Das Funktionsprinzip des Motors. Das Prinzip des Betriebs des Wechselstrommotors. Physik, Grad 9

Heute stellt die menschliche Zivilisation und High-Tech-Gesellschaft ist unmöglich ohne Strom. Eines der wichtigsten Geräte, die die Arbeit von elektrischen Geräten zu unterstützen, ist der Motor. aus der Industrie (Fans, Mühlen, Kompressoren) auf dem häuslichen Gebrauch (Waschmaschinen, Bohrmaschinen, etc.): Diese Maschine hat die am weitesten verbreiteten gefunden. Aber was ist das Prinzip des Betriebes des Motors?

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Das Prinzip des Betriebes des Elektromotors und seine Hauptziele sind die Arbeitsgremien, die für die Erfüllung der technologischen Prozesse der mechanischen Energie zu übertragen. Der Motor selbst erzeugt es auf Kosten von Strom aus dem Netz verbraucht. Im Grunde genommen ist der Grundsatz des Betriebes des Elektromotors ist, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Die Menge der mechanischen Energie, die von ihnen pro Zeiteinheit erzeugt wird Strom genannt.

Arten von Motoren

In Abhängigkeit von dem Förderverhalten des Netzwerks sind zwei Haupttypen von Motor identifiziert werden: DC und AC. Die am häufigsten verwendeten Gleichstrommaschinen sind Motoren mit einer einheitlichen, unabhängiger und gemischten Anregung. Beispiele von Motoren an AC können synchrone und asynchrone Maschinen auszuführen. Trotz der scheinbaren Vielfalt, die Vorrichtung und das Prinzip des Betriebes des Motors von jedem Ziel auf der Basis der Interaktion mit dem Stromleiter und dem magnetischen Feld oder dem Permanentmagneten (ferromagnetisches Objekt) mit dem Magnetfeld.

Rahmen mit Strom – Motor Urbild

Der wichtigste Punkt in dieser Angelegenheit, wie das Prinzip der Arbeitsweise des Motors kann das Auftreten von Drehmoment bezeichnet werden. Betrachten wir ein solches Phänomen ein Beispiel eines Rahmens mit einem Strom sein kann, der aus zwei Leitern und einem Magneten besteht. Strom wird der Leiter durch die Schleifringe zugeführt, die an dem Drehrahmen Achse befestigt sind. Gemäß der bekannten Regel der linken Hand auf dem Rahmen wird die Kräfte wirken, die ein Drehmoment im Verhältnis zur Achse erstellen. Sie ist unter dem Einfluss der Gesamtkraft wird in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn drehen. Es ist bekannt , dass das Drehmoment direkt proportional zu der magnetischen Induktion (B), die Stromstärke (I), die quadratischen Rahmen (S) und sind abhängig von dem Winkel zwischen den Feldlinien und der letzten Achse. Jedoch unter dem Einfluß der Zeit, in seine Richtung ändert, wird der Rahmen schwingen. Was zur Bildung einer konstanten Richtung zu nehmen? Es gibt zwei Möglichkeiten:

• ändern, um die Richtung des elektrischen Stroms in einem Rahmen und die Position des Leiters relativ zu den Magnetpolen;
• ändern Sie die Richtung des Feldes, trotz der Tatsache, dass der Rahmen in der fortgesetzten Richtung dreht.

Eine erste Ausführungsform ist für die Gleichstrommotoren eingesetzt. Und die zweite – ist das Prinzip des Betriebes des Wechselstrommotors.

Ändern der Richtung des Stroms in Bezug auf den Magnet

Um die Richtung der Bewegung der geladenen Teilchen in dem Leiter mit einem aktuellen Rahmen, eine Vorrichtung zu ändern, die sie in die Richtung zugewiesen ist abhängig von der Anordnung von elektrischen Leitern. Diese Konstruktion wird durch die Verwendung von Schleifkontakten realisiert, die an den Rahmenstrom verwendet zu liefern. Wenn einer der beiden Ring ersetzt, wenn der Rahmen eine halbe Umdrehung gedreht wird, wird die Stromrichtung umgekehrt, und es Moment speichert. Es ist wichtig, zu berücksichtigen, dass ein Ring aus zwei Hälften zusammengesetzt ist, die voneinander isoliert sind.

Das Design von Gleichstrommaschinen

Das obige Beispiel – ist das Prinzip der Arbeit des Gleichstrommotors. Die reale Maschine, hat natürlich eine kompliziertere Struktur, die Wicklung zig Rahmen bildet den Anker verwendet. Der Leiter der Wicklung wird in speziellen Nuten in dem zylindrischen ferromagnetischen Kern angeordnet. Die Enden der Wicklungen sind an die isolierten Ringen verbunden, der einen Verteiler bilden. Wicklung, Kollektor und die Kern – ist der Anker in Lagern auf dem Gehäuse des Motors dreht. Das magnetische Erregerfeld wird durch die Pole der Permanentmagneten erzeugt werden, die in dem Gehäuse angeordnet sind. Die Wicklung ist mit dem Netz verbunden und kann sowohl unabhängig von der Ankerkette und nacheinander umfassen. Im ersten Fall wird der Motor über eine separate Anregung, in den zweiten – im Einklang. Es ist auch das Design der gemischten Anregung bei der Verwendung von nur zwei Arten von Verbindungswicklung.

Synchronmaschine

Das Prinzip des Betriebs des Synchronmotors ist die Notwendigkeit, ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen. Dann müssen Sie in dem Feld in Richtung des Stromleiters unverändert rationalisierte setzen. Das Prinzip des Betriebes des Synchronmotors, die in der Industrie sehr weit verbreitet war, basierend auf dem obigen Beispiel mit einem Rahmen mit einem Strom. Das Drehfeld durch die Magneten erzeugt wird, durch Wicklungssysteme gebildet, die mit dem Netz verbunden ist. Normalerweise verwenden Dreiphasenwicklungen, aber das Prinzip des Betriebes von Einphasenmotoren AC nicht von den Drei-Phasen unterschiedlich sein, mit der Ausnahme , dass die Anzahl der Phasen selbst, die unbedeutend ist , wenn die Design – Funktionen. Die Wicklungen sind in den Statornuten mit einer gewissen Verschiebung in Umfangsrichtung angeordnet. Dies geschieht, um ein rotierendes Magnetfeld in dem Luftspalt gebildet zu schaffen.

Synchronität

Ein sehr wichtiger Punkt ist der synchronisierten Betrieb des Elektromotors mit dem obigen Aufbau. In der Wechselwirkung des Magnetfeldes mit dem Strom in der Rotorwicklung entsteht selbst Motordrehprozess, der in Bezug auf die Drehung des Magnetfelds, das durch den Stator gebildet synchron ist. Synchronismus wird auf das maximale Drehmoment aufrechterhalten, die durch den Widerstand hervorgerufen wird. Wenn die Last zunimmt, kann die Maschine nicht mehr synchronisiert sind.

Induktionsmotor

Das Funktionsprinzip der elektrischen Induktion ist Anwesenheit eines rotierenden Magnetfeldes und geschlossenen Rahmen (Schaltungen) auf dem Rotor – Spinnabschnitt. Ein Magnetfeld wird in der gleichen Weise wie der der Synchronmotor gebildet ist – unter Verwendung von Schlitzen in den Statorwicklungen angeordnet sind mit einem Wechselspannungsnetz. Rotorwicklungen besteht aus zehn-Schleifen und der Rahmen sind in der Regel zwei Arten von Leistung: Phase und kurzgeschlossen. Das Funktionsprinzip eines Wechselstrommotor ist in beiden Fällen das gleiche, nur das Design der Änderung. Im Fall einer Käfigläuferwicklung geschmolzenes Aluminiums (auch als „Käfigläufer“ bezeichnet) gegossen, in die Nuten. In der Produktionsphase Wicklungsende jeder Phase nach außen über den Schleifkontaktringen ausgegeben, da dies zusätzliche Widerstände in der Schaltung ermöglicht, die zur Steuerung der Motordrehzahl notwendig sind.

Ziehmaschine

Das Prinzip der Arbeitsweise des Fahrmotors ist ähnlich den Motor mit Gleichstrom. Aus dem Strom wird das Netz versorgt Aufwärtstransformator. Als nächstes wird ein alternierender Drehstrom an die speziellen Traktionsunterstationen übertragen wird. Es gibt einen Gleichrichter. Er wandelt Wechselstrom in Gleichstrom. In Schema durch es seine eine Polarität zu dem Fahrdraht, der andere – direkt an die Schienen. Es muss daran erinnert werden, dass viele Zugmechanismen bei einer Frequenz von der etablierten Industrie (50 Hz) unterschiedlich arbeiten. Daher verwenden chastotnik für den Motor, das Funktionsprinzip darin besteht , die Frequenz und die Steuerung dieser Eigenschaft zu konvertieren.

Durch Pantograph angehobene Spannung der Kammer zugeführt, wo die Ausgangswiderstände und Schützen. Mit Rheostate Steuerungen sind mit den Fahrmotoren verbunden, die auf Achsen Drehgestellen angeordnet ist. Von ihnen fließt ein Strom, der durch die Reifen auf den Schienen und dann an die Bahnstromumformerwerk zurückgeführt, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.