Kintamosios srovės variklis elektrinis. Modernus elektros variklis

    Įvadas____________________________________________________________________3

    Elektros variklių veikimo principas__________________________________________________5

    Elektros generatorių klasifikacija ____________________________________________________5

    Privalumai ir trūkumai__________________________________________________8

    Elektriniai varikliai hibridinėse transporto priemonėse___________________________________9

    Hibridas „Porsche Panamera“ pavyzdžiu_____________________________________________________12

    Nebaigtume to, jei norėtume išvardyti jau įgyvendintas jėgos perdavimo laidais pritaikymus konjuguotų dinamo-elektrinių mašinų dėka. Tačiau negalime atsisakyti nurodyti bandymų, kurie buvo atlikti dėl elektros variklio naudojimo keleiviams vežti geležinkeliais.

    Būtent vokiečių gamintojui „Werner Siemens“ Berlyne pirmą kartą panaudojo elektrinį jėgos transportą su vilkstinių vilkimu ant vikšrų. Vairuotojas, atvedęs elektrą į antrąją Gramme mašiną, buvo geležinis strypas, padėtas tarp dviejų bėgių, izoliuotų medienos blokų, išilgai kurių praeidami eidavo lanksčios mentės, tiekdamos srovę į priimančią mašiną. Ši energijos transportavimo sistema lokomotyvui geležinkeliuose sukurti vėliau buvo gerokai pakeista; bet, tarkime, neduodant didelių praktinių rezultatų.

    Degalų taupymas ir ekologiškumas ____________________________________________________14

    Išvada_______________________________________________________________________________________________________________15

ĮVADAS

Modernus elektros variklis

Elektrinis variklis - mechanizmas arba speciali mašina, skirta konvertuoti elektros energijaį mechaninį, kuris taip pat išskiria šilumą.

Marcelis Desprezas pridėjo savo vardą prie pareiškimo apie natūralių ar dirbtinių jėgų perdavimą laidais. Jis turėjo nuopelną nustatyti, kokia proporcija perduodama valdžia, t.y. primityviosios jėgos efektyvumo laipsnis. Marcel Deprez parengė garo mašinos generuojamos galios perdavimo ir paskirstymo įvairioms cecho mašinoms projektą. Buvo pradėtos naudoti įvairios mažos mašinos elektros pavara garo variklio galia.

Marcel Deprez paprašė jo praktiškai ir viešai pademonstruoti savo elektros perdavimo sistemą. Marcelis Deprezas lengvai sutiko. Energijos gamybos mašina buvo sumontuota Mišache – mažame miestelyje Bavarijos pietuose su svarbiomis anglies kasyklomis ir esančiame 57 kilometrus nuo Miuncheno; Srovės priėmimo aparatas buvo pastatytas pastarajame mieste, didžiojoje parodos navoje, kur jis valdė išcentrinį siurblį, kuriuo maitinamas nedidelis dirbtinis krioklys.

fone

Jacobi Borisas Semenovičius

Glaudus ryšys tarp magnetinių ir elektrinių reiškinių mokslininkams atvėrė naujas galimybes. Elektros transporto ir visos elektrotechnikos istorija prasideda nuo elektromagnetinės indukcijos dėsnio, kurį M. Faradėjus atrado 1831 m., ir E. Lenco taisyklę, pagal kurią indukcijos srovė visada nukreipta taip priešintis ją sukeliančiai priežasčiai. Faradėjaus ir Lenco darbai buvo pagrindas sukurti pirmąjį Boriso Jacobi elektrinį variklį.

Liniją sudarė du įprasti cinkuoto geležinio telegrafo laidai, kuriuos parūpino Bavarijos vyriausybės eksperimentuotojai. Laidų izoliaciniu apvalkalu uždengti nebuvo būtina. Jam pavyko pasiekti ketvirtos arklio galios jėgą ir gauti tik 30 procentų pradinės jėgos grąžą.

Jis dirbo ties 17 kilometrų ilgio telegrafo laidu. Dvi arklio galios buvo išsiųstos per 8 su puse km atstumą, o galia 40. Kitą eksperimentų seriją p. Marcelis Despres atliko Grenoblyje, kad perneštų ne dirbtinę garo variklio galią, o natūralią krioklys. Cinkuotos geležinės telegrafo vielos buvo atsisakyta, o ją pakeitė speciali dviejų milimetrų skersmens silicio bronzinė viela. Žinome, kad silicio bronza yra daug atsparesnė nei paprasta viela.

Faradėjaus sąranką sudarė pakabintas laidas, panardintas į gyvsidabrį. Magnetas buvo sumontuotas kolbos viduryje su gyvsidabriu. Kai grandinė buvo uždaryta, viela pradėjo suktis aplink magnetą, parodydama, kas yra aplink laidą, el. srovė, susidaro elektrinis laukas.

Šis variklis laikomas labiausiai paprastas vaizdas iš visos elektros variklių klasės. Vėliau jis gavo tęsinį Barlovo rato pavidalu, tačiau naujasis įrenginys buvo tik demonstracinio pobūdžio, nes jo generuojamos galios buvo per mažos.

Atstumas buvo 14 kilometrų, o pervežti pavyko iki 7 Arklio galia, su išėjimu 62. 396 ir 397 paveiksluose pateikiame nuostabią Grenoblio patirtį. Ryžiai. - Eksperimentas dėl energijos perdavimo elektros srove, kurį atliko p. Marcel Deprez iš Vizil Grenoblyje.

Ryžiai. - Eksperimentas dėl energijos perdavimo elektros srove, kurį atliko Vizilas Grenoblyje, p. Marcel Desprez. Taip perduodama jėga varo siurblį, kuris pakelia vandenį iš rezervuaro ir priverčia jį nukristi kaskados būdu. Kalbant apie efektyvumą esant tokiam pačiam srovės intensyvumui, silicio bronzinio laidininko nuostoliai kažkada buvo mažesni už tą, kurį Miunchenui suteikė paprasta geležinė telegrafo viela. 4 su puse arklio galių iš Paryžiaus į Crailą buvo perkelta 48 proc.

Mokslininkai ir išradėjai dirbo su varikliu, kad galėtų jį panaudoti gamybos reikmėms. Visi jie siekė užtikrinti, kad variklio šerdis judėtų magnetiniame lauke sukamuoju-transliaciniu būdu, kaip stūmoklis garo variklio cilindre. Rusijos išradėjas B.S. Jacobi tai palengvino. Jo variklio veikimo principas buvo pakaitinis elektromagnetų pritraukimas ir atstūmimas. Dalis elektromagnetų buvo maitinami galvaniniu akumuliatoriumi, o srovės tekėjimo kryptis juose nesikeitė, o kita dalis buvo prijungta prie akumuliatoriaus per jungiklį, dėl kurio srovės tekėjimo kryptis keitėsi kiekvieną apsisukimą. Elektromagnetų poliškumas pasikeitė, ir kiekvienas iš judančių elektromagnetų buvo arba pritrauktas, arba atstumtas atitinkamo stacionaraus elektromagneto. Velenas judėjo.

Kalbama apie 200–250 arklio galių jėgų perkėlimą šiuo atstumu. Mokslų akademijoje Marcelio Deprezo pateiktas pranešimas, tačiau šis pritarimas nesulaukė didelio atgarsio mokslo bendruomenėje. Norint tai įrodyti, pakanka pacituoti nešališko Tarptautinio elektros biuletenio rinkinio, kuriame vertinami Creel eksperimentai šiais terminais, nuomonę.

Programa, pasak šio rinkinio, nebuvo baigta. Užuot gavę 100 arklio galių Paryžiuje su 50 procentų našumu, gavome daugiausiai 52 arklius su 45 procentų išeiga, o ne tris Paryžiaus imtuvus, tarp kurių turėjome paskirstyti dabartinį. elektros, administracinės priežastys privertė J. Deprezą dirbti su vienu imtuvu. Jei elektrą gaminantis aparatas generuodavo įvairiausių klaidų, kai norėjome pakeisti „Gramme“ principus, imtuvas, kurio žiedas yra tikrasis „Gramme“ žiedas, visada veikė labai gerai, nereikalaujant jokio remonto.

Iš pradžių variklio galia buvo nedidelė ir siekė tik 15 vatų. Po modifikacijų Jacobi pavyko padidinti galią iki 550 vatų. 1838 m. rugsėjo 13 d. valtis su šiuo varikliu plaukė su 12 keleivių palei Nevą prieš srovę, išvystydama 3 km / h greitį. Variklis buvo maitinamas dideliu akumuliatoriumi, susidedančiu iš 320 galvaninių elementų.

Todėl ateityje naudojant elektros energiją rekomenduojama naudoti plikus laidus, esančius nepasiekiamoje vietoje, 1 metro atstumu nuo telefono ar telegrafo laidų ir izoliuotus tik šalia ir dirbtuvėse.

Iš pradžių buvo tik vienas generatorius ir trys imtuvai. Buvo pripažinta, kad jei niekas nenori šių mašinų daugiau ar mažiau visiškai sunaikinti su kiekvienu tam tikros svarbos pasipriešinimo pasipriešinimo pasikeitimu, reikia griebtis atskirų žadintuvų. Taigi, kiekviena mašina buvo padvigubinta žadintuvu, o tai žymiai sumažino efektyvumą dėl jo sugeriamos jėgos, padidindama pradinio sukūrimo sąnaudas ir įrangos sudėtingumą.

Šiuolaikiniai elektros varikliai yra pagrįsti tuo pačiu dėsniu kaip ir Jacobi elektromechaninis keitiklis, tačiau labai skiriasi nuo jo. Elektros varikliai tapo galingesni, kompaktiškesni, jų efektyvumas gerokai išaugo. Šiuolaikinio traukos variklio efektyvumas gali siekti 85-95%. Palyginimui, maksimalus vidaus degimo variklio efektyvumas be pagalbinių sistemų yra vos 45%.

Galios paskirstymas koplyčioje gaunamas procesu, su kuriuo elektra neturi nieko bendra. Imtuvo velenas mechaniškai varo gramų mašiną, kuri savo ruožtu veikia kaip generatorius ir siunčia naują srovę į įvairius imtuvus. Moksliniu požiūriu vienintelis dalykas, kurį verta paminėti Krilio eksperimentuose, yra labai aukštos įtampos srovių gamyba be jokių reikšmingų izoliuoto ir švino laidininko nuostolių.

Pervežti reikšmingas pajėgas į dideli atstumai reikalingas mažas laidininkas. Be to, tai yra, jei reikėtų naudoti labai didelį laidą, linijos įrengimo kaina sumažintų visą energijos transportavimo naudą. Aptariamų eksperimentų metu buvo pripažinta, kad mes turime suteikti elektrai, kuri praeina per šį laidą, didžiulę įtampą. Tiesą sakant, žaibas praeina elektros laidininkas, sumažintas iki 3 mm. Dėl to kyla didžiuliai pavojai, kuriuos liudija rimtos avarijos eksperimentų metu ir sunkumai, kurie dažnai nutraukdavo praėjimą elektros srovė.


Tesla Roadster elektros variklis

Veikimo principas

Daugumos ekologiškų transporto priemonių, pvz., masinės gamybos elektromobilių, hibridinių ir kuro elementų transporto priemonių, pagrindinė varomoji jėga yra elektros variklis. Šiuolaikinio elektros variklio veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos principu – reiškiniu, susijusiu su elektrovaros jėgos atsiradimu uždaroje grandinėje, kai keičiasi magnetinis srautas – indukcijos srovės susidarymu.

Be to, nepamirškime, kad jėgų praradimas transportavimo metu buvo reikšmingas, nes jis yra bent 50 proc. Kai esame patenkinti elektrai laidžiu pagrįstų jėgų perdavimu, taikant šį puikų metodą ir tolimą garų jėgų perdavimą iš krioklių bus gauti puikūs rezultatai. arba vėjas, išlieka mokslinis ir pramoninis kaip vienas didžiausių mūsų amžiaus atradimų. Kasyklose pajėgų gabenimas jau, kaip jau minėta, jau sulaukė labai daug prašymų, kurių su laiku tik daugės.

Elektrą itin lengva paskirstyti mechaninė energija visuose gamyklos ar gamyklos taškuose, kur to reikės. Jis bus naudojamas eksploatuoti stakles, kranus, siurblius; tekinimo, valcavimo staklių, staklių ir kt.

Variklis susideda iš rotoriaus (judančioji dalis – magnetas arba ritė) ir statoriaus (fiksuota dalis – ritė). Dažniausiai variklio konstrukcija yra dvi ritės. Statorius yra išklotas apvija, per kurią teka srovė. Srovė sukuria magnetinį lauką, kuris veikia kitą ritę. Jame dėl EMP susidaro srovė, kuri sukuria magnetinį lauką, veikiantį pirmąją ritę. Ir viskas kartojasi uždaru ciklu. Rotoriaus ir statoriaus laukų sąveika sukuria sukimo momentą, kuris paleidžia variklio rotorių, įvyksta elektros energijos transformacija į mechaninę energiją. naudojami įvairiuose įrenginiuose, mechanizmuose ir automobiliuose.

Dėl transportavimo gamtos jėgos, jiems skirta svarbesnė ateitis. Ten, kur gausu krioklių, juos galima nuimti vienu metu, o tai padės transformuoti dinamo- elektros mašina; ir tokiu būdu sukurta elektra bus siunčiama į atstumą, nesvarbu, ar tai būtų judėjimas dirbtuvėms, ar elektros apšvietimas miestams, tai yra judėjimas tą pačią dieną ir apšvietimas naktį. AT pastaraisiais metais Kai kuriose gyvenvietėsŠveicarijoje tokiu būdu surinktų srautų galia apšviečia miestus, o panašios įmonės ruošiamos Amerikoje ir skirtingos salys Europa.

Apibrėžimas.

Elektrinis variklis- mechanizmas arba speciali mašina, skirta elektros energijai paversti mechanine energija, kurioje taip pat išsiskiria šiluma.

Fonas.

Jau 1821 metais garsus britų mokslininkas Michaelas Faradėjus pademonstravo principą, kaip elektros energiją elektromagnetiniu lauku paverčia mechanine energija. Įrenginį sudarė pakabinta viela, kuri buvo panardinta į gyvsidabrį. Magnetas buvo sumontuotas kolbos viduryje su gyvsidabriu. Kai grandinė buvo uždaryta, viela pradėjo suktis aplink magnetą, parodydama, kas yra aplink laidą, el. srovė, susidaro elektrinis laukas.

Kai vandens surinkimui reikalingos išlaidos nėra per didelės, bus didelis pranašumas išnaudoti iki šiol prarastas gamtos jėgas. Tai nauja palaima, kad žmonės turi būti dėkingi mokslui ir mokslininkams. Galiausiai matome ir grįžtame prie šio priedo temos, kad elektros variklis turėjo du skirtingus vystymosi laikotarpius. O vaisinga idėja sujungti dvi dinamines elektrines mašinas, kurių viena sukuria judesį, o kita, esanti per atstumą, gauna pirmosios siunčiamą elektrą, kad būtų vienas didžiausių atradimų, iš kurių atsirado mūsų amžius. praturtintas: jėgos perdavimas elektros srove.

Šis variklio modelis dažnai buvo demonstruojamas mokyklose ir universitetuose. Šis variklis laikomas paprasčiausiu visos klasės elektros variklių tipu. Vėliau jis gavo tęsinį Barlovo rato pavidalu. Tačiau naujasis įrenginys buvo tik demonstracinio pobūdžio, nes jo generuojama galia buvo per maža.

Elektros variklio papildymo pabaiga. Dažnio atsakas, kintamo lauko generavimas, sužadinimas magnetinis laukas, konstrukcijos tipas ir magnetinio lauko kryptis sukimosi ašies atžvilgiu. Variklio greičio ir maitinimo įtampos dažnio santykis nėra pastovus, bet priklauso nuo mašinos apkrovos. Kuo didesnė apkrova, tuo didesnis greičio skirtumas, tai yra vadinamasis „slydimas“, tai yra, iš anksto nustatytas sraigto sukimo momentas negali būti išlaikytas, jei hidraulinis pasipriešinimas yra per didelis.

Traukos nėra ten, kur jos labiausiai reikia. Šio tipo varikliuose ryšys tarp variklio greičio ir maitinimo įtampos dažnio yra pastovus. Apskritai sinchroninių variklių sukimo momentas yra reguliuojamas, o tai reiškia, kad jie tiesiog ima reikiamą srovę, kad užtikrintų reikiamą sukimo momentą norimam darbui. Todėl jie ypač naudojami pačioms reikliausioms sukimo momento reikmėms. Jei variklis turi būti daugiau galios kad išlaikytų nustatytą sraigto greitį, jis automatiškai sunaudoja daugiau energijos.

Mokslininkai ir išradėjai dirbo su varikliu, kad galėtų jį panaudoti gamybos reikmėms. Visi jie siekė užtikrinti, kad variklio šerdis judėtų magnetiniame lauke sukamuoju-transliaciniu būdu, kaip stūmoklis garo variklio cilindre. Rusijos išradėjas B.S. Jacobi viską padarė daug lengviau. Jo variklio veikimo principas buvo pakaitinis elektromagnetų pritraukimas ir atstūmimas. Dalis elektromagnetų buvo maitinami galvaniniu akumuliatoriumi, o srovės tekėjimo kryptis juose nesikeitė, o kita dalis buvo prijungta prie akumuliatoriaus per jungiklį, dėl kurio srovės tekėjimo kryptis keitėsi kiekvieną apsisukimą. Elektromagnetų poliškumas pasikeitė, ir kiekvienas iš judančių elektromagnetų buvo arba pritrauktas, arba atstumtas atitinkamo stacionaraus elektromagneto. Velenas judėjo.

Priklausomai nuo kintamojo lauko sukūrimo metodo, yra dviejų tipų elektros varikliai

Mechaniškai komutuojami varikliai

Šepečių varikliai trinties kontaktais sukuria kintamąjį lauką, reikalingą varikliui valdyti. Dėl savo išdėstymo šie „šepečiai“ keičia poliškumą pagal rotoriaus padėtį. Vienas iš jų trūkumų yra šepečių susidėvėjimas, dėl kurio reikia daug priežiūros, o dėl atsparumo praėjimui šepečiai praranda nuostolius ir dėl to sumažėja variklio efektyvumas.

Iš pradžių variklio galia buvo nedidelė ir siekė tik 15 W, po modifikacijų Jacobi pavyko padidinti galią iki 550 W. km/val. Variklis buvo maitinamas dideliu akumuliatoriumi, susidedančiu iš 320 galvaninių elementų. Šiuolaikinių elektros variklių galia viršija 55 kW. Dėl elektros variklių pirkimo klausimo.

Veikimo principas.

Elektros mašinos veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos (EMI) reiškiniu. EMR reiškinys slypi tame, kad bet kokiam magnetinio srauto, prasiskverbiančio į uždarą grandinę, pasikeitimą joje (grandinėje) susidaro indukcijos srovė.

Pats variklis susideda iš rotoriaus (judančioji dalis – magnetas arba ritė) ir statoriaus (fiksuota dalis – ritė). Dažniausiai variklio konstrukcija yra dvi ritės. Statorius yra išklotas apvija, per kurią iš tikrųjų teka srovė. Srovė sukuria magnetinį lauką, kuris veikia kitą ritę. Jame dėl EMP taip pat susidaro srovė, kuri sukuria magnetinį lauką, veikiantį pirmąją ritę. Ir taip viskas kartojasi uždarame cikle. Dėl to rotoriaus ir statoriaus laukų sąveika sukuria sukimo momentą, kuris varo variklio rotorių. Taip vyksta elektros energijos transformacija į mechaninę energiją, kurią galima panaudoti įvairiuose įrenginiuose, mechanizmuose ir net automobiliuose.

Variklio sukimasis

Elektros variklių klasifikacija.

Valgymo būdu:

variklius nuolatinė srovė - maitinami nuolatinės srovės šaltiniais.
variklius kintamoji srovė - maitinami iš kintamosios srovės šaltinių.
universalūs varikliai- maitinamas tiek nuolatine, tiek kintama srove.

Pagal dizainą:

Kolektoriaus variklis- elektros variklis, kuriame šepečio-kolektoriaus mazgas naudojamas kaip rotoriaus padėties jutiklis ir srovės jungiklis.

Variklis be šepetėlių- elektros variklis, sudarytas iš uždaros sistemos, kurioje naudojamos: valdymo sistemos (koordinačių keitiklis), galios puslaidininkinis keitiklis (inverteris), rotoriaus padėties jutiklis (RPS).

Su paleidimu nuolatiniai magnetai;
NUO lygiagretus ryšys armatūra ir sužadinimo apvijos;
NUO serijinis ryšys armatūra ir sužadinimo apvijos;
Su mišriu armatūros ir sužadinimo apvijų sujungimu;

Pagal fazių skaičių:

vienos fazės- paleidžiami rankiniu būdu arba yra paleidimo apvija arba fazių poslinkio grandinė.
Dviejų fazių
Trifazis
Daugiafazė

Pagal sinchronizavimą:

Sinchroninis variklis – Elektrinis variklis kintamoji srovė su sinchroniniu maitinimo įtampos ir rotoriaus magnetinio lauko judėjimu.
Asinchroninis variklis- elektros kintamosios srovės variklis su skirtingu rotoriaus judėjimo dažniu ir magnetiniu lauku, kurį sukuria maitinimo įtampa.