Principis del motor elèctric per als maniquins

La base del motor elèctric, tant de corrent directe com de corrent altern, es basa en la força de Ampere. Si no us ofegueu com resulta, no serà mai incomprensible res.

Fig. 1

P.S. De fet, hi ha un producte vectorial i diferencials, però es tracta de detalls, i tenim un cas especial simplificat.

La direcció de la força de l'amper és determinada per la regla de la mà esquerra.

Fig.2

Poseu mentalment el palmell esquerre a la figura superior i obteniu la direcció de les forces d'Ampere. Ella va estirar el marc amb el corrent en aquesta posició, tal com es mostra a la Fig. 1. I no girarà res per aquí, el marc està en equilibri, estable.

I si el marc amb el corrent es gira de manera diferent, això és el que passarà:

Fig.3

Ja no hi ha un equilibri, la força Ampere desplega les parets oposades perquè el marc comenci a girar. Apareix la rotació mecànica. Aquesta és la base del motor elèctric, l’essència mateixa, només els detalls.

A continuació.

Què farà el marc amb la corrent a la figura 3 ?. Si el sistema és perfecte, sense friccions, òbviament hi haurà oscil·lacions. Si hi ha fricció, les oscil·lacions s’humiteixen gradualment, el marc amb corrent s’estabilitza i es torna com a la figura 1.

Però necessitem una rotació constant i es pot aconseguir de dues maneres fonamentalment diferents, i a partir d’aquí sorgeix la diferència entre motors de corrent continu i elèctric.

Mètode 1. Canvieu la direcció del corrent al fotograma.

Aquest mètode s’utilitza en motors de corrent continu i els seus descendents.

Estem veient les imatges. Que el nostre motor es desactivi i el marc amb el corrent s’orienti d’alguna manera d’atzar, com per exemple, per exemple:

Fig. 4.1 Marc posicionat aleatòriament

La força d'ampere actua sobre un marc situat de manera aleatòria i comença a girar.

Figura 4.2

Durant el moviment, el marc arriba a un angle de 90 °. El moment (moment d’un parell de forces o moment de rotació) és màxim.

Figura 4.3

I ara el marc arriba a una posició quan no hi ha cap moment de gir. I si no apagueu el corrent ara, la força d'Ampere ja frenarà el marc i al final d'una mitja volta el quadre s'aturarà i començarà a girar en el sentit contrari. Però no en necessitem.

Per tant, fem un moviment complicat a la figura 3: canviem la direcció del corrent al marc.

Fig.4.4

I després de creuar aquesta posició, el marc amb la direcció actual canviada ja no es frena, sinó que s’accelera de nou.

Fig.4.5

I quan el marc s’aproxima a la següent posició d’equilibri, tornem a canviar el corrent.

Fig.4.6

I el fotograma de nou continua accelerant allà on necessitem.

I així resulta una rotació constant. És bonic? Agradable. Només cal canviar la direcció de les actuals dues vegades per revolució i de tot el negoci.

I ho fa, és a dir. proporciona un canvi de la unitat especial actual: unitat col·lectora de pinzells. En principi, s’organitza de la manera següent:

Fig.5

La xifra és clara i sense explicació. El marc es frega sobre un contacte i després sobre un altre, de manera que els canvis actuals.

Una característica molt important de la unitat col·lectora de pinzells és el seu petit recurs. Per fricció. Per exemple, aquí teniu el motor DPR-52-N1: el temps mínim de funcionament de 1000 hores. Al mateix temps, la vida útil dels motors moderns sense escombretes és superior a 10.000 hores, i els motors CA (tampoc no hi ha SHKU) hi ha més de 40.000 hores.

Escriptura de missatges A més del motor de corrent continu (estàndard, això vol dir amb una unitat col·lectora de pinzells), també hi ha el seu desenvolupament: un motor de corrent sense escombretes (BDTT) i un motor de vàlvula.

El BDTT difereix que el corrent canvia electrònicament (els transistors es tanquen i s’obren), i la vàlvula és encara més forta, també canvia la corrent, controlant el moment. En general, una BDTT amb una vàlvula en complexitat és comparable a una unitat elèctrica, perquè disposa de tot tipus de sensors de posició del rotor (sensors Hall per exemple) i un controlador electrònic complex.

La diferència entre el BDTT i el motor de la vàlvula en forma de contraemf. A la BDT hi ha un trapezi (un canvi brut), i en un motor de vàlvula - un sinusoide, un mitjà més suau.

En anglès, BDT és BLDC, i el motor de vàlvula és PMSM.

Mètode 2. El flux magnètic es gira, és a dir. camp magnètic.

S’obté un camp magnètic giratori utilitzant un corrent trifàsic alternatiu. Hi ha un estator.

Fig.6

I hi ha 3 fases de corrent altern.

Fig. 7

Entre ells, aparentment 120 graus, graus elèctrics.

Aquestes tres fases es col·loquen a l’estator d’una manera especial de manera que es girin geomètricament uns 120 º l’una de l’altra.

Fig. 8

I llavors quan s'aplica potència trifàsica, s'obté un camp magnètic giratori plegant fluxos magnètics des dels tres enrotllaments.

Fig. 9

A continuació, el camp magnètic giratori “pressiona” la força Ampere sobre el nostre marc i gira.

Però també hi ha diferències, de dues maneres diferents.

Mètode 2a. El bastidor està alimentat (motor síncron).

Donem mitjans a la tensió del fotograma (constant), el marc està exposat al camp magnètic. Recordeu la figura 1 des del principi? Així es converteix en el marc.

Fig. 10 (Fig. 1)

Però el camp magnètic està girant, i no només penjat. Què farà el marc? També girarà, seguint el camp magnètic.

Ells (el marc i el camp) giren amb la mateixa freqüència, o de forma sincrònica, per la qual cosa aquests motors s’anomenen motors sincrònics.

Mètode 2b. El bastidor no està alimentat (motor asíncron).

El truc és que el marc no s’alimenta, no s’alimenta en absolut. Només un fil tancat.

Quan comencem a girar el camp magnètic, segons les lleis de l’electromagnetisme, s’indueix un corrent al marc. La força de l'amperi s'obté d'aquest camp de corrent i magnètic. Però la força d'Ampere només es produirà si el fotograma es desplaça en relació amb el camp magnètic (una història coneguda amb els experiments d'Ampere i els seus viatges a la sala següent).

Així doncs, el marc sempre quedarà enrere del camp magnètic. I aleshores, si per alguna raó ella s’aconsegueix de sobte amb ell, aleshores la punta del camp desapareixerà, el corrent desapareixerà, la força d’Ampere desapareixerà i tot desapareixerà del tot. És a dir, en un motor d’inducció el marc sempre queda darrere del camp i la seva freqüència significa diferent, és a dir, giren asincrònicament, per tant el motor s’anomena asíncron.

Vegeu també aquest tema: Com es disposen i funcionen els motors asíncrons monofàsics?, Tipus de generadors elèctrics, dispositiu i el seu funcionament