หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ฟิสิกส์ระดับ 9

วันนี้ให้จินตนาการถึงอารยธรรมมนุษย์และสังคมที่มีเทคโนโลยีสูงโดยไม่มีไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้ หนึ่งในอุปกรณ์หลักที่ให้การดำเนินงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าคือเครื่องยนต์ เครื่องนี้พบการกระจายตัวที่กว้างที่สุด: จากอุตสาหกรรม (พัดลมเครื่องบีบอัดเครื่องอัดลม) ไปจนถึงของใช้ในครัวเรือน (เครื่องซักผ้าเครื่องเจาะ ฯลฯ ) แต่หลักการของมอเตอร์ไฟฟ้าคืออะไร?

การแต่งตั้ง

หลักการของมอเตอร์ไฟฟ้าและพื้นฐานของมันเป้าหมายคือการถ่ายโอนไปยังร่างกายทำงานพลังงานกลที่จำเป็นสำหรับการเสร็จสิ้นกระบวนการทางเทคโนโลยี ตัวเครื่องยนต์เองสร้างค่าใช้จ่ายจากการใช้ไฟฟ้าที่ใช้จากโครงข่าย ในหลักการหลักการของมอเตอร์ไฟฟ้าคือการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล จำนวนพลังงานเชิงกลที่ผลิตโดยเขาเป็นเวลาหนึ่งหน่วยเรียกว่าพลังงาน

ประเภทของเครื่องยนต์

ขึ้นอยู่กับลักษณะของเครือข่ายอุปทานมีสองประเภทหลักของเครื่องยนต์: DC และ AC เครื่อง DC ที่พบมากที่สุดคือมอเตอร์ที่มีแรงกระตุ้นแบบต่อเนื่องอิสระและแบบผสม ตัวอย่างของมอเตอร์ AC เป็นเครื่องซิงโครนัสและอะซิงโครนัส อุปกรณ์และหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีลักษณะเฉพาะจะขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของตัวนำที่มีสนามแม่เหล็กและสนามแม่เหล็กหรือแม่เหล็กถาวร (วัตถุที่เป็นเหล็ก) กับสนามแม่เหล็ก

กรอบที่มีกระแสไฟฟ้าเป็นแบบอย่างของเครื่องยนต์

ประเด็นหลักในคำถามดังกล่าวเป็นหลักการการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าคุณสามารถตั้งชื่อลักษณะของแรงบิด พิจารณาปรากฏการณ์ดังกล่าวสามารถเป็นตัวอย่างของกรอบที่มีในปัจจุบันซึ่งประกอบด้วยสองตัวนำและแม่เหล็กหนึ่ง ปัจจุบันถูกนำไปใช้ตัวนำผ่านแหวนสลิปที่ได้รับการแก้ไขบนแกนหมุนกรอบ สอดคล้องกับกฎที่มีชื่อเสียงของมือซ้ายในกรอบจะทำหน้าที่กองกำลังที่สร้างแรงบิดเทียบกับแกน ภายใต้การกระทำของกำลังทั้งหมดนี้จะหมุนในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา เป็นที่รู้จักกันว่าแรงบิดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (B) ในปัจจุบันเข้ม (I) ที่กรอบสี่เหลี่ยม (S) และจะขึ้นอยู่กับมุมระหว่างเส้นสนามและแกนที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามภายใต้การกระทำของช่วงเวลาที่มีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของกรอบจะดำเนินการเคลื่อนไหว oscillatory จะทำอย่างไรเพื่อสร้างทิศทางแบบถาวร? มีสองตัวเลือก:

• เปลี่ยนทิศทางของกระแสไฟฟ้าในเฟรมและตำแหน่งของตัวนำเทียบกับขั้วของแม่เหล็ก
• เปลี่ยนทิศทางของฟิลด์เองในขณะที่เฟรมหมุนไปในทิศทางเดียวกัน

ตัวเลือกแรกใช้สำหรับมอเตอร์กระแสตรง และประการที่สองคือหลักการทำงานของมอเตอร์ AC

การกลับรายการของกระแสเทียบกับแม่เหล็ก

เพื่อที่จะเปลี่ยนทิศทางของการเคลื่อนที่อนุภาคที่มีประจุในโครงตัวนำมีกระแสอยู่คุณต้องมีอุปกรณ์ที่จะกำหนดทิศทางนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของตัวนำ การออกแบบนี้จะดำเนินการผ่านการใช้ที่ติดต่อแบบเลื่อนซึ่งทำหน้าที่จัดหาเฟรมปัจจุบันให้กับเฟรม เมื่อเปลี่ยนแหวนหนึ่งแฉกสองอันเมื่อเฟรมหมุนไปครึ่งเลี้ยวทิศทางของกระแสจะกลับทิศทางและแรงบิดจะยังคงอยู่ เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าแหวนวงหนึ่งมีสองส่วนที่แยกออกจากกัน

การออกแบบเครื่อง DC

ตัวอย่างข้างต้นเป็นหลักการทำงานมอเตอร์กระแสตรง เครื่องจริงแน่นอนมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งมีการใช้เฟรมหลายสิบรูปประกอบขึ้นเป็นรูปวงแหวน ตัวนำของขดลวดนี้จะอยู่ในช่องพิเศษในแกนเหล็ก ferromagnetic ทรงกระบอก ปลายขดลวดติดกับวงแหวนหุ้มฉนวนซึ่งเป็นตัวสะสม ที่คดเคี้ยวตัวเก็บประจุและแกนหลักคือการยึดเหนี่ยวหมุนในตลับลูกปืนกับตัวเครื่องยนต์ สนามแม่เหล็กของแรงกระตุ้นถูกสร้างขึ้นโดยขั้วของแม่เหล็กถาวรซึ่งตั้งอยู่ในที่อยู่อาศัย ขดลวดเชื่อมต่อกับสายไฟและสามารถเปิดทั้งสองอย่างอิสระจากวงจรกระดองและชุด ในกรณีแรกมอเตอร์ไฟฟ้าจะมีแรงกระตุ้นอิสระในลำดับที่สอง นอกจากนี้ยังมีการออกแบบที่มีการกระตุ้นแบบผสมเมื่อใช้การเชื่อมต่อขดลวดสองประเภทในครั้งเดียว

เครื่อง Synchronous

หลักการทำงานของมอเตอร์ซิงโครนัสคือต้องสร้างสนามแม่เหล็กหมุน จากนั้นคุณต้องใส่ในฟิลด์นี้คล่องตัวไม่เปลี่ยนแปลงในทิศทางของตัวนำปัจจุบัน หลักการของการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสซึ่งเป็นที่แพร่หลายมากในอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับตัวอย่างข้างต้นที่มีเฟรมที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ สนามหมุนที่สร้างโดยแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยใช้ระบบของขดลวดที่เชื่อมต่อกับสายไฟ มักจะใช้ขดลวดสามเฟสอย่างไรก็ตามหลักของการทำงานของมอเตอร์ AC แบบเฟสเดียวจะไม่แตกต่างจากสามเฟสยกเว้นจำนวนเฟสที่ตัวเองไม่เกี่ยวข้องเมื่อพิจารณาคุณสมบัติการออกแบบ ขดลวดที่วางอยู่ในช่องของสเตเตอร์ที่มีการเปลี่ยนแปลงบางอย่างไปตามเส้นรอบวง นี้จะทำเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุนในช่องว่างอากาศที่เกิดขึ้น

synchronism

จุดสำคัญคือการทำงานแบบซิงโครนัสมอเตอร์ไฟฟ้าของการก่อสร้างข้างต้น เมื่อสนามแม่เหล็กมีปฏิสัมพันธ์กับกระแสในขดลวดโรเตอร์กระบวนการหมุนของมอเตอร์จะเกิดขึ้นซึ่งจะสอดคล้องกับการหมุนของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นบนสเตเตอร์ การซิงโครไนซ์จะยังคงอยู่จนกว่าจะถึงเวลาสูงสุดซึ่งเกิดจากความต้านทาน โดยการเพิ่มภาระเครื่องสามารถออกไปซิงค์ได้

มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

หลักการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสคือการปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กหมุนและเฟรมปิด (รูปทรง) บนโรเตอร์ - ส่วนที่หมุน สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับมอเตอร์ซิงโครนัสโดยใช้ขดลวดที่อยู่ในช่องสเตียร์ซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายแรงดันไฟฟ้าสลับ ขดลวดโรเตอร์ประกอบด้วยโหลปิดกรอบรูปและมักจะมีสองประเภทของการทำงาน: เฟสและลัดวงจร หลักการของการทำงานของมอเตอร์กระแสไฟ AC ในทั้งสองรุ่นมีความเหมือนกันการออกแบบจะเปลี่ยนไป ในกรณีของใบพัดแบบลัดวงจร (หรือที่เรียกว่า "กระรอกกระรอก") ขดลวดจะเทด้วยอลูมิเนียมหลอมละลายลงในช่อง ในการผลิตขดลวดเฟสปลายของแต่ละเฟสจะถูกนำออกมาด้วยความช่วยเหลือของการเลื่อนแหวน - ติดต่อเนื่องจากจะช่วยให้รวมตัวต้านทานเพิ่มเติมในวงจรซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์

เครื่องฉุดลาก

หลักการทำงานของมอเตอร์ฉุดคล้ายกับมอเตอร์ dc จากกระแสไฟฟากระแสไฟฟาจะถูกนําเขาไปผานไป นอกจากนี้กระแสไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสจะถูกส่งไปยังสถานีเชื่อมต่อพิเศษ มีเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า มันแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง ตามโครงการนี้จะดำเนินการโดยหนึ่งในขั้วของตนไปที่สายการติดต่อที่สอง - โดยตรงกับราง ต้องจำไว้ว่ากลไกการลากจูงจำนวนมากทำงานที่ความถี่แตกต่างจากที่กำหนดไว้ในอุตสาหกรรม (50 Hz) ดังนั้นการใช้ความถี่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าหลักการในการที่จะแปลงความถี่และการควบคุมลักษณะนี้

ตามแรงเสียดทานที่ยกขึ้นแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้ห้องที่มีตัวต้านทานและคอนแทคเริ่มต้น ด้วยความช่วยเหลือของตัวควบคุม rheostats เชื่อมต่อกับมอเตอร์ traction ที่อยู่บนเพลาของรถลาก จากนั้นกระแสไหลผ่านยางไปยังรางแล้วกลับไปที่สถานีไฟฟ้าแรงดึงเพื่อปิดวงจรไฟฟ้า