Двигатель переменного тока в электрической. Современный электродвигатель

Введение______________________________________________________________3

Принцип работы электродвигателей_______________________________________5

Классификация электодаигателей_________________________________________5

Преимущества и недостатки______________________________________________8

Электродвигатели в гибридных автомобилях_______________________________9

Гибрид на примере Porsche Panamera______________________________________12

Мы не закончили бы это, если бы хотели перечислить уже реализованные приложения о переносе силы проволокой, благодаря динамо-электрическим машинам, конъюгированным. Однако мы не можем отказаться от указания испытаний, которые были сделаны для применения электродвигателя для перевозки пассажиров на железных дорогах.

Именно немецкому производителю «Вернер Сименс» в Берлине первое применение электрического транспорта силы связано с перетаскиванием конвоев на дорожки. Водитель, который привез электричество на вторую машину Грамме, был железным стержнем, расположенным между двумя рельсами, изолированными блоками дерева, по которым шли мимоходом гибкие лопасти, доводящие ток до приемной машины. Эта система транспортировки силы для создания локомоции на железных дорогах была значительно изменена позднее; но, скажем так, не принеся больших практических результатов.

Топливная экономия и экологичность_____________________________________14

Вывод________________________________________________________________15

ВВЕДЕНИЕ

Современный электродвигатель

Электрический двигатель – механизм или специальная машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, при котором так же выделяется тепло.

Марсель Депрез приложил свое имя к заявлению в большом количестве о переносе естественных или искусственных сил с помощью провода. У него была заслуга определения того, в какой пропорции передается сила, т.е. степени эффективности примитивной силы. Марсель Депрез разрабатывал проект по электропередаче и распределению силы, создаваемой паровым двигателем, на различные станки мастерской. Различные мелкие машины были введены в действие электрической передачей силы парового двигателя.

Марсель Депрез попросил его сделать практическую и публичную демонстрацию своей системы электропередачи электричеством. Марсель Депрез принял с готовностью. Электрогенерирующая машина была установлена в Мишахе, небольшом городке на юге Баварии, где есть важные угольные шахты и который находится в 57 километрах от Мюнхена; принимающая машина тока была помещена в этот последний город, в большой неф выставки, где он управлял центробежным насосом, используемым для питания небольшого искусственного водопада.

Предыстория

Якоби Борис Семенович

Тесная взаимосвязь между магнитными и электрическими явлениями открыла перед учеными новые возможности. История электрического транспорта и всего электромашиностроения в целом начинается с закона электромагнитной индукции, открытого М. Фарадеем в 1831 году, и правила Э. Ленца, согласно которому индукционный ток всегда направлен таким образом, чтобы противодействовать причине, его вызывающей. Труды Фарадея и Ленца легли в основу создания первого электродвигателя Бориса Якоби.

Линия состояла из двух обычных оцинкованных железных телеграфных проводов, которые были предоставлены экспериментаторами баварским правительством. Не считалось необходимым покрывать провода изолирующим конвертом. Ему удалось добиться силы четвертой лошадиной силы и получить только 30-процентную отдачу от первоначальной силы.

Он работал на телеграфном проводе длиной 17 километров. Две лошадиные силы были отправлены на расстоянии 8 км с половиной, с выходом 40. Еще одна серия экспериментов была предпринята г-ном Марселем Депресом в Гренобле для транспортировки, а не искусственной силы парового двигателя, но естественной силой водопада. Телеграфная проволока из оцинкованного железа была оставлена, и она была заменена специальной проволокой из кремнистой бронзы, состоящей из двух миллиметров в разрезе. Мы знаем, что кремнистая бронза обладает гораздо большей устойчивостью, чем простая проволока.

Установка Фарадея состояла из подвешенного провода, который окунался в ртуть. Магнит устанавливался посередине колбы с ртутью. При замыкании цепи, провод начинал вращение вокруг магнита, демонстрируя то, что вокруг провода, эл. током, образовывалось электрическое поле.

Данный двигатель считается самым простым видом из всего класса электродвигателей. Впоследствии он получил продолжение в виде Колеса Барлова, но новое устройство носило лишь демонстрационный характер, поскольку вырабатываемые им мощности были слишком малы.

Расстояние составляло 14 километров, и нам удалось перевозить до 7 лошадиных сил, с выходом 62. На рисунках 396 и 397 мы представляем прекрасный опыт Гренобля. Рис. - Опыт транспортировки силы электрическим током, сделанный г-ном Марселем Депрезом из Визиля в Гренобле.

Рис. - Опыт транспорта силы электрическим током, выполненный Визилем в Гренобле, г-ном Марселем Депрезом. Передаваемая таким образом сила приводит в действие насос, который поднимает воду из резервуара и заставляет его падать в каскаде. С точки зрения эффективности при одинаковой интенсивности тока потеря проводника с кремнистой бронзой была когда-то меньше той, которую простой телеграфный провод железа дал Мюнхену. Из Парижа в Крейл была передана сила в 4 с половиной лошадиных сил с выходом 48%.

Ученые и изобретатели работали над двигателем с целью использования его в производственных нуждах. Все они стремились к тому, чтобы сердечник двигателя двигался в магнитном поле вращательно-поступательно, на манер поршня в цилиндре паровой машины. Русский изобретатель Б.С. Якоби сделал все проще. Принцип работы его двигателя заключался в попеременном притяжении и отталкивании электромагнитов. Часть электромагнитов были запитаны от гальванической батареи, и направление течения тока в них не менялась, а другая часть подключалась к батарее через коммутатор, благодаря которому изменялось направление течения тока через каждый оборот. Полярность электромагнитов менялась, и каждый из подвижных электромагнитов то притягивался, то отталкивался от соответствующего ему неподвижного электромагнита. Вал приходил в движение.

Речь шла о транспортировке на этом расстоянии силы от 200 до 250 лошадиных сил. Доклад, сделанный в Академии наук Марселем Депрезом, но это одобрение не нашло много эхо в научной общественности. Чтобы доказать это, достаточно привести мнение беспристрастного сборника «Международный бюллетень электричества», который ценит эксперименты Криля в этих терминах.

Программа, говорит эта коллекция, не была завершена. Вместо того, чтобы получать 100 лошадиных сил в Париже с доходностью 50 процентов, мы получили максимум 52 лошади с урожаем 45 процентов вместо трех приемников в Париже, между которыми мы должны были распространять текущее. электрические, административные причины заставили г-на Депреза работать с одним приемником. Если машина, генерирующая электричество, породила всевозможные просчеты, когда мы хотели изменить принципы Грамме, приемник, кольцо которого является настоящим кольцом Грамм, всегда работал очень хорошо, не требуя никакого ремонта.

Изначально мощность двигателя была небольшой и составляла всего 15 Вт. После доработок Якоби удалось довести мощность до 550 Вт. 13 сентября 1838 года, лодка, оборудованная этим двигателем, плыла с 12 пассажирами по Неве, против течения, развивая при этом скорость в 3 км/ч. Двигатель был запитан от большой батареи, состоящей из 320 гальванических элементов.

Поэтому использование голых проводов, расположенных вне досягаемости, на расстоянии 1 метра от телефонных или телеграфных проводов и изолированных только в непосредственной близости и внутри мастерских, поэтому рекомендуется в будущих применениях электричества.

Сначала был только один генератор и три приемника. Было признано, что если бы никто не хотел подвергать эти машины более или менее полному разрушению с каждым изменением некоторой важности в сопротивляемых сопротивлениях, необходимо было прибегнуть к отдельным возбудителям. Таким образом, каждая машина была удвоена возбудителем, что привело к значительному снижению эффективности в результате поглощенной им силы, увеличения расходов на первоначальное создание и усложнения оборудования.

Современные электродвигатели основаны на одном и том же законе, что и электромеханический преобразователь Якоби, но сильно от него отличаются. Электромоторы стали мощнее, компактнее, их КПД значительно вырос. КПД современного тягового электродвигателя может составлять 85-95 %. Для сравнения, максимальный КПД ДВС без вспомогательных систем едва ли дотягивает до 45 %.

Распределение силы в часовне получается процессом, которому электричество не имеет ничего общего. Вал приемника механически управляет грамм-машиной, которая, в свою очередь, действует как генератор и посылает новый ток различным приемникам. С научной точки зрения, единственное, что стоит упомянуть в экспериментах Криля, - это производство очень высоких токов напряжения без каких-либо существенных потерь изолированным и свинцовым проводником.

Для транспортировки значительных сил на большие расстояния требуется небольшой проводник. Без этого, то есть, если бы необходимо было использовать очень большой провод, затраты на установку линии снижали бы всю выгоду от транспортировки энергии. В рассматриваемых экспериментах было признано, что мы должны дать электричество, которое проходит через эту проволоку, потрясающее напряжение. По правде говоря, молния, проходящая через электрический проводник, уменьшена до размеров 3 миллиметра. Следовательно, большие опасности, о чем свидетельствуют серьезные аварии во время экспериментов, и трудности, которые часто прерывали прохождение электрического тока.

Электродвигатель Tesla Roadster

Принцип действия

Для большинства экологичных машин, таких как серийные электромобили, гибриды и автомобили на топливных элементах, главная движущая сила - это электрический двигатель. В основу работы современного электродвигателя положен принцип электромагнитной индукции - явления, связанного с возникновением электродвижущей силы в замкнутом контуре при изменении магнитного потока – образование индукционного тока.

Более того, не будем забывать и о том, что потеря прочности во время перевозки была значительной, поскольку она составляет не менее 50 процентов. Когда мы будем удовлетворены электропроводным переносом разумных сил, из этого прекрасного метода получим отличные результаты и отдаленный перенос сил пара из водопадов. или ветер, остается научным и промышленным, как одно из величайших открытий нашего века. В шахтах транспорт сил уже, как уже было сказано, уже получил очень многочисленные заявки, которые со временем будут только увеличиваться.

Электричество позволит с исключительной легкостью распределять механическую энергию во всех точках фабрики или завода, где это будет необходимо. Он будет использоваться для ввода в действие станков, кранов, насосов; для работы токарных станков, прокатных станов, ткацких станков и т.д.

Двигатель состоит из ротора (подвижной части – магнита или катушки) и статора (неподвижной части – катушки). Чаще всего конструкция двигателя представляет собой две катушки. Статор обложен обмоткой, по которой течет ток. Ток порождает магнитное поле, воздействующее на другую катушку. В ней, по причине ЭМИ, образуется ток, порождающий магнитное поле, действующее на первую катушку. И все повторяется по замкнутому циклу. Взаимодействие полей ротора и статора создает вращающий момент, приводящий в движение ротор двигателя, происходит трансформация электрической энергии в механическую, кот. используют в различных приборах, механизмах и автомобилях.

Что касается транспортировки природных сил, для них зарезервировано более важное будущее. Там, где водопады изобилуют, их можно собрать за один раз, что будет способствовать превращению динамо-электрической машины; и электричество, созданное таким образом, будет отправлено на расстояние, будь то движение для мастерских, или электрическое освещение для городов, то есть движение в тот же день, и освещение ночью. В последние годы в некоторых населенных пунктах Швейцарии сила собранных таким образом торрентов служит для освещения городов, а аналогичные предприятия готовятся в Америке и в разных странах Европы.

Определение.

Предыстория.

Уже в 1821 году, знаменитый британский ученый Майкл Фарадей продемонстрировал принцип преобразования электромагнитным полем электрической энергии в механическую энергию. Установка состояли из подвешенного провода, которых окунался в ртуть. Магнит устанавливался посередине колбы с ртутью. При замыкании цепи, провод начинал вращение вокруг магнита, демонстрируя то, что вокруг провода, эл. током, образовывалось электрическое поле.

Когда расходы, необходимые для захвата вод, не слишком велики, будет огромное преимущество использования природных сил, потерянных до сих пор. Это новое благословение, что люди должны быть благодарны науке и ученым. Наконец, мы видим, и вернуться к объекту настоящего Приложения, что электродвигатель имел в своем развитии два отдельных периода. И плодотворная идея о соединении двух динамо-электрических машин, одна из которых производит движение, а другая, размещенная на расстоянии, получает электричество, посланное первым, чтобы дать одно из величайших открытий, из которых наш век был обогащен: перенос силы электрическим током.

Эту модель двигателя часто демонстрировали в школах и университетах. Данный двигатель считается самым простым видом из всего класса электродвигателей. Впоследствии он получил продолжение в виде Колеса Барлова. Однако новое устройство носило лишь демонстрационный характер, поскольку вырабатываемые им мощности были слишком малы.

Конец дополнения к электродвигателю. Частотный отклик, создание переменного поля, возбуждение магнитного поля, тип конструкции и направление магнитного поля относительно оси вращения. Отношение частоты вращения двигателя к частоте напряжения питания не является постоянным, но зависит от нагрузки машины. Чем выше нагрузка, тем больше разница в оборотах, это так называемое «скольжение», то есть предопределенный крутящий момент пропеллера не может поддерживаться, если гидравлическое сопротивление слишком велико.

Тяга недоступна там, где она больше всего необходима. На этом типе двигателя соотношение между скоростью двигателя и частотой напряжения питания является постоянным. В общем, крутящий момент синхронных двигателей регулируется, что означает, что они просто тянут ток, который они необходимо обеспечить необходимый крутящий момент до желаемого режима. Поэтому они используются, в частности, для самых требовательных применений с точки зрения крутящего момента. Если двигателю необходимо обеспечить большую мощность для поддержания заданной скорости вращения гребного винта, он автоматически потребляет больше энергии.

Ученые и изобретатели работали над двигателем с целью использования его в производственных нуждах. Все они стремились к тому, чтобы сердечник двигателя двигался в магнитном поле вращательно-поступательно, на манер поршня в цилиндре паровой машины. Русский изобретатель Б.С. Якоби сделал все гораздо проще. Принцип работы его двигателя заключался в попеременном притяжении и отталкивании электромагнитов. Часть электромагнитов были запитаны от гальванической батареи, и направление течения тока в них не менялась, а другая часть подключалась к батарее через коммутатор, благодаря которому изменялось направление течения тока через каждый оборот. Полярность электромагнитов менялась, и каждый из подвижных электромагнитов то притягивался, то отталкивался от соответствующего ему неподвижного электромагнита. Вал приходил в движение.

В зависимости от способа создания переменного поля существуют два типа электродвигателей

Механически коммутируемые двигатели

Двигатели щетки создают переменное поле, необходимое для работы двигателя с помощью фрикционных контактов. Благодаря их расположению эти «щетки» изменяют полярность в соответствии с положением ротора. Одним из их недостатков является износ щетки, что подразумевает значительное техническое обслуживание, а сопротивление проходу вызывает потери в щетках и, как следствие, снижение эффективности двигателя.

Изначально мощность двигателя была небольшой и составляла всего 15 Вт, после доработок, Якоби удалось довести мощность до 550 Вт.. 13 сентября 1838 году, лодка, оборудованная этим двигателем, плыла с 12 пассажирами по Неве, против течения, развивая при этом скорость в 3 км/ч. Двигатель был запитан от большой батареи, состоящей из 320 гальванических элементов. Мощность современных электрических двигателей превышает 55 кВт. По вопросом прибретения электрических двигателей .

Принцип действия.

В основу работы электрической машины заложено явление электромагнитной индукции (ЭМИ). Явление ЭМИ заключается в том, что при любом изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в нем (контуре) образуется индукционный ток.

Сам двигатель состоит из ротора (подвижной части – магнита или катушки) и статора (неподвижной части – катушки). Чаще всего конструкция двигателя представляет собой две катушки. Статор обложен обмоткой, по которой, собственно, и течет ток. Ток порождает магнитное поле, которое воздействует на другую катушку. В ней, по причине ЭМИ, так же образуется ток, который порождает магнитное поле, действующее на первую катушку. И так все повторяется по замкнутому циклу. В итоге, взаимодействие полей ротора и статора создает вращающий момент, приводящий в движение ротор двигателя. Таким образом, происходит трансформация электрической энергии в механическую, которую можно использовать в различных приборах, механизмах и даже в автомобилях.

Вращение электромотора

Классификация электрических двигателей.

По способу питания:

двигатели постоянного тока – запитываются от источников постоянного тока.
двигатели переменного тока - запитываются от источников переменного тока.
универсальные двигатели – запитываются как от постоянного, так и переменного тока.

По конструкции:

Коллекторный электродвигатель - электродвигатель, в котором в качестве датчика положения ротора и переключателя тока используется щеточноколлекторный узел.

Бесколлекторый электродвигатель – электродвигатель, состоящий из замкнутой системы, в которой используются: системы управления (преобразователь координат), силовой полупроводниковый преобразователь (инвертор), датчик положения ротора (ДПР).

С приведением в действие постоянными магнитами;
С параллельным соединением якоря и обмоток возбуждения;
С последовательным соединением якоря и обмоток возбуждения;
Со смешанным соединением якоря и обмоток возбуждения;

По количеству фаз:

Однофазные – запускаются вручную, либо же имеют пусковую обмотка или фазосдвигающую цепь.
Двухфазные
Трехфазные
Многофазные

По синхронизации:

Синхронный электродвигатель – электрический двигатель переменного тока с синхронным движением магнитного поля питающего напряжения и ротора.
Асинхронный электродвигатель – электрический двигатель переменного тока с отличающейся частотой движения ротора и магнитного поля, порождаемого питающим напряжением.