Aptallar için elektrik motoru prensipleri

Elektrik motorunun temeli, hem doğru akım hem de alternatif akım, Amper kuvvetine dayanmaktadır. Nasıl ortaya çıktığını boğmazsanız, o zaman hiçbir şey anlaşılmaz olmayacaktır.

Şekil 1

PS Aslında, bir vektör ürünü ve diferansiyeller var, ama bunlar detaylar ve basitleştirilmiş, özel bir durumumuz var.

Amper kuvvetinin yönü sol elin kuralı ile belirlenir.

Şekil 2

Zihinsel olarak sol avuç içi üst şekle koyun ve Amper kuvvetlerinin yönünü alın. Çerçeveyi, akım Şekil 1'de gösterildiği gibi o konumda olacak şekilde uzatır. Ve burada hiçbir şey dönmeyecek, çerçeve dengede, kararlı.

Ve akım ile çerçeve farklı döndürülürse, o zaman olacak:

Şekil 3,

Burada zaten bir denge yoktur, Amper kuvveti karşı duvarları açar, böylece çerçeve dönmeye başlar. Mekanik dönüş görünür. Bu elektrik motorunun temeli, özü, daha sonra sadece detaylar.

Sonraki.

Şimdi Şekil 3'teki akım ile çerçeve ne yapacak? Sistem sürtünmesiz mükemmelse, o zaman açık bir şekilde salınımlar olacaktır. Sürtünme mevcutsa, salınımlar yavaş yavaş nemli olur, akımlı çerçeve stabilize olur ve Şekil 1'deki gibi olur.

Ancak sürekli dönmeye ihtiyacımız var ve bu temel olarak iki farklı yolla elde edilebilir ve buradan DC ve elektrik motorları arasındaki fark ortaya çıkar.

Yöntem 1. Çerçevedeki akımın yönünü değiştirin.

Bu yöntem DC motorlarda ve torunlarında kullanılır.

Resimleri izliyoruz. Motorumuzun enerjisinin kesilmesine ve akımın çerçevesinin rastgele bir şekilde yönlendirilmesine izin verin, örneğin:

Şekil 4.1 Rastgele yerleştirilmiş çerçeve

Amper kuvveti rastgele yerleştirilmiş bir çerçeveye etki eder ve dönmeye başlar.

Şekil 4.2

Hareket sırasında çerçeve 90 ° açıya ulaşır. Moment (bir çift kuvvetin momenti veya dönme momenti) maksimumdur.

Şekil 4.3

Ve şimdi çerçeve dönme anı olmadığında bir konuma ulaşır. Akımı şimdi kapatmazsanız, Amper kuvveti çerçeveyi zaten yavaşlatır ve yarım turun sonunda çerçeve durur ve ters yönde dönmeye başlar. Ama buna ihtiyacımız yok.

Bu nedenle, Şekil 3'te zor bir hareket yapıyoruz - çerçevedeki akımın yönünü değiştiriyoruz.

Fig.4.4

Ve bu konumu geçtikten sonra, değişen akım yönüne sahip çerçeve artık frenlenmiyor, ancak tekrar hızlanıyor.

Fig.4.5

Ve çerçeve bir sonraki denge konumuna yaklaştığında, akımı tekrar değiştiririz.

Şekil 4.6'daki

Ve çerçeve tekrar ihtiyacımız olan yerde hızlanmaya devam ediyor.

Ve böylece sürekli bir dönüş ortaya çıkıyor. Güzel mi? Güzel. Devir başına ve işin tamamında sadece iki kez mevcut yönün değiştirilmesi gerekir.

Ve bunu yapıyor, yani. mevcut özel ünitenin - fırça toplayıcı ünitenin - değiştirilmesini sağlar. Prensip olarak şu şekilde organize edilir:

Şekil 5,

Rakam net ve açıklama yapmadan. Çerçeve bir kontağa, sonra diğerine sürtünür ve böylece akım değişir.

Fırça-toplama ünitesinin çok önemli bir özelliği küçük kaynağıdır. Sürtünme nedeniyle. Örneğin, burada DPR-52-N1 motor - minimum 1000 saatlik çalışma süresi. Aynı zamanda, modern fırçasız motorların hizmet ömrü 10.000 saatten fazla ve AC motorlar (orada SHKU da yok) 40.000 saatten fazla.

Post Script. Standart DC motoruna ek olarak (standart, bu bir fırça toplayıcı ünitesiyle anlamına gelir), gelişimi de vardır: fırçasız bir DC motor (BDTT) ve bir valf motoru.

BDTT, oradaki akımın elektronik olarak değişmesi (transistörler kapanır ve açılır) ve valf daha diktir, aynı zamanda akımı kontrol ederek anı kontrol eder. Genel olarak, karmaşıklığı olan bir valfe sahip bir BDTT bir elektrikli sürücü ile karşılaştırılabilir, çünkü her türlü rotor konum sensörü (örneğin Hall sensörleri) ve karmaşık bir elektronik kontrolöre sahiptir.

BDTT ile valf motoru arasındaki karşı EMF biçimindeki fark. BDT'de bir yamuk (brüt bir değişiklik) ve bir valf motorunda - bir sinüzoid, daha pürüzsüz bir araç var.

İngilizce olarak BDT BLDC ve valf motoru PMSM'dir.

Yöntem 2. Manyetik akı döndürülür, yani. manyetik alan.

Dönen bir manyetik alan, alternatif bir üç fazlı akım kullanılarak elde edilir. Bir stator var.

Şekil 6,

Ve alternatif akımın 3 fazı vardır.

Şekil 7

Aralarında, görünüşte 120 derece, elektrik dereceleri.

Bu üç faz, birbirlerine geometrik olarak 120 ° döndürülmeleri için statöre özel bir şekilde yerleştirilir.

Şekil 8

Ve sonra üç fazlı güç uygulandığında, üç sargıdan manyetik akıların katlanmasıyla dönen bir manyetik alan elde edilir.

Şekil 9

Daha sonra, dönen manyetik alan Amper kuvvetini çerçevemize “bastırır” ve döner.

Fakat farklılıklar da var, iki farklı yol.

Yöntem 2a. Çerçeveye güç verilir (senkron motor).

Çerçeve voltajına (sabit) araç veririz, çerçeve manyetik alana maruz kalır. Şekil 1'i en başından hatırlıyor musunuz? Çerçeve bu şekilde olur.

Şekil 10 (Şekil 1)

Ancak buradaki manyetik alan dönüyor ve sadece asılı değil. Çerçeve ne yapacak? Manyetik alanı takip ederek de dönecektir.

Bunlar (çerçeve ve alan) aynı frekansta veya senkronize olarak döner, bu nedenle bu motorlara senkron motorlar denir.

Yöntem 2b. Şasiye güç gelmiyor (asenkron motor).

Hile, çerçevenin beslenmemesi, hiç beslenmemesidir. Sadece bu kadar kapalı bir tel.

Manyetik alanı döndürmeye başladığımızda, elektromanyetizma yasalarına göre, çerçevede bir akım indüklenir. Bu akım ve manyetik alandan amper kuvveti elde edilir. Ancak Ampere'nin gücü yalnızca çerçeve manyetik alana göre hareket ederse ortaya çıkar (Ampere'nin deneyleri ve bir sonraki odaya yaptığı yolculuklarla tanınan bir hikaye).

Böylece çerçeve daima manyetik alanın gerisinde kalır. Ve sonra, bir nedenden dolayı aniden onu yakalarsa, o zaman tarladan gelen uç kaybolur, akım kaybolur, Amper kuvveti kaybolur ve her şey tamamen kaybolur. Yani, bir endüksiyon motorunda çerçeve her zaman alanın gerisinde kalır ve frekansları farklı anlamına gelir, yani asenkron olarak dönerler, bu nedenle motor asenkron olarak adlandırılır.

Ayrıca bu konuya bakın: Tek fazlı asenkron motorlar nasıl düzenlenir ve çalışır?, Elektrik jeneratör çeşitleri, cihaz ve çalışması