Принцип конверзије енергије у електромоторима

Принцип конверзије енергије електромотора односи се на његов основни механизам претварања електричне енергије у механичку енергију, који се заснива на законима електромагнетне индукције и електромагнетне силе (Амперов закон)

Конкретно, мотор остварује конверзију енергије путем електромагнетне интеракције између статора и ротора: намотај статора генерише магнетно поље након што се напаја, које у интеракцији са струјом у проводнику ротора производи електромагнетну силу (Лоренцова сила), формирајући на тај начин обртни момент који покреће ротор да се ротира, и на крају се претвара у механичку електричну енергију.

 

Основни принцип конверзије енергије у електромоторима

Електромагнетна индукција и електромагнетна сила: Када струја пролази кроз проводник мотора (као што је намотај статора), око њега се генерише магнетно поље; Магнетно поље је у интеракцији са струјом у ротору, а према Амперовом закону силе, проводник је подвргнут сили која изазива ротор ротора

Пут конверзије енергије: Након што се електрична енергија унесе у мотор, она се претвара у ротационо кретање ротора (механичка енергија) путем електромагнетне индукције и електромагнетне силе, која покреће спољно оптерећење да ради

Кључна структура: Мотор се углавном састоји од статора (фиксни део, генерише магнетно поље) и ротора (ротирајући део, носи струју). Неки мотори такође укључују комутатор (ДЦ мотор) или фреквентни претварач (АЦ мотор) за одржавање једносмерног обртног момента.

 

Класификација и радне карактеристике мотора

Електромотори се могу поделити на ДЦ моторе и АЦ моторе према изворима напајања. Међу њима, АЦ мотори се више користе у енергетским системима, укључујући синхроне моторе и асинхроне моторе (асинхрони мотори имају брзине ротора које нису синхронизоване са брзинама магнетног поља статора)

6. Ротационо магнетно поље АЦ мотора се генерише трофазним балансираним струјама које пролазе кроз намотаје статора са просторном разликом од 120 степени,

Међу њима, (омега=2 \\ пи ф) је угаона фреквенција, (ф) је фреквенција снаге, (п) је логаритам полова, а синхрона брзина (н0=60ф/п)

7. Брзина ротора асинхроног мотора (н=(1- с) н0) увек заостаје за синхроном брзином, што му даје могућност природног меког покретања због његове „асинхроне“ карактеристике

 

Историјска позадина и примена

Принцип рада електромотора потиче од тренутног магнетног ефекта који је открио Остер 1820. године, а затим је Фарадеј изумео први електрични моторни уређај 1821.

6. Савремени мотори се широко користе у индустрији, транспорту и кућним апаратима, а њихова ефикасност конверзије енергије зависи од типа, дизајна и услова коришћења. На пример, АЦ мотори су обично ефикаснији од ДЦ мотора

1. Са развојем науке о материјалима и технологије управљања, мотори се развијају ка већој густини снаге и интелигенцији

Електромотор користи принцип силе која делује на наелектрисани проводник у магнетном пољу (које се разликује од магнетног ефекта електричне струје, а тренутна физика за девети разред Пеопле'с Едуцатион Пресс јасно раздваја то двоје). Откриће овог принципа направио је дански физичар Остер, рођен 14. августа 1777. године у породици фармацеута у Руђобину на острву Ланглонг. Године 1794. примљен је на Универзитет у Копенхагену и докторирао је 1799. Од 1801. до 1803. посетио је земље попут Немачке и Француске и упознао многе физичаре и хемичаре. Од 1806. радио је као професор физике на Универзитету у Копенхагену, а од 1815. постао је извршни секретар Краљевског данског друштва. Године 1820. добио је Коплијеву медаљу Краљевског друштва Енглеске за своје изванредно откриће магнетног ефекта електричне струје.

Од 1829. године обављао је дужност декана Копенхагенског технолошког института. Преминуо је 9. марта 1851. године у Копенхагену. Спровео је опсежна истраживања у области физике, хемије и филозофије. Због утицаја Кантове филозофије и Шелингове природне филозофије, чврсто верујем да се природне силе могу трансформисати једна у другу, и дуго сам истраживао везу између електрицитета и магнетизма. У априлу 1820. године коначно је откривено дејство електричне струје на магнетне игле, односно магнетно дејство електричне струје. 21. јула исте године објавио је своја открића под насловом „Експеримент о ефекту електричног сукоба на магнетним иглама“. Овај кратак рад изазвао је велики шок у европској заједници физичара, што је довело до појаве великог броја експерименталних резултата и тако отворило ново поље физике - електромагнетизма.

Структурна класификација

1, Структура трофазног асинхроног мотора се састоји од статора, ротора и других додатака.

(1) Статор (стационарни део)

1. Гвоздено језгро статора

Функција: Као део магнетног кола мотора, на коме је постављен намотај статора.

Конструкција: Језгро статора је углавном направљено пробијањем и ламинирањем силиконских челичних лимова са изолационим слојевима на површини дебљине 0,35~0,5 милиметара. У унутрашњем кругу језгра су равномерно распоређени прорези за уградњу намотаја статора.

Постоји неколико типова утора за језгро статора:

Полу затворени утор: Ефикасност и фактор снаге мотора су високи, али је уградња намотаја и изолација тешки. Обично се користи у малим{1}}моторима ниског напона.

Полуотворени прорез: способан за уградњу обликованих намотаја, обично се користи за велике и средње{0}}нисконапонске-моторе. Тако -формирани намотај се односи на намотај који се може изоловати пре него што се постави у прорез.

Отворени прорез: користи се за уградњу обликованих намотаја, са погодном методом изолације, углавном се користи у високонапонским-моторима.

 

2. Намотај статора

Функција: То је део струјног кола електромотора, који се напаја трофазном струјом наизменичне струје за генерисање ротирајућег магнетног поља.

Конструкција: Састоји се од три идентична намотаја распоређена симетрично под електричним углом од 120 степени у простору, сваки калем ових намотаја је уграђен у одређени образац у сваки прорез статора.

Постоје три главна изолациона предмета за намотаје статора: (обезбеђивање поуздане изолације између проводних делова намотаја и гвозденог језгра, као и поуздане изолације између самих намотаја).

⑴ Изолација уземљења: Изолација између целог намотаја статора и језгра статора.

⑵ Међуфазна изолација: Изолација између намотаја статора сваке фазе.

⑶ Међузавојна изолација: Изолација између завоја сваког намотаја статора сваке фазе.

Ожичење унутар разводне кутије мотора:

Унутар разводне кутије мотора налази се терминални блок, а шест крајева жица трофазног намотаја - су распоређени у два реда, при чему су горњи ред од три прикључна ступа распоређена с лева на десно означена бројевима 1 (У1), 2 (В1) и 3 (В1), а доњи ред од три прикључна ступа распоређена с лева на десно (УВ2 број), 4 (УВ2). Повежите трофазни{14}}намотај у везу звезда или трокут. Сва производња и одржавање треба да буду уређени према овом серијском броју.

 

3.Машинска база

Функција: Поправите језгро статора и предње и задње завршне поклопце да подрже ротор и обезбеде заштиту, расипање топлоте и друге функције.

Конструкција: Основа је обично од ливеног гвожђа. База великих асинхроних мотора је углавном заварена челичним плочама, док је основа микро мотора направљена од ливеног алуминијума. Затворени мотор има ребра за расипање топлоте на спољашњој страни базе како би се повећала површина одвођења топлоте, док заштитни мотор има вентилационе отворе на оба краја поклопца базе како би омогућио директну конвекцију ваздуха унутар и изван мотора, олакшавајући дисипацију топлоте.