная схема электродвигателя

Станина имеет лапы для крепления машины к фундаменту или специальный фланец с отверстиями под крепления.

Асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели состоят из двух основных частей: статора и ротора. На статоре располагается трехфазная обмотка (у трехфазных двигателей). Концы обмоток присоединяют к питающей сети. Обмотка имеет шесть выводных концов с металлическими бирками, расположенных в коробке и имеющих обозначение начал трехфазной обмотки С1, С2, СЗ и концов С4, С5, Сб. Ротор также имеет обмотку. В зависимости от типа обмотки асинхронные электродвигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным ротором.

Рис. 12.3. Конструктивная схема электрических машин

В короткозамкнутом роторе обмотка представляет собой цилиндрическую клетку, образованную отдельными стержнями, уложенными в пазы ротора и соединенными с торцовых сторон кольцами («беличье колесо»).

Обмотка фазного ротора выполнена изолированным проводом и уложена в пазы ротора. Как и обмотка статора, она состоит из трех (или группы) катушек. Начала катушек соединены в звезду, а концы подведены к контактным кольцам на валу ротора. По кольцам скользят щетки, закрепленные в неподвижных щеткодержателях. Щетки соединяют обмотку ротора с реостатом, находящимся вне двигателя и служащим для уменьшения пусковых токов или регулирования скорости вращения.

Частота вращения ротора (с-1) асинхронного двигателя п зависит от частоты тока в сети питания f, числа пар полюсов р и от отставания ротора от вращения поля, характеризуемого величиной скольжения s:

Три катушки статора, установленные равномерно по окружности, образуют одну пару полюсов. Частота вращения ротора (с-1) при этом (без учета скольжения, т. е. при 5 = 1) равна

Электродвигатели с короткозамкнутым ротором применяют в электроприводе, не требующем регулирования скорости. Основным недостатком их является большая сила тока в момент пуска двигателя, превышающая в 5—7 раз ток при установившихся оборотах.

Двигатели с фазным ротором позволяют регулировать скорость вращения. Кроме того, включение в цепь ротора пускорегулирующего реостата позволяет уменьшить силу пускового тока и увеличить пусковой момент.

Каждый двигатель снабжается паспортом — металлической табличкой, закрепляемой на корпусе двигателя, на которой указывается завод-изготовитель, марка двигателя и основная характеристика двигателя.

Если в паспорте указано напряжение 220/380 В, то электродвигатель можно включать в сеть напряжением 220 и 380 В.

При напряжении 220 В обмотки статора соединяют треугольником (рис. 12.4, а) —начало первой обмотки С1 соединяют с концом третьей Сб, начало второй С2 с концом первой С4, а конец второй С5 с началом третьей СЗ. Соединенные концы подводят к трем фазам сети.

При напряжении 380 В обмотки соединяют звездой (рис. 12,4, б, в) — все начала или все концы обмоток соединяют вместе, а свободные концы включают в трехфазную сеть.

Двигатели постоянного тока. Двигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется плавное и глубокое регулирование частоты вращения.

Двигатель постоянного тока (рис. 12.5) состоит из неподвижной станины б, вращающегося якоря 3 с коллектором 1 и щеток со щеткодержателями 2. Внутри станины укрепляют главные полюсы 4 с обмотками возбуждения 5, которые создают магнитный поток. Стержни обмотки якоря соединены по определенной схеме с пластинами коллектора. Щетки, скользящие по пластинам коллектора, соединяют обмотку якоря с внешней сетью. С внешней сетью соединяется также обмотка возбуждения.

Рис. 12.4. Схема соединения обмоток статора трехфазного двигателя

Для уменьшения искрения на коллекторе на станине установлены дополнительные полюса.

Регулирование частоты вращения ротора достигается изменением силы тока обмотки возбуждения. Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока питаются постоянным током. Различают двигатели с независимым возбуждением и с самовозбуждением. В двигателях с независимым возбуждением обмотка возбуждения питается от постороннего источника. В машинах же с самовозбуждением она питается от якорной обмотки этого же двигателя. Возбуждение при этом может осуществляться при параллельном, последовательном или смешанном соединениях, когда одна обмотка возбуждения соединена с якорной параллельно, а другая — последовательно. Соответственно этому электродвигатели называются шунтовые, сериесные и компаундные. Все электрические машины характеризуются обратимостью, т. е. возможностью работать как в качестве электродвигателя, так и в качестве генератора.

Рис. 12.5. Электродвигатель постоянного тока: 1 — коллектор; 2 — щеткодержатель; 3 - якорь; 4 — главный полюс; 5 — обмотка возбуждения; 6 — станина; 7 — подшипниковый щит; 8 — вентилятор; 9 — обмотка якоря

Генератор устроен принципиально так же, как и электродвигатель. В отличие от него в генераторе принудительно вращается ротор (якорь). С помощью генератора механическая энергия вращающегося якоря превращается в электрическую. Подобно электродвигателям, генераторы бывают переменного и постоянного тока. Генераторы постоянного тока бывают шунтовые, сериесные и компаундные.

rss