Princip pretvorbe energije u elektromotorima

Princip pretvorbe energije elektromotora odnosi se na njegov temeljni mehanizam pretvaranja električne energije u mehaničku energiju, koji se temelji na zakonima elektromagnetske indukcije i elektromagnetske sile (Amperov zakon)

Konkretno, motor ostvaruje pretvorbu energije putem elektromagnetske interakcije između statora i rotora: namot statora stvara magnetsko polje nakon što je pod naponom, koje u interakciji sa strujom u vodiču rotora proizvodi elektromagnetsku silu (Lorentzovu silu), čime se stvara okretni moment koji pokreće rotor da se okreće, i na kraju pretvara ulaznu električnu energiju u mehaničku kinetičku energiju

 

Osnovni princip pretvorbe energije u elektromotorima

Elektromagnetska indukcija i elektromagnetska sila: Kada struja prolazi kroz vodič motora (kao što je namot statora), oko njega se stvara magnetsko polje; Magnetsko polje djeluje u interakciji sa strujom u rotoru, a prema Amperovom zakonu sile, vodič je izložen sili koja uzrokuje rotaciju rotora

Put pretvorbe energije: Nakon što se električna energija unese u motor, ona se pretvara u rotacijsko gibanje rotora (mehanička energija) putem elektromagnetske indukcije i elektromagnetske sile, što pokreće vanjski teret na rad

Ključna struktura: Motor se uglavnom sastoji od statora (fiksni dio, stvara magnetsko polje) i rotora (rotirajući dio, nosi struju). Neki motori također uključuju komutator (DC motor) ili pretvarač frekvencije (AC motor) za održavanje jednosmjernog momenta.

 

Podjela i radne karakteristike motora

Elektromotore možemo podijeliti na istosmjerne i izmjenične motore prema izvorima napajanja. Među njima, AC motori se više koriste u elektroenergetskim sustavima, uključujući sinkrone motore i asinkrone motore (asinkroni motori imaju brzine rotora koje nisu sinkronizirane s brzinama magnetskog polja statora)

6. Rotirajuće magnetsko polje AC motora generiraju tro-fazne uravnotežene struje koje prolaze kroz namote statora s prostornom razlikom od 120 stupnjeva,

Među njima, (omega=2 \\ pi f) je kutna frekvencija, (f) je frekvencija snage, (p) je logaritam polova i sinkrona brzina (n0=60f/p)

7. Brzina rotora asinkronog motora (n=(1- s) n0) uvijek zaostaje za sinkronom brzinom, dajući mu prirodnu sposobnost mekog pokretanja zbog njegove "asinkrone" karakteristike

 

Povijesna pozadina i primjena

Princip rada elektromotora proizašao je iz magnetskog efekta struje koji je otkrio Auster 1820. godine, a zatim je Faraday izumio prvi električni motor 1821. godine.

6. Moderni motori imaju široku primjenu u industriji, transportu i kućanskim aparatima, a njihova učinkovitost pretvorbe energije ovisi o vrsti, dizajnu i uvjetima uporabe. Na primjer, AC motori su obično učinkovitiji od DC motora

1. S razvojem znanosti o materijalima i tehnologije upravljanja, motori se razvijaju prema većoj gustoći snage i inteligenciji

Električni motor koristi princip sile koja djeluje na naelektrizirani vodič u magnetskom polju (što se razlikuje od magnetskog učinka električne struje, a trenutna fizika za deveti razred Narodne nastave jasno ih razdvaja). Ovo načelo otkrio je danski fizičar Oster, rođen 14. kolovoza 1777. u obitelji ljekarnika u Rudjobinu na otoku Langlong. Godine 1794. primljen je na Sveučilište u Kopenhagenu, a doktorirao je 1799. Od 1801. do 1803. posjetio je zemlje poput Njemačke i Francuske i upoznao mnoge fizičare i kemičare. Od 1806. radio je kao profesor fizike na Sveučilištu u Kopenhagenu, a od 1815. postao je izvršni tajnik Kraljevskog danskog društva. Godine 1820. nagrađen je Copleyjevom medaljom Kraljevskog društva Engleske za izvanredno otkriće magnetskog učinka električne struje.

Od 1829. služio je kao dekan Tehnološkog instituta u Kopenhagenu. Preminuo je 9. ožujka 1851. u Kopenhagenu. Proveo je opsežna istraživanja u fizici, kemiji i filozofiji. Zbog utjecaja Kantove filozofije i Schellingove prirodne filozofije, čvrsto vjerujem da se prirodne sile mogu transformirati jedna u drugu i dugo sam istraživao vezu između elektriciteta i magnetizma. U travnju 1820. konačno je otkriveno djelovanje električne struje na magnetske igle, naime magnetsko djelovanje električne struje. 21. srpnja iste godine objavio je svoje nalaze pod naslovom "Eksperiment o učinku električnog sukoba na magnetskim iglama". Ovaj kratki rad izazvao je veliki šok u europskoj zajednici fizičara, doveo do pojave velikog broja eksperimentalnih rezultata i time otvorio novo polje fizike - elektromagnetizma.

Strukturna klasifikacija

1, Struktura tro-faznog asinkronog motora sastoji se od statora, rotora i drugog pribora.

(1) Stator (nepomični dio)

1. Željezna jezgra statora

Funkcija: Kao dio magnetskog kruga motora, a na kojem se nalazi namot statora.

Konstrukcija: jezgra statora općenito se izrađuje probijanjem i laminiranjem limova od silikonskog čelika s izolacijskim slojevima na površini debljine 0,35~0,5 milimetara. U unutarnjem krugu jezgre nalaze se ravnomjerno raspoređeni prorezi za ugradnju namota statora.

Postoji nekoliko vrsta tipova utora jezgre statora:

Poluzatvoreni utor: Učinkovitost i faktor snage motora su visoki, ali ugradnja namota i izolacija su teški. Obično se koristi u malim-motorima niskog napona.

Poluotvoreni utor: može ugraditi lijevane namotaje, općenito se koristi za velike i srednje niskonaponske-motore. Takozvani-formirani namot odnosi se na namot koji se može izolirati prije postavljanja u utor.

Otvoreni utor: koristi se za ugradnju oblikovanih namota, s prikladnom metodom izolacije, uglavnom se koristi u visoko{0}}naponskim motorima.

 

2. Statorski namot

Funkcija: To je dio strujnog kruga elektromotora, koji se napaja s tro-faznom izmjeničnom strujom za stvaranje rotirajućeg magnetskog polja.

Konstrukcija: Sastoji se od tri identična namota simetrično raspoređena pod električnim kutom od 120 stupnjeva u prostoru, svaki svitak ovih namota ugrađen je u određeni uzorak u svaki utor statora.

Postoje tri glavne stavke izolacije za namotaje statora: (osiguravanje pouzdane izolacije između vodljivih dijelova namota i željezne jezgre, kao i pouzdane izolacije između samih namota).

⑴ Izolacija uzemljenja: Izolacija između cijelog namota statora i jezgre statora.

⑵ Međufazna izolacija: Izolacija između namota statora svake faze.

⑶ Izolacija između zavoja: Izolacija između zavoja svakog namota statora svake faze.

Ožičenje unutar razvodne kutije motora:

Unutar razvodne kutije motora nalazi se blok stezaljki, a šest krajeva žica tro-faznog namota raspoređeno je u dva reda, s gornjim redom od tri stezaljke raspoređene slijeva na desno označene brojevima 1 (U1), 2 (V1) i 3 (W1), a donjim redom tri stezaljke raspoređene slijeva nadesno označene brojevima 6 (W2), 4 (U2) i 5. (V2). Spojite tro{14}}fazni namot u zvijezdu ili trokut. Sva proizvodnja i održavanje trebaju biti organizirani prema ovom serijskom broju.

 

3.Osnova stroja

Funkcija: Učvrstite jezgru statora i prednje i stražnje krajeve za podupiranje rotora i pružanje zaštite, odvođenje topline i druge funkcije.

Konstrukcija: Baza je obično izrađena od lijevanog željeza. Baza velikih asinkronih motora uglavnom je zavarena čeličnim pločama, dok je baza mikro motora izrađena od lijevanog aluminija. Zatvoreni motor ima rebra za raspršivanje topline na vanjskoj strani baze kako bi se povećalo područje rasipanja topline, dok zaštitni motor ima otvore za ventilaciju na oba kraja poklopca baze kako bi se omogućila izravna konvekcija zraka unutar i izvan motora, olakšavajući disipaciju topline.