Zinātniskais darbs par tēmu: Elektromotors. Pētnieciskais darbs par tēmu: "Elektromotors

Elektromotors ir motors, kas pārvērš elektriskā enerģija mehāniskajā.

Elektromotora galvenā daļa ir ķēde (rāmis, spole) ar strāvu, kas atrodas spēcīgā magnētiskajā laukā (1. att.). Uz ķēdi magnētiskajā laukā iedarbojas griezes moments, kā rezultātā ķēde griežas un apstājas līdzsvara stāvoklī, t.i. stāvoklī, kurā tā magnētiskais moments ir vērsts paralēli magnētiskajai indukcijai (kontūras plakne ir perpendikulāra indukcijas līnijām magnētiskais lauks). Ja, ķēdei ejot cauri līdzsvara stāvoklim, strāvas virziens mainās uz pretējo, tad mainīsies arī magnētiskā momenta virziens. Izbraucot līdzsvara stāvokli ar inerci, ķēde veiks vēl vienu pusapgriezienu. Ja periodiski maināt strāvas virzienu, ķēde sāks griezties. Strāvas virziena maiņa tiek veikta automātiski, izmantojot ierīci, ko sauc par kolektoru. Kolektors sastāv no diviem metāla puscilindriem, kuriem ir piestiprināti ķēdes gali. Caur tiem un bīdāmajiem kontaktiem (sukām) ķēde ir savienota ar strāvas avotu.

Lielākais moments iedarbojas uz ķēdi, kuras plakne ir paralēla magnētiskajai indukcijai. Tāpēc, ja jūs novietojat divas ķēdes perpendikulāri vienu otrai un pievedat to galus uz ceturtdaļgredzena kolektoru (2. att.), tad strauji palielināsies griezes moments un palielināsies dzinēja kustīgās daļas (rotora) gludums.

Rūpnieciskajos motoros magnētisko lauku rada elektromagnēta tinums; rotorā ir izveidotas rievas, kurās ir ielikti daudzi vienas sekcijas apgriezieni (rāmja vietā); dažādas sekcijas ir novietotas leņķī viena pret otru, un to gali tiek nogādāti kolektora pretējās pusēs, pie kurām tiek piespiestas strāvas avotam pievienotās birstes. No strāvas avota spriegums tiek piegādāts statora (motora stacionārās daļas) elektromagnētiem. Caur katru sekciju strāva plūst tikai tad, kad tās plāksnes pieskaras sukām, t.i. kad šī posma plakne ir paralēla magnētiskās indukcijas vektoram. Šajā gadījumā sekcijas pārmaiņus rada lielāko griezes momentu.

Magnētu vai elektromagnētu, kas rada magnētisko lauku, bieži sauc par induktors, un rāmi (tinumu), caur kuru elektrība, - enkurs.

Elektromotora galvenais darbības raksturlielums ir griezes moments M, ko uz motora vārpstas rada ampēra spēks, kas iedarbojas uz armatūras tinumiem:

kur I ir strāva tinumā, B ir magnētiskā lauka indukcija, l ir vadītāja garums, r ir rotora rādiuss, N ir apgriezienu skaits tinumā.

Tādi dzinēji līdzstrāva izmanto transportā (elektriskajās lokomotīvēs, tramvajos, trolejbusos), uz celtņiem, daudzās mājsaimniecībās elektriskās ierīces(elektriskie skuvekļi, magnetofoni utt.).

Ar līdzstrāvas elektromotora - startera - palīdzību tiek iedarbināts automašīnas dzinējs.

Frolova Anna

Projektā izpētes rezultātā tika samontēta vienkāršākā elektromotora uzstādīšana

Lejupielādēt:

Priekšskatījums:

pašvaldības budžeta izglītības iestādes Sosnovskas 2.vidusskolas filiāle "Kruteckas pamatskola"

Projekts

Tēma: Elektromotors

Konkurss "Fizika mums apkārt"

Nominācija: "Mehānismu vēsture"

8. klases skolnieks

MBOU Sosnovskaya 2.vidusskolas filiāle

"Kruteckas skola"

Darba vadītājs:

Ripova Nadežda Aleksandrovna,

Fizikas skolotājs

2015. gads

Ievads

Atbilstība: Mūsdienās praktiski nav nevienas tehnikas un sadzīves nozares, kur netiktu izmantoti elektromotori, tāpēc man radās interese, kā tie ir sakārtoti un vai es varu patstāvīgi salikt vienkāršāko elektromotora modeli.

Pētījuma objekts: elektromagnētiskais motors.

Mērķis: iepazīties ar elektromagnētiskā dzinēja vēsturi un uzbūvi, patstāvīgi izgatavot vienkāršākā elektromagnētiskā motora modeli, kas ir sākuma punkts mūsdienu elektromotoru radīšanai.

Uzdevumi:
- iepazīties ar elektromotora attīstības vēsturi;

Noskaidrot elektromotora darbības principus;
- izpētīt elektromotoru darbības jomu;
- izgatavot elektromotora modeli;

Magnētiskais lauks ir matērijas forma, kas ieskauj kustīgus objektus. elektriskie lādiņi. Terminu "magnētiskais lauks" 1845. gadā pirmo reizi ieviesa angļu fiziķis Faradejs.

Spēku, ar kādu magnētiskais lauks iedarbojas uz strāvu nesošo vadītāju, sauc par ampērspēku.

Ampēra spēka vektora virzienu nosaka kreisās rokas likums.

Pirms pieredzes uzsākšanas iepazinos ar elektromotoru tapšanas vēsturi; pārskatīja Borisa Semjonoviča Jacobi dzinēja konstrukciju un darbību, kā arī apkopoja informāciju par elektromotoru izmantošanu.

Manas pieredzes būtība:
Elektrības avota dēļ ( lādētājs) lādētās daļiņas vadītājā (vadā) pārvietojas sakārtoti. Kad tiek pakļauts magnētiskajam laukam, daļiņu trajektorija novirzās saskaņā ar "kreisās rokas" noteikumu. Kad strāvas virziens ir perpendikulārs virzienam spēka līnijas magnētiskais lauks, daļiņas pārvietojas pa apli.

ELEKTROMOTORU RADĪŠANAS VĒSTURE

Elektromotoru radīšanas vēsture aizsākās senos laikos. Cilvēks gāja sarežģītus ceļus uz fizikas likumu atklāšanu un zināšanām, dažādu mehānismu, mašīnu radīšanu. Vissvarīgākais posms elektroenerģijas nozares attīstībā bija elektromotoru izgudrošana un izmantošana. Elektromotoru darbības princips ir balstīts uz fizikālu parādību: vadītāja spole, caur kuru plūst elektriskā strāva, atrodas starp magnētiem, pārvietojas pa magnētiskā lauka līnijām. Elektromotors, kā likums, ir kompaktāks par citiem motoriem, vienmēr gatavs darbam, vadāms no attāluma.

Elektromotora vēsture ir sarežģīta un gara atklājumu, atklājumu, izgudrojumu ķēde.

Sākotnējais elektromotora attīstības periods (1821-1834). Tas ir cieši saistīts ar radīšanu fiziskās ierīces demonstrēt nepārtrauktu elektriskās enerģijas pārvēršanu mehāniskajā enerģijā. 1821. gadā M. Faradejs, pētot vadītāju mijiedarbību ar strāvu un magnētu, parādīja, ka elektriskā strāva liek vadītājam griezties ap magnētu jeb magnēts griežas ap vadītāju. Faradeja eksperiments parādīja elektromotora uzbūves fundamentālo iespēju. Daudzi pētnieki ir ierosinājuši dažādus elektromotoru dizainus.

Pirmie elektromotori pēc konstrukcijas atgādināja tvaika dzinējus: Dž. Henrija (1832) un V. Peidža (1864) dzinējam bija sviras, kloķis, savienojošais stienis un spoles (strāvas slēdži solenoīdos, kas aizstāja cilindrs).

P. Bārlovs ierosināja "Barlova riteni". Tas sastāvēja no pastāvīgā magnēta un zobratiem, slīdošais kontakts tika veikts, izmantojot dzīvsudrabu, un riteni darbināja galvaniskais elements.

J. Henrijs 1832. gadā ierosināja dzinēja modeli ar turpgaitas kustību: kustīgo elektromagnētu pārmaiņus pievilka pastāvīgajiem magnētiem un atvairīja no tiem, aizverot un atverot galvanisko elementu baterijas. Viņš izdarīja 75 šūpoles minūtē. Bija daudz vairāk mēģinājumu izveidot dzinējus ar armatūras šūpojošo kustību. Tomēr mēģinājumi izveidot dzinēju ar armatūras rotācijas kustību izrādījās progresīvāki.

Otrajam elektromotoru attīstības posmam (1834-1860) ir raksturīgas konstrukcijas ar izcilā pola armatūras rotācijas kustību. Tomēr griezes moments uz šādu dzinēju vārpstas parasti asi pulsēja.

1834. gadā B.S. Jacobi radīja pasaulē pirmo elektrisko līdzstrāvas motoru, kurā viņš īstenoja motora kustīgās daļas tiešas rotācijas principu. 1838. gadā šis dzinējs (0,5 kW) tika izmēģināts uz Ņevas, lai palaistu laivu.

ar pasažieriem, t.i., saņēma pirmo praktiska izmantošana.

Dažādu konstrukciju elektromotoru testi vadīja B.S. Jacobi un citi pētnieki izdarīja šādus secinājumus:

- elektromotoru izmantošana ir tieši atkarīga no elektroenerģijas izmaksu samazināšanās, t.i. radīt ģeneratoru, kas ir ekonomiskāks par galvaniskajiem elementiem;

– elektromotoriem jābūt pēc iespējas mazākiem izmēriem un pēc iespējas lielākai jaudai un lielākam koeficientam noderīga darbība.

Trešais elektromotoru attīstības posms (1860-1887) ir saistīts ar konstrukciju izstrādi ar gredzenveida necilā pola armatūru un gandrīz nemainīgu griezes momentu.

Šajā posmā jāatzīmē itāļa A. Pacinoti (1860) elektromotors. Tā dzinējs sastāvēja no gredzenveida armatūras, kas rotēja elektromagnētu magnētiskajā laukā. Strāvu piegādāja ruļļi. Elektromagnētu tinumu virknē savienoja ar armatūras tinumu (t.i., elektromašīnai bija virknes ierosme). Dzinēja izmēri bija mazi, tam bija gandrīz nemainīgs griezes moments. Pacinotti dzinējā redzamā pola armatūra tika aizstāta ar netiešu polu.

Bungas enkuru, kurā vadītājs ir strādnieks, kas veido spoli, tikai 1872. gadā izgudroja V. Sīmens. Vēl pēc 10 gadiem enkura dzelzē parādījās rievas tinumam (1882). Līdzstrāvas mašīnas bungu armatūra ir kļuvusi par to, ko mēs to varam redzēt šobrīd. Trešais elektromotoru attīstības posms ir raksturīgs ar pašiedvesmas principa atklāšanu un rūpniecisku izmantošanu, saistībā ar kuru beidzot tika realizēts un formulēts elektriskās mašīnas atgriezeniskuma princips. Elektromotoru barošanas bloku sāka ražot no lētāka elektroenerģijas avota - elektromagnētiskā līdzstrāvas ģeneratora. 1886. gadā līdzstrāvas motors ieguva galvenās mūsdienu dizaina iezīmes. Nākotnē viņš arvien vairāk pilnveidojās. Pēc strāvas veida elektromotorus sāka iedalīt maiņstrāvas un līdzstrāvas mašīnās; pēc mašīnas principa maiņstrāva sadalīts sinhronajā un asinhronajā.

Asinhronie motori ir vienkāršas konstrukcijas, zemas izmaksas un uzticami darbībā. Tie ir visizplatītākie dzinēju veidi.

BORIS SEMJONOVICH JACOBI DZINĒJS

Boriss Semenovičs Jakobijs (Morics Hermanis, kā viņu sauca pirms ierašanās Krievijā) dzimis 1801. gada 21. septembrī Potsdamā. Augstākā izglītība Beidzis arhitekta celtnieka diplomu. Paralēli darbam Prūsijas būvniecības nodaļā Jacobi ar entuziasmu nodarbojās ar pētījumiem elektromagnētisma jomā. 1834. gadā viņš izveidoja elektromotora modeli.

Pirmā izskats Jacobi dzinējs parādīts attēlā. Šis elektromotors darbojās pēc mijiedarbības principa starp diviem elektromagnētu komplektiem, no kuriem viens atradās uz kustīga rāmja, otrs uz fiksēta.

Kā elektromotora barošanas avots tika izmantots Jacobi galvanisko elementu akumulators. Lai mainītu kustīgo elektromagnētu polaritāti, tika izmantots komutators.

Komutators bija oriģināla un dziļi pārdomāta Jacobi elektromotora dizaina sastāvdaļa. Strukturāli tas sastāvēja no četriem. metāla gredzeni, kas uzstādīti uz vārpstas un izolēti no tā; katram gredzenam bija četri robi, kas bija viena astotā daļa no apkārtmēra. Izgriezumi tika piepildīti ar izolējošām cilnēm; katrs gredzens tika nobīdīts par 45 attiecībā pret iepriekšējo.
Svira 5, kas ir sava veida suka, slīdēja pa gredzena apkārtmēru; otrs sviras gals tika iegremdēts piemērotā traukā ar dzīvsudrabu, kuram tika pievienoti vadītāji no akumulatora. Tādējādi ar katru gredzena apgriezienu tika saplēsts A laiks elektriskā ķēde. Uz rotējošā diska elektromagnētiem uz mašīnas vārpstas uzstādītie vadītāji atkāpās no gredzeniem. Visu fiksētā rāmja elektromagnētu tinumi tika savienoti virknē, un strāvai tajos bija vienāds virziens.
Virknē tika savienoti arī rotējošā diska elektromagnētu tinumi, bet tajos viena vārpstas apgrieziena laikā ar komutatora palīdzību tika mainīts strāvas virziens 8 reizes. Līdz ar to arī šo elektromagnētu polaritāte mainījās 8 reizes uz vienu vārpstas apgriezienu, un elektromagnētus pārmaiņus piesaistīja un atvairīja fiksētā rāmja elektromagnēti.
Bultiņas attēlā norāda strāvu virzienus noteiktā vārpstas pozīcijā.

ELEKTROMOTORU PIELIETOJUMS

Elektromotori tiek izmantoti kā dažādu mašīnu elektriskās piedziņas galvenā sastāvdaļa un kā daļa no atsevišķām instalācijām, kur nepieciešams pārveidot elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā (kustībā), piemēram: ventilatori ar ķīļsiksnas transmisiju, dažādu veidu pļāvēji. modifikācijas utt. Zemsprieguma asinhronie motori vispārīgs mērķis ar jaudu 0,25 ... 400 kW, ko visā pasaulē dēvē par standarta asinhronajiem motoriem, veido jaudas elektriskās piedziņas pamatu, ko izmanto visās cilvēka darbības jomās. To uzlabošana rūpnieciski attīstītajās valstīs piešķir lielu nozīmi. Šobrīd tirgū, kas veidots, lai atspoguļotu patērētāju intereses, standarta asinhronajiem motoriem nav formulētas nekādas īpašas prasības, izņemot cenu. Šajā sakarā, lai noteiktu to uzlabošanas tendences, ir jāvadās no ārējā tirgus prasībām un no galveno standarta asinhrono motoru ražotāju sasniegumiem.

Asinhronie motori - visizplatītākais veids elektriskās mašīnas, kas pašlaik patērē aptuveni 40% no visas saražotās elektroenerģijas. To uzstādītā jauda nepārtraukti palielinās.

Asinhronie motori tiek plaši izmantoti metālapstrādes, kokapstrādes un cita veida darbgaldu piedziņās, kalšanas un presēšanas, aušanas, šūšanas, celšanas, zemes rakšanas mašīnās, ventilatoros, sūkņos, kompresoros, centrifūgās, liftos, rokas elektroinstrumenti, sadzīves tehnikā u.c. Praktiski nav nevienas tehnikas un dzīves nozares, kur netiktu izmantoti asinhronie motori.

ELEKTROMAGNĒTISKAIS MOTORS PAŠAS ROKAS

Lai izgatavotu elektromotoru no akumulatora, mums ir nepieciešams:

Lādētājs;

Knaibles;

Nazis;

Magnēts;

Stieples;

Savienojošie vadi ar klipiem;

Koka bloks.

Manas pieredzes būtība:

Elektrības avota (baterijām) dēļ uzlādētās daļiņas vadītājā (vadā) pārvietojas sakārtoti. Kad tiek pakļauts magnētiskajam laukam, daļiņu trajektorija novirzās saskaņā ar "kreisās rokas" noteikumu. Kad strāvas stipruma virziens ir perpendikulārs magnētiskā lauka līniju virzienam, daļiņas pārvietojas pa apli.

Spolei nepieciešama tukša vara stieple ar diametru no 0,6 līdz 1 mm. Lai uztītu spoli, jums būs nepieciešams cilindrisks rāmis (akumulators), uz kura tiek uzvilkti 10-15 apgriezieni, atstājot katrā galā 40 mm stieples. Stieples brīvie gali jāaptin ap spoles pagriezieniem tā, lai stiprinājuma pagriezieni atrastos simetriski viens pret otru. Papildus papildu magnētiskā lauka radīšanai šie pagriezieni palīdzēs saglabāt spoles formu.

Spole (elektriskā motora kustīgā daļa) ir novietota uz diviem turētājiem. Turētāji ir izgatavoti no plikas stieples ar diametru 1 mm. Papildus spoles atbalsta funkcijai turētāji nodrošina elektriskās strāvas pāreju caur spoli.

Turētāju brīvais gals ir piestiprināts pie akumulatora poliem tā, lai veidojas slēgta cilpa. Elektromotora pamatne ir koka bloks. Magnēts jāuzstāda tiešā spoles tuvumā. Elektromotora vispārīgs skats ir parādīts attēlā darba pielikumā.

Spolei ir jāpiešķir sākotnējais griezes moments, to viegli pagriežot.

Elektromotors un motora darbība iekšējā degšana

Iekšdedzes dzinējs

Šodien mēs nevaram iztikt bez automašīnām. Tomēr tie visi atšķiras pēc izskata, izmēra un jaudas, bet dzinēja darbības princips būtībā ir vienāds. Šodien mēs runāsim par dzinēja darbību. Galu galā, iespējams, daudzus interesēja tā darbības princips. Dzinējs ir sarežģīts mehānisms, bet mēs sapratīsim tā galvenos, galvenos elementus.

Ir divi galvenie dzinēju veidi: divtaktu un četrtaktu. Divtaktu dzinējos visi darba cikli (degvielas maisījuma ieplūdes, izplūdes gāzu izplūdes, attīrīšanas procesi) notiek viena kloķvārpstas apgrieziena laikā divos galvenajos ciklos. Šāda veida dzinējiem nav vārstu (kā četrtaktu iekšdedzes dzinējiem), to lomu pilda virzulis, kas, kustoties, aizver ieplūdes, izplūdes un iztukšošanas logus. Tāpēc tie ir vienkāršāki dizainā.

Divtaktu dzinēja jauda ar vienādu cilindra izmēru un vārpstas apgriezienu skaitu teorētiski ir divreiz lielāka nekā četrtaktu dzinējam lielāka darba ciklu skaita dēļ. Tomēr nepilnīga virzuļa gājiena izmantošana izplešanai, vissliktākā cilindra atbrīvošanās no atlikušajām gāzēm un ģenerētās jaudas daļas iztērēšana pūšanai noved pie jaudas palielināšanās tikai par 60–70%.

Tātad, apsveriet divtaktu iekšdedzes dzinēja konstrukciju, kas parādīta 1.

Dzinējs sastāv no kartera, kurā abās pusēs uz gultņiem ir uzstādīta kloķvārpsta un cilindrs. Cilindra iekšpusē pārvietojas virzulis - metāla kauss, ko ieskauj atsperu gredzeni (virzuļa gredzeni), kas iestrādāti virzuļa rievās. Virzuļa gredzeni neļauj gāzēm, kas rodas degvielas sadegšanas laikā, iziet starp virzuli un cilindra sienām. Virzulis ir aprīkots ar metāla stieni - tapu, tas savieno virzuli ar savienojošo stieni. Savienojošais stienis pārnes virzuļa lineāro turp un atpakaļ kustību kloķvārpstas rotācijas kustībā. Turklāt, it īpaši uz motorollera, rotācijas kustība tiek pārraidīta uz variatoru.

Visu berzes virsmu un gultņu eļļošana divtaktu dzinējos notiek ar degvielas maisījuma palīdzību, kurā tiek iemaisīts nepieciešamais eļļas daudzums. 1. attēlā redzams, ka degvielas maisījums (dzeltens) nonāk gan dzinēja kloķa kamerā (šī ir dobumā, kurā ir fiksēta un griežas kloķvārpsta), gan cilindrā. Eļļošanas nekur nav, un ja bija, tad ar degmaisījumu nomazgāja. Šī iemesla dēļ eļļu benzīnam pievieno noteiktā proporcijā. Izmantotās eļļas veids ir īpašs, īpaši divtaktu dzinējiem. Tam ir jāiztur augsta temperatūra un, sadedzinot ar degvielu, jāatstāj minimāli pelnu nogulsnes. Tagad par darba principu. Viss darba cikls dzinējā tiek veikts divos ciklos.

1. Kompresijas gājiens. Virzulis pārvietojas no virzuļa apakšējā nāves centra (šajā pozīcijā virzulis atrodas 2. attēlā, turpmāk saīsināti kā BDC) uz virzuļa augšējo miršanas punktu (virzuļa stāvoklis 3. attēlā, turpmāk TDC), vispirms bloķējot 2. iztukšošanas un pēc tam izplūdes 3 logus. Pēc tam, kad virzulis aizver cilindra izplūdes logu, sākas iepriekš tajā iekļuvušā degmaisījuma saspiešana. Tajā pašā laikā kloķa kamerā 1 tās hermētiskuma dēļ un pēc tam, kad virzulis aizver iztukšošanas logus 2, zem virzuļa tiek izveidots vakuums, kura iedarbībā no karburatora kloķa kamerā no karburatora nonāk degošs maisījums. ieplūdes logs un atvēršanas vārsts.

2. Insulta insults. Virzulim atrodoties tuvu TDC, saspiestais darba maisījums (1. 3. att.) tiek aizdedzināts no sveces elektriskās dzirksteles, kā rezultātā strauji palielinās gāzu temperatūra un spiediens. Gāzu termiskās izplešanās ietekmē virzulis virzās uz BDC, savukārt izplešanās gāzes veic noderīgu darbu. Tajā pašā laikā, ejot uz leju, virzulis rada augstspiediena kloķa kamerā (saspiežot tajā gaisa un degvielas maisījumu). Zem spiediena vārsts aizveras, tādējādi novēršot degmaisījuma atkārtotu iekļūšanu ieplūdes kolektorā un pēc tam karburatorā.

Kad virzulis sasniedz izplūdes logu (4. att. 1), tas atveras un izplūdes gāzes tiek izvadītas atmosfērā, spiediens cilindrā samazinās. Ar tālāku kustību virzulis atver attīrīšanas logu (5. att. 1) un pa kanālu (2. 5. att.) ieplūst kloķa kamerā saspiestais degmaisījums, piepildot cilindru un attīrot to no izplūdes gāzu atlikumiem.

Ir vērts pieminēt aizdedzes principu. Tā kā degvielas maisījumam ir nepieciešams laiks, lai aizdegtos, nedaudz pirms virzulis sasniedz TDC uz sveces parādās dzirkstele. Ideālā gadījumā, jo ātrāk virzulis kustas, jo agrākai jābūt aizdedzei, jo virzulis no dzirksteles brīža ātrāk sasniedz TDC. Ir mehāniskas un elektroniskas ierīces, kas maina aizdedzes leņķi atkarībā no motora apgriezienu skaita. Praktiski skrejriteņiem līdz 2000 un vairāk. šādu sistēmu nebija, un aizdedzes laiks tika iestatīts, pamatojoties uz optimālo ātrumu. Dažiem motorolleriem, piemēram, Honda Dio ZX AF35, ir uzstādīts elektronisks slēdzis ar dinamisku virzību. Ar to dzinējs attīsta lielāku jaudu.

Četrtaktu dzinēju priekšrocības

* Lielāks resurss.

* Lieliska ekonomika.

* Tīrāka izplūde.

* Nav nepieciešama sarežģīta izplūdes sistēma.

* Mazāks trokšņu līmenis. * Nav nepieciešams iepriekš sajaukt eļļu ar benzīnu

Divtaktu dzinēju priekšrocības

* Lielgabarīta eļļošanas un gāzes sadales sistēmu trūkums benzīna opcijām.

* Liela jauda attiecībā uz 1 litru darba tilpuma.

* Vieglāk un lētāk ražot

elektriskais motors

Radīšanas vēsture

1821. gadā, pētot vadītāju mijiedarbību ar strāvu un magnētiem, Faradejs atklāja, ka elektriskā strāva, kas iet caur vadītāju, var likt šim vadītājam griezties ap magnētu vai likt magnētam griezties ap vadītāju. Šī pieredze pierādīja elektromotora uzbūves fundamentālo iespēju.

Iespēja pārveidot elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā ir parādīta daudzos citos eksperimentos. Tātad 1824. gadā izdotajā P. Bārlova grāmatā "The Study of Magnetic Attractions" tika aprakstīta ierīce, kas pazīstama kā "Bārlova riteņi".

Bārlova ritenis pēc darbības principa bija vienpola elektriskā mašīna, kas darbojās motora režīmā: pastāvīgo magnētu magnētiskā lauka un strāvas, kas iet caur abiem uz vienas ass esošajiem vara zobratiem, mijiedarbības rezultātā riteņi. sāk strauji griezties tajā pašā virzienā. Bārlovs atklāja, ka kontaktu maiņa vai magnētu polu stāvokļa maiņa nekavējoties izraisa riteņu griešanās virziena izmaiņas.

Kā cita elektromotora konstrukcijas piemērs var kalpot angļu zinātnieka V. Riči 1833. gadā aprakstītā ierīce. Magnētisko lauku šajā dzinējā radīja pastāvīgs stacionārs pakava magnēts. Starp šiem poliem uz vertikālās ass tika novietots elektromagnēts, caur kura tinumu tika izvadīta strāva. Strāvas virzienu periodiski mainīja slēdzis. Pastāvīgā magnēta un elektromagnēta polu mijiedarbība izraisīja elektromagnēta rotāciju ap asi. Tomēr šim elektromotoram tā primitīvās konstrukcijas un mazās jaudas dēļ nevarēja būt praktiska nozīme.

Amerikāņu fiziķa J. Henrija ierīcē elektromagnēta polaritātes maiņa notika, mainoties caur tā tinumu plūstošās strāvas virzienam. Tas ienesa elektromagnētu vienmērīgā šūpošanās kustībā. Paša Henrija būvētajā modelī elektromagnēts izdarīja 75 šūpoles minūtē. Šāda veida dzinēju jauda bija ļoti maza, aptuveni 0,05 vati.

1834.-1860.gadā. konstrukcijas parādījās ar skaidri izteikta polu enkura rotācijas kustību. Griezes moments uz šādu dzinēju vārpstas parasti strauji pulsēja.

Nozīmīgākie darbi pie elektromotoru projektēšanas pieder krievu zinātniekam B. S. Jakobi. Pētot savu priekšgājēju elektromotoru konstrukcijas, kurās tika veikta armatūras turp un atpakaļ kustība, Džeikobijs komentēja vienu no tiem: "šāds aparāts nebūs nekas vairāk kā jautra rotaļlieta fizisko skapju bagātināšanai" un ka “to nebūs iespējams piemērot plašā mērogā ar kādu ekonomisku labumu. Tāpēc viņš pievērsa uzmanību jaudīgāka elektromotora izveidei ar armatūras rotējošu kustību.

1834. gadā Jacobi uzbūvēja un aprakstīja elektromotoru, kas darbojās pēc elektromagnētu pievilkšanas un atgrūšanas principa. Šim dzinējam bija divas U veida elektromagnētu grupas, no kurām viena atradās uz fiksēta rāmja, bet otra līdzīga grupa – uz rotējoša diska. Galvanisko elementu akumulators tika izmantots kā strāvas avots elektromagnētu darbināšanai. Komutators tika izmantots, lai pārmaiņus mainītu kustīgo elektromagnētu polaritāti.

Savu pirmo elektromotoru Jacobi uzbūvēja 1834. gada maijā, un tā paša gada novembrī viņš iesniedza ziņojumu par šo ierīci Parīzes Zinātņu akadēmijai. To nolasīja akadēmijas sēdē 1834. gada decembrī un nekavējoties publicēja.

1837. gadā amerikāņu tehniķis T. Devenports uzbūvēja arī elektromotoru ar tiešu armatūras rotāciju, kur kustīgie elektromagnēti mijiedarbojās ar fiksētiem pastāvīgajiem magnētiem.

Darbības princips

Līdzstrāvas motori tiek izmantoti tajās elektriskajās piedziņās, kurām nepieciešams liels ātruma regulēšanas diapazons, lielāka precizitāte piedziņas griešanās ātruma uzturēšanā, ātruma regulēšana uz augšu no nominālā.

Kā ir ar līdzstrāvas motoriem

Līdzstrāvas elektromotora darbības pamatā ir elektromagnētiskās indukcijas fenomens. No elektrotehnikas pamatiem ir zināms, ka magnētiskajā laukā novietots strāvu nesošais vadītājs ir pakļauts spēkam, ko nosaka kreisās rokas likums:

kur I ir strāva, kas plūst caur vadītāju, B ir magnētiskā lauka indukcija; L ir vadītāja garums.

Vadītājam šķērsojot mašīnas magnētiskās spēka līnijas, tajā tiek inducēts elektromotora spēks, kas attiecībā pret strāvu vadītājā ir vērsts pret to, tāpēc to sauc par reverso vai pretdarbību (pret-e.d. s) . Motora elektriskā jauda tiek pārveidota par mehānisko jaudu un daļēji tiek tērēta vadītāja sildīšanai.

Strukturāli visi līdzstrāvas elektromotori sastāv no induktora un armatūras, kas atdalītas ar gaisa spraugu.

Līdzstrāvas motora induktors tiek izmantots, lai izveidotu mašīnas stacionāru magnētisko lauku, un tas sastāv no rāmja, galvenajiem un papildu poliem. Rāmis tiek izmantots galveno un papildu stabu nostiprināšanai, un tas ir mašīnas magnētiskās ķēdes elements. Uz galvenajiem poliem ir ierosmes tinumi, kas paredzēti iekārtas magnētiskā lauka radīšanai, uz papildu stabiem ir īpašs tinums, kas kalpo pārslēgšanas apstākļu uzlabošanai.

Līdzstrāvas motora armatūra sastāv no magnētiskās sistēmas, kas samontēta no atsevišķām loksnēm, darba tinuma, kas ielikts rievās, un kolektora, ko izmanto barošanai. darba tinums līdzstrāva.

Kolektors ir cilindrs, kas uzstādīts uz motora vārpstas un izvēlēts no vara plāksnēm, kas izolētas viena no otras. Uz kolektora ir izvirzīti izvirzījumi-gaiļi, pie kuriem pielodēti armatūras tinumu sekciju gali. Strāvas noņemšana no kolektora tiek veikta, izmantojot birstes, kas nodrošina slīdošu kontaktu ar kolektoru. Birstes ir nostiprinātas otu turētājos, kas notur tās noteiktā pozīcijā un nodrošina nepieciešamo otas nospiešanu uz kolektora virsmas. Birstes un suku turētāji ir nostiprināti uz traversa, kas savienota ar motora korpusu.

Pārslēgšana līdzstrāvas motoros

Līdzstrāvas motora darbības laikā birstes, slīdot pa rotējošā kolektora virsmu, secīgi pārvietojas no vienas kolektora plāksnes uz otru. Šajā gadījumā tiek pārslēgtas armatūras tinuma paralēlās sekcijas, un tajās mainās strāva. Strāvas izmaiņas notiek laikā, kad tinuma spole ir īssavienota ar suku. Šo pārslēgšanas procesu un ar to saistītās parādības sauc par pārslēgšanu.

Pārslēgšanas brīdī tinuma īsslēgtā daļā e tiek inducēts sava magnētiskā lauka ietekmē. d.s. pašindukcija. Iegūtais e. d.s. rada papildu strāvu īssavienojuma sekcijā, kas rada nevienmērīgu strāvas blīvuma sadalījumu uz suku kontaktvirsmas. Šis apstāklis ​​tiek uzskatīts par galveno kolektora dzirksteles cēloni zem sukas. Pārslēgšanas kvalitāti novērtē pēc dzirksteļošanas pakāpes zem birstes ritošās malas un nosaka dzirksteļošanas pakāpju skala.

Līdzstrāvas motoru ierosināšanas veidi

Ar elektrisko mašīnu ierosmi saprot magnētiskā lauka radīšanu tajās, kas nepieciešams elektromotora darbībai.

Saskaņā ar ierosmes metodi līdzstrāvas elektromotorus iedala četrās grupās:

1. Ar neatkarīgu ierosmi, kurā NOV ierosmes tinumu darbina ārējs līdzstrāvas avots.

2. Ar paralēlu ierosmi (šuntu), kurā ierosmes tinums SHOV ir savienots paralēli armatūras tinuma barošanas avotam.

3. Ar seriālo ierosmi (sēriju), kurā SOW ierosmes tinums ir virknē savienots ar armatūras tinumu.

4. Dzinēji ar jauktu ierosmi (savienojumu), kuriem ir ierosmes tinuma virknes SOV un paralēlais SOV.

Līdzstrāvas motoru palaišana

Sākotnējā dzinēja iedarbināšanas brīdī enkurs ir nekustīgs un pret e. d.s. un armatūras spriegums ir nulle, tāpēc Ip = U / Rya.

Armatūras ķēdes pretestība ir maza, tāpēc palaišanas strāva ir 10 līdz 20 reizes vai lielāka par nominālo strāvu. Tas var radīt ievērojamus elektrodinamiskos spēkus armatūras tinumā un tā pārmērīgu pārkaršanu, tāpēc dzinējs tiek iedarbināts, izmantojot palaišanas reostatus - aktīvās pretestības, kas iekļautas armatūras ķēdē.

Motori līdz 1 kW nodrošina tiešu iedarbināšanu.

Palaišanas reostata pretestības vērtība tiek izvēlēta atbilstoši pieļaujamajai motora palaišanas strāvai. Reostats ir pakāpiens, lai uzlabotu elektromotora iedarbināšanas vienmērīgumu.

Starta sākumā tiek ieviesta visa reostata pretestība. Palielinoties armatūras ātrumam, rodas pretspēks. d.s., kas ierobežo sākuma strāvas. Pakāpeniski noņemot reostata pretestību no armatūras ķēdes, pakāpeniski tiek palielināts armatūrai pievadītais spriegums. Līdzstrāvas motora ātrumu var kontrolēt trīs veidos: mainot motora ierosmes plūsmu, mainot motoram pievadīto spriegumu un mainot pretestību armatūras ķēdē.

Visplašāk tiek izmantotas pirmās divas regulēšanas metodes, trešā metode tiek izmantota reti: tā ir neekonomiska, savukārt dzinēja apgriezienu skaits būtiski atkarīgs no slodzes svārstībām. Līdzstrāvas motora mehāniskie raksturlielumi ar dažādām ātruma regulēšanas metodēm

Treknā līnija ir dabiskā ātruma atkarība no griezes momenta uz vārpstas vai, kas ir vienāda, no armatūras strāvas. Dabiskā mehāniskā raksturlieluma taisnā līnija nedaudz atšķiras no horizontālās pārtrauktās līnijas. Šo novirzi sauc par nestabilitāti, nestingrību, dažreiz statisku. Neparalēlo līniju grupa I atbilst ātruma regulēšanai ar ierosmi, paralēlas līnijas II tiek iegūtas, mainot armatūras spriegumu, un visbeidzot, ventilators III ir rezultāts, ievadot ķēdē aktīvās pretestības armatūru.

Līdzstrāvas motora ierosmes strāvas vērtību var regulēt, izmantojot reostatu vai jebkuru ierīci, kas aktīvā pretestība kuras vērtību var mainīt, piemēram, tranzistors. Palielinoties pretestībai ķēdē, ierosmes strāva samazinās, motora apgriezieni palielinās. Kad magnētiskā plūsma ir novājināta mehāniskās īpašības atrodas virs dabiskajiem (t.i., virs raksturlielumiem, ja nav reostata). Dzinēja apgriezienu skaita palielināšana izraisa pastiprinātu dzirksteļošanu zem sukām. Turklāt, ja elektromotors tiek darbināts ar novājinātu plūsmu, tā darbības stabilitāte samazinās, īpaši ar mainīgām vārpstas slodzēm. Tāpēc ātruma kontroles robežas šādā veidā nepārsniedz 1,25 - 1,3 no nominālā.

Mainīga sprieguma kontrolei ir nepieciešams pastāvīgs strāvas avots, piemēram, ģenerators vai pārveidotājs. Šāds regulējums tiek izmantots visās rūpnieciskās elektriskās piedziņas sistēmās: ģenerators - līdzstrāvas motors (G - DPT), elektriskās mašīnas pastiprinātājs - līdzstrāvas motors (EMU - DPT), magnētiskais pastiprinātājs - līdzstrāvas motors (MU - DPT), tiristoru pārveidotājs - līdzstrāvas motors (T - DPT).

Līdzstrāvas motoru bremzēšana

Elektriskās piedziņās ar līdzstrāvas motoriem tiek izmantotas trīs bremzēšanas metodes: dinamiskā, reģeneratīvā un reversās strāvas bremzēšana.

Līdzstrāvas motora dinamiskā bremzēšana tiek veikta, īssavienojot motora armatūras tinumu vai caur rezistoru. Šajā gadījumā līdzstrāvas motors sāk darboties kā ģenerators, pārveidojot tā uzkrāto enerģiju mehāniskā enerģija elektriskajā. Šī enerģija tiek atbrīvota siltuma veidā pretestībā, kurai ir aizvērts armatūras tinums. Dinamiskā bremzēšana nodrošina precīzu elektromotora apstāšanos.

Līdzstrāvas dzinēja reģeneratīvā bremzēšana tiek veikta, kad tīklam pievienotais elektromotors tiek griezts ar izpildmehānismu ar ātrumu, kas pārsniedz ideālo tukšgaitas ātrumu. Tad e. d.s., kas inducēts motora tinumā, pārsniedz tīkla sprieguma vērtību, strāva motora tinumā maina virzienu uz pretējo. Elektromotors pārslēdzas uz darbu ģeneratora režīmā, dodot enerģiju tīklam. Tajā pašā laikā uz tā vārpstas rodas bremzēšanas moments. Šādu režīmu var iegūt pacelšanas mehānismu piedziņās, nolaižot slodzi, kā arī kontrolējot dzinēja ātrumu un bremzēšanas procesos līdzstrāvas elektriskajās piedziņās.

Līdzstrāvas motora reģeneratīvā bremzēšana ir visekonomiskākais veids, jo tā atgriež elektroenerģiju tīklā. Metāla griešanas darbgaldu elektriskajā piedziņā šo metodi izmanto ātruma kontrolei G-DPT un EMU-DPT sistēmās.

Bremzēšana, ieslēdzot līdzstrāvas motoru, tiek veikta, mainot sprieguma un strāvas polaritāti armatūras tinumā. Armatūras strāvai mijiedarbojoties ar lauka tinuma magnētisko lauku, rodas bremzēšanas moments, kas samazinās, samazinoties motora ātrumam. Kad motora ātrums samazinās līdz nullei, motors ir jāatvieno no tīkla, pretējā gadījumā tas sāks griezties pretējā virzienā.

Pašvaldības izglītības iestāde

vidēji vispārizglītojošā skola Nr.9.g. Berdska.

Tēma: "Dzinēju attīstība un to nozīme zinātnes un tehnoloģiju progresā"

Par tēmu "Fizika"

Pabeidza: Tabakovs Konstantīns Andrejevičs,

9. klases skolnieks.

Berdskas pilsēta. 2009. gads

Ievads

Tvaika mašīnas.
Polzunova pirmais siltumdzinējs. Džeimsa Vata pirmā praktiskā tvaika dzinēja izveide. Vata pirmais darbs. Vata otrais darbs.
Elektromotori.
vārsta motors. Stators. Rotors. Darbības princips. Priekšrocības un trūkumi.
Iekšdedzes dzinēji.
Radīšanas vēsture. Darba shēma. Turbo Reaktīvo dzinēju izstrāde

Secinājumi Atsauces. Mērķi:Šī darba mērķis ir izpētīt un atklāt dzinēju lomu zinātnes un tehnoloģiju progresā. Atklāt dažādu tipu dzinēju agregātu struktūru. Iepazīties ar to tapšanas vēsturi un zinātniekiem, pateicoties kuriem mēs izmantojam šīs ierīces tādā formā, kādā tās ir tagad. Uzdevumi:

Dažāda veida literatūras lasīšana. Nepieciešamās informācijas iegūšana no tā. Iepazīstieties ar dažādu dzinēju parādīšanās vēsturi. Uzziniet, kurās nozarēs šīs ierīces tika izmantotas dažādos laikos. Parādiet dzinēju priekšrocības salīdzinājumā ar citām līdzīgām ierīcēm.

Tēmas atbilstība

Kad Džeimss Vats pirmo reizi izgudroja un uzbūvēja tvaika dzinēju praktiskai lietošanai, viņš, iespējams, neapzināti izvirzīja zinātni jaunā attīstības līmenī, jo tieši šīs apbrīnojamās ierīces kļuva par "pasaules progresa dzinēju". Dzinēji pilnībā mainīja daudzu uzskatus. lietas. Sniedza jaunas iespējas rūpniecības nozarēs, dramatiski virzot to uz priekšu. Uzskatu, ka dzinēju uzlabošana un attīstība mums dos jaunas iespējas daudzās darbības jomās. Mūsu laikā tas ir ļoti svarīgi, jo ekoloģiskā situācija pasaulē ir ļoti pasliktinājusies. Un mums patiešām ir jārada videi draudzīgi elektromotori, kas nepiesārņos vidi. Cilvēks iekšā mūsdienu sabiedrība vispār nav iespējams iedomāties bez iekšdedzes dzinēja. Un jūs visi zināt, ko es domāju. Tās, protams, ir mūsu automašīnas, motocikli un citi transportlīdzekļi, kas izmanto iekšdedzes dzinējus. Mūsdienu automašīnās iekšdedzes dzinēji bieži tiek kombinēti ar elektromotoriem, kas nodrošina vislabākos vides rādītājus. Izvēloties šo tēmu, es galvenokārt paļāvos uz to, ka tā būs tieši saistīta ar manu nākotnes profesiju. Esmu noraizējies par šīs tehnikas videi draudzīgumu un daudzpusību, un nākotnē vēlos mēģināt palīdzēt tos uzlabot. specifikācijas un kvalitāti. Galu galā to popularitāte un daudzpusība padara dzinēju par "pasaules progresa dzinēju"

Ievads.

20. gadsimts ir tehnoloģiju pasaule. Spēcīgas mašīnas no zemes zarnām ekstrahē miljoniem tonnu ogļu, rūdas, naftas. Spēcīgas spēkstacijas saražo miljardiem kilovatstundu elektroenerģijas. Tūkstošiem rūpnīcu un rūpnīcu ražo apģērbus, radio, televizorus, velosipēdus, automašīnas, pulksteņus un citus nepieciešamos produktus. Vilcieni, kuģi, lidmašīnas mūs lielā ātrumā nes pāri kontinentiem un okeāniem. Un augstu virs mums, tālāk zemes atmosfēra, lidot ar raķetēm un mākslīgajiem zemes pavadoņiem. Tas viss nedarbojas bez dzinēju palīdzības. Cilvēks savu attīstību sāka, piesavinoties gatavos dabas produktus, bet jau pirmajā attīstības stadijā sāka izmantot mākslīgos instrumentus. Attīstoties ražošanai, sāk veidoties apstākļi mašīnu rašanās un attīstībai. Sākumā mašīnas, tāpat kā instrumenti, tikai palīdzēja cilvēkam darbā, pēc tam sāka viņu pamazām aizstāt. Cilvēce sāka meklēt citus enerģijas avotus. Izgudrotāji strādāja ilgu laiku, viņi pārbaudīja daudzas mašīnas - un visbeidzot tika uzbūvēts jauns dzinējs. Tas bija tvaika dzinējs. Viņš iedarbināja daudzas mašīnas un darbgaldus rūpnīcās un rūpnīcās. AT XIX sākums gadsimtā tika izgudroti pirmie sauszemes tvaika dzinēji transportlīdzekļiem- lokomotīves. Bet tvaika dzinēji bija sarežģīti, apjomīgi un dārgi. Strauji attīstošajam mehāniskajam transportam bija vajadzīgs cits dzinējs – mazs un lēts. 1860. gadā francūzis Lenuārs, aizdedzes nolūkā izmantojot tvaika dzinēja konstrukcijas elementus, gāzes degvielu un elektrisko dzirksti, izstrādāja pirmo iekšdedzes dzinēju, kas atrada praktisku pielietojumu. Visiem šiem dzinējiem bija nepieciešama degviela, un tajā pašā laikā zinātnieki strādāja pie dzinēja, kas darbojas ar elektrību – elektromotora – izgudrošanas, kas ir kluss un mazs. Pirmo elektromotoru izstrādāja krievu zinātnieks B.S. Jacobi.

Savu darbu veltu dzinēju radīšanas un izstrādes procesam.

Tvaika mašīnas.

I. I. Polzunova pirmais universālais siltumdzinējs.

Pirmais universālais siltumdzinējs tika izgudrots Krievijā XVIII gadsimta 60. gados. izcils krievu siltuminženieris Ivans Ivanovičs Polzunovs (1729-1766). Polzunovs bija iepazinies ar Savery un Nyokomena mašīnu aprakstu, kā arī ar M. V. Lomonosova darbiem siltumtehnikas jomā. Savu pētījumu rezultātā I. I. Polzunovs 1763. gadā izstrādāja projektu "ugunsdrošības mašīnas rūpnīcas vajadzībām". Viņš plānoja uzbūvēt divu cilindru tvaika atmosfēras iekārtu. Pēc Polzunova projekta tvaiks no katla (1) tika padots vienam, teiksim, kreisajam cilindram (2), kur tas pacēla virzuli (3) tā augšējā pozīcijā. Pēc tam no tvertnes cilindrā tika ievadīta strūkla auksts ūdens(4), kas izraisīja tvaiku kondensāciju. Atmosfēras spiediena rezultātā uz virzuli tas nolaidās, savukārt labajā cilindrā tvaika spiediena rezultātā virzulis pacēlās. Ūdens un tvaika sadali Polzunova mašīnā veica speciāla automātiska iekārta (5). Nepārtrauktais darba spēks no mašīnas virzuļiem tika pārnests uz uz vārpstas uzstādītu skriemeli (6), no kura kustība tika pārnesta uz ūdens tvaika sadales ierīci, padeves sūkni, kā arī uz darba vārpstu, no kuras pūtēju kažokādas tika iedarbinātas. I. I. Polzunovs jau pirmajā tvaika dzinēja projektā (1763) skaidri formulēja uzdevumu izveidot universālu siltumdzinēju. Ar lielām grūtībām, tā kā mašīnas uzbūvēšanai nebija atvēlēti pietiekami līdzekļi, Polzunovs ar vairāku studentu palīdzību 1764. gadā sāka izveidot savu mašīnu, un 1765. gadā tā tika uzbūvēta. Jāpiebilst, ka šī mašīna būtiski atšķīrās no Polzunova pirmā projekta. Uzbūvētā mašīna atrisināja tikai konkrētu problēmu: tika izstrādāta piedziņa vairākām krāsnīm un tika nodrošināts zems degvielas patēriņš. Polzunovam neizdevās izturēt līdz mašīnas palaišanai. Pārslogots, 1766. gada maijā viņš nomira no pārejoša patēriņa. Mašīna tika uzsākta tikai 1766. gada augustā. Iekārta strādāja apmēram divus mēnešus, parādot savu efektivitāti: 43 darba dienu laikā tā ienesa aptuveni 12 tūkstošus rubļu. ieradās. Bet 1766. gada novembrī noplūda katls, automašīna tika apturēta, un pēc dažiem gadiem tā tika salauzta un aizmirsta. Bet pirmo dzinēju, kas bija praktiski piemērots darbam, izgudroja Džeimss Vats. Es par to tagad pastāstīšu.

Praktiska universāla siltumdzinēja izgudrojums. Džeimsa Vata darbi.

Plkst Praktiskai lietošanai piemēroto universālo tvaika mašīnu izgudroja angļu siltuminženieris Džeimss Vats (1736-1819). Vats sāka darbu pie tvaika dzinējiem 1764. gadā, kad viņam tika uzdots labot Newcomen tvaika-atmosfēras dzinēja modeli. Viņš vērsa uzmanību uz lielo neproduktīvo tvaika un līdz ar to arī degvielas patēriņu automašīnā. Pētot šīs parādības cēloni, Vats nonāca pie secinājuma, ka atmosfēras mašīnas laba darbība ir atkarīga no divu nosacījumu izpildes: pirmkārt, lai iegūtu spēcīgu vakuumu zem virzuļa, ir nepieciešams kondensēt tvaiku. cilindru pēc iespējas pilnīgāk, un lai tas pēc iespējas vairāk atdzesētu; otrkārt, lai izvairītos no neproduktīviem tvaika zudumiem, tas ir jāielaiž nākamajam virzuļa gājienam no katla neatdzesētā, karstā cilindrā. Sākumā šķita, ka tehniski nav iespējams izpildīt šos divus nosacījumus vienlaikus. Pēc virknes dziļu pētījumu un eksperimentu Vats beidzot atrisināja šo sarežģīto tehnisko problēmu: viņš ierosināja kondensēt tvaiku atsevišķā kondensatora tvertnē, kas savienota ar cilindru. Kondensatora izgudrojums ir Vata svarīgākais atklājums viņa darba pirmajā periodā. Vats saņēma patentu šim izgudrojumam 1769. gadā. Patenta pieteikumā viņš savu izgudrojumu definēja kā "jaunu metodi tvaika un līdz ar to arī degvielas patēriņa samazināšanai ugunsdzēsības mašīnās".

Pirmais Džeimsa Vata darbs.

Tādējādi tika atrasta īstā ideja tvaika dzinēja uzlabošanai. Taču vajadzēja pāriet uz šīs idejas praktisko realizāciju. Lai to panāktu, Vatam bija jāpavada daudz gadu smaga darba un smagas cīņas ar neskaitāmiem šķēršļiem un grūtībām. Lielu mašīnu ražošana maksāja daudz naudas, un Vata paša līdzekļi bija pilnīgi nenozīmīgi. Man bija jāvēršas pie ražotājiem un rūpniekiem ar pazemojošiem lūgumiem pēc finansējuma jaunas mašīnas uzbūvēšanai. AT Meklējot līdzekļus sava dzinēja celtniecībai, Vats sāka sapņot par ienesīgu darbu ārpus Anglijas. 70. gadu sākumā viņš teica draugiem, ka "viņš ir noguris no tēvzemes", un nopietni sāka runāt par pārcelšanos uz Krieviju. Krievijas valdība angļu inženierim piedāvāja "nodarbošanos atbilstoši viņa gaumei un zināšanām" un ar 1000 sterliņu mārciņu gada algu. Vata došanos uz Krieviju liedza līgums, ko viņš 1772. gadā noslēdza ar kapitālistu Boltonu, kas bija mašīnbūves uzņēmuma īpašnieks Soho pilsētā netālu no Birmingemas. Boltons jau sen zināja par jaunas "ugunīgas" mašīnas izgudrošanu, taču vilcinājās subsidēt tās būvniecību, šaubīdamies par mašīnas praktisko vērtību. Viņš pasteidzās noslēgt līgumu ar Vatu tikai tad, kad bija reāli draudi izgudrotāja aizbraukšanai uz Krieviju. Vienošanās, kas saistīja Vatu ar Boltonu, izrādījās ļoti efektīva. Boltons izrādījās inteliģents un tālredzīgs cilvēks. Viņš neskopojās uz mašīnas celtniecības izmaksām. Boltons saprata, ka Vata ģēnijs, atbrīvots no sīkajām, nogurdinošām rūpēm par maizes gabaliņu, atklāsies ar pilnu jaudu un bagātinās uzņēmīgo kapitālistu. Turklāt pats Boltons bija liels mehānikas inženieris, un arī Vata tehniskās idejas viņu apbūra. Rūpnīca Soho tolaik bija slavena ar savu pirmšķirīgo aprīkojumu, tajā strādāja kvalificēti strādnieki, tāpēc Vats ar entuziasmu pieņēma Boltona piedāvājumu ražotnē ierīkot tvaika dzinēju ražošanu. jauns dizains. No 70. gadu sākuma līdz mūža beigām Vats palika rūpnīcas galvenais mehāniķis. 1774. gada beigās Soho rūpnīca uzbūvēja pirmo divkāršās darbības mašīnu.

Otrais Džeimsa Vata darbs.

Vats bija neapmierināts ar savu pirmo tvaika dzinēju un nekavējoties sāka strādāt pie tā uzlabošanas. 1777. gadā Vats, lai vēl vairāk palielinātu iekārtas efektivitāti, ierosināja izmantot tvaika noslēgšanu un izplešanos. Sākotnējā dizaina vatu mašīna ievērojami samazināja mehāniskās enerģijas iegūšanas izmaksas, galvenokārt ieguves rūpniecības vajadzībām. Viņa ļoti ātri atrada pielietojumu raktuvēs un raktuvēs, pilnībā aizstājot Newcomen mašīnu. Jaunu tvaika dzinēju ieviešana samazināja ogļu patēriņu par trim ceturtdaļām. Īpaši lielu interesi par Vata mašīnām izrādīja Kornvolisas vara rūnu īpašnieki. Soho rūpnīca līdz 1780. gadam saražoja 40 tvaika dzinējus, no kuriem puse bija paredzētas Kornvolas Foksas raktuvēm. Taču, tāpat kā iepriekš izgudrotās tvaika-atmosfēriskās mašīnas, arī dubultās darbības tvaika mašīna nebija piemērota universālā dzinēja lomai, tā bija piemērojama tikai ūdens celšanai no raktuvēm. Mašīnu varēja izmantot ūdens sūkņiem pilsētās, kā arī pūtēju piedziņai, jo šajos gadījumos mašīnas darba korpusu kustība bija taisnvirziena-oscilējoša. Tās izmantošanai rūpniecības uzņēmumos bija nepieciešama vārpsta ar nepārtraukti griežamu uz tā uzstādītu riteni, no kuras ar siksnas piedziņas palīdzību darbu varētu pārnest uz darbgaldiem. Lielbritānijas rūpniecībā arvien vairāk izjuta nepieciešamību pēc universālas lietošanas dzinējiem. Uz Soho rūpnīcu ieradās vēstules no dažādu nozaru uzņēmējiem, lūdzot uzbūvēt jaunas sistēmas tvaika dzinējus, kas paredzēti ne tikai ūdens atsūknēšanai, bet arī darbgaldu iedarbināšanai darbnīcās. Kopš 1778. gada Vats sāka strādāt pie mašīnu ar nepārtrauktu rotācijas kustību izgudrošanas. Rezultātā tika izveidota dubultās darbības mašīna, kas bija universāls siltuma dzinējs. Viņš saņēma patentu šai iekārtai 1784. gadā. P


Mašīnas darbības princips bija tāds, ka tvaiks no katla nonāca caur spoli cilindrā. Spole ļāva padot tvaiku no vienas virzuļa puses, pēc tam no otras, tādējādi radot nepieciešamo spiedienu uz virzuli. Tādējādi universālā tvaika dzinēja galvenie elementi attīstījās pakāpeniski. Svarīgākie jauninājumi, ko Vats ieviesa dubultās darbības mašīnā, ir šādi:

Atšķirībā no pirmās tvaika-atmosfēriskās iekārtas 1769. gadā, 1784. gadā patentētajā mašīnā tika izmantots dubultās darbības princips, t.i., tvaiks darbojās pārmaiņus vienā virzuļa pusē, pēc tam otrā. Lai piegādātu tvaiku dažādiem cilindra dobumiem, viņš izmantoja īpašu ierīci - spoli. Izlīdzināšanai rotācijas kustība Vats izmantoja spararatu. Lai pārvērstu virzuļa šūpošanos par nepārtrauktu balansēšanas mašīnā, Vats izgudroja īpašu mehānismu, kas nodrošina virzuļa stieņa kustības taisnumu, kas savienots ar vienu līdzsvara stieņa galu (tā sauktais Vata paralelograms), kā arī vairākus veidus, kā pārvērst taisnvirziena kustību rotācijas kustībā.

Tā kā Vats savā automašīnā nevarēja izmantot klaņi-kloķa mehānismu, lai iegūtu rotācijas kustību, šādu transmisiju izvēlējās franču izgudrotājs Pikars.Pirmkārt. Vats šim nolūkam izmantoja planētu vai saules riteni. Viens no svarīgiem mehānismiem divkāršās darbības tvaika dzinējā bija mehāniskais centrbēdzes regulators, kas, izmantojot īpašu droseļvārstu tvaika caurulē, regulēja tvaika plūsmu iekārtā. XVIII gadsimta 80. gadu vidū. beidzot tika izstrādāta tvaika dzinēja konstrukcija, un divkāršās darbības tvaika dzinējs kļuva par universālu siltuma dzinēju, kas atrada plašs pielietojums gandrīz visās ekonomikas nozarēs daudzās valstīs.

Elektromotori.

E Elektriskās mašīnas tiek plaši izmantotas spēkstacijās, rūpniecībā, transportā, aviācijā, automātiskās regulēšanas un vadības sistēmās, kā arī ikdienas dzīvē.
Elektriskās mašīnas pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā un otrādi. Mašīnu, kas pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā, sauc par ģeneratoru. Elektriskās enerģijas pārveidošanu mehāniskajā enerģijā veic motori. Jebkuru elektrisko mašīnu var izmantot gan kā ģeneratoru, gan kā elektromotoru. Šo elektriskās mašīnas īpašību mainīt tās pārveidotās enerģijas virzienu sauc par mašīnas atgriezeniskumu. Elektrisko mašīnu var izmantot arī, lai pārveidotu viena veida strāvas elektrisko enerģiju (frekvenci, maiņstrāvas fāžu skaitu, līdzstrāvas spriegumu) cita veida strāvas enerģijā. Šādas elektriskās mašīnas sauc par pārveidotājiem. Atkarībā no elektroinstalācijas strāvas veida, kurā elektromašīnai jādarbojas, tās iedala līdzstrāvas un maiņstrāvas mašīnās. Maiņstrāvas iekārtas var būt gan vienfāzes, gan daudzfāžu.
Visplašāk tiek izmantotas trīsfāzu sinhronās un asinhronās mašīnas, kā arī maiņstrāvas katetru mašīnas, kas ļauj ekonomiski kontrolēt ātrumu plašā diapazonā.Šobrīd asinhronie motori ir visizplatītākās elektriskās mašīnas. Tie patērē aptuveni 50% no valsts elektrostacijās saražotās elektroenerģijas. Asinhronie elektromotori ir tik plaši izmantoti to konstrukcijas vienkāršības, zemo izmaksu un augstās darbības uzticamības dēļ. Tiem ir salīdzinoši augsta efektivitāte: pie jaudām, kas lielākas par 1 kW, efektivitāte = 0,7:0,95, un tikai mikromotoros tā samazinās līdz 0,2-0,65. Tagad pastāstīšu par jauniem bezsuku motoriem.

Vārsta motors (VD)

Vārsta motors ir sinhrons motors, kas balstīts uz frekvences regulēšanas principu ar pašsinhronizāciju, kura būtība ir vadīt statora magnētiskā lauka vektoru atkarībā no rotora stāvokļa. Vārstu motorus (angļu literatūrā BLDC vai PMSM) sauc arī par bezsuku līdzstrāvas motoriem, jo ​​šāda motora kontrolieris parasti tiek darbināts no pastāvīgs spriegums.

Stators.

Statoram ir tradicionāls dizains un tas ir līdzīgs indukcijas mašīnas statoram. Tas sastāv no korpusa, serdes, kas izgatavota no elektrotērauda, ​​un vara tinuma, kas ielikts rievās gar serdes perimetru. Tinumu skaits nosaka motora fāžu skaitu. Pašiedarbināšanai un rotācijai pietiek ar divām fāzēm - sinusu un kosinusu. Parasti VD trīsfāzu, retāk četrfāžu. Saskaņā ar statora tinumu pagriezienu ielikšanas metodi izšķir motorus ar trapecveida (BLDC) un sinusoidālās (PMSM) formas apgriezto elektromotora spēku. Atbilstoši padeves metodei fāzes elektriskā strāva attiecīgajos motoros mainās arī trapecveida vai sinusoidāli.

Rotors.

Rotors ir izgatavots, izmantojot pastāvīgos magnētus, un parasti tam ir divi līdz astoņi polu pāri ar mainīgiem ziemeļu un dienvidu poliem. Sākumā rotora izgatavošanai tika izmantoti ferīta magnēti. Tie ir izplatīti un lēti, taču tiem ir trūkums zems līmenis magnētiskā indukcija. Magnēti, kas izgatavoti no retzemju sakausējumiem, tagad iegūst popularitāti, jo tie ļauj jums iegūt augsts līmenis magnētisko indukciju un samazināt rotora izmēru. Lieljaudas motoros rotora pastāvīgā magnēta vietā izmanto elektromagnētu. Barošanas spriegums tiek piegādāts caur sukām un slīdgredzeniem, kas uzstādīti uz rotora. Šādi darbojas auto ģenerators.

VD darbības princips.

ZS darbības princips ir balstīts uz to, ka HP kontrolleris pārslēdz statora tinumus tā, ka statora magnētiskā lauka vektors vienmēr tiek nobīdīts par leņķi, kas ir tuvu 90° vai -90° attiecībā pret rotora magnētisko lauku. vektors. Ar PWM modulācijas palīdzību kontrolieris kontrolē strāvu, kas plūst caur HP tinumiem un līdz ar to statora magnētiskā lauka vektora lielumu, un tādējādi tiek kontrolēts griezes moments, kas iedarbojas uz HP rotoru. Leņķa zīme starp vektoriem nosaka momenta virzienu, kas iedarbojas uz rotoru. Elektriskie grādi. Tie ir mazāki par ģeometriskiem grādiem pēc rotora polu pāru skaita. Piemēram, ZS ar rotoru, kuram ir 3 polu pāri, optimālais leņķis starp vektoriem būs 90° / 3 = 30° Tā kā tinumiem ir tikai 6 pārslēgšanas fāzes, statora vektors var kustēties ar lēcieniem par 60. ° - tas nozīmē, ka reālais leņķis starp vektoriem nebūs 90, ° a mainīsies no 60° uz 120°, rotējot HP rotoru. Pārslēgšana tiek veikta tā, lai rotora ierosmes plūsma būtu F 0 tiek uzturēts nemainīgs attiecībā pret enkura plūsmu. Armatūras plūsmas un ierosmes mijiedarbības rezultātā rodas griezes moments M, kas cenšas pagriezt rotoru tā, lai armatūras un ierosmes plūsmas sakristu, bet, kad rotors griežas DPR iedarbībā, tinumi pārslēdzas un armatūras plūsma pāriet uz nākamo soli. Šajā gadījumā iegūtais strāvas vektors tiks nobīdīts un nekustīgs attiecībā pret rotora plūsmu, kas rada momentu uz motora vārpstas. Motora darbības režīmā statora MMF ir priekšā rotora MMF par 90° leņķi, kas tiek uzturēts ar DPR palīdzību. Bremzēšanas režīmā statora MMF atpaliek no rotora MMF, 90° leņķis tiek uzturēts arī, izmantojot DPR.

VD priekšrocības un trūkumi

Pēdējā laikā šāda veida dzinēji strauji iegūst popularitāti, iekļūstot daudzās nozarēs. Tas atrod pielietojumu dažādās lietošanas jomās: no mājsaimniecības ierīces uz dzelzceļa transportu. HP ar elektroniskām vadības sistēmām bieži vien apvieno labākās bezkontakta motoru un līdzstrāvas motoru īpašības. Priekšrocības:

Liels ātrums un dinamika, pozicionēšanas precizitāte Plašs apgriezienu diapazons Bezkontakta un bez komponentiem, kam nepieciešama apkope - bezsuku iekārta Var izmantot sprādzienbīstamā un agresīvā vidē Augsta griezes momenta pārslodzes spēja Augsta energoefektivitāte (efektivitāte virs 90% un cosφ vairāk nekā 0,95) Ilgs kalpošanas laiks, augsta uzticamība un palielināts kalpošanas laiks slīdošu elektrisko kontaktu trūkuma dēļ Zema elektromotora pārkaršana, strādājot režīmos ar iespējamu pārslodzi

Trūkumi:

Salīdzinoši sarežģīta motora vadības sistēma Augstas motora izmaksas, pateicoties dārgu pastāvīgo magnētu izmantošanai rotora konstrukcijā.

Iekšdedzes dzinēji.

To tapšanas vēsture.

Daudzi zinātnieki, inženieri, testētāji ir strādājuši un turpina strādāt pie iekšdedzes dzinēja uzlabošanas. Un, lai gan dzinēju jauda, ​​efektivitāte un citas īpašības nepārtraukti uzlabojas, darbības pamatprincips paliek nemainīgs. Viņi radīja iekšdedzes dzinēju 19. gadsimta vidū, kad tvaika dzinējs dominēja transportā. Tolaik pilsētas ielu apgaismošanai izmantoja apgaismes gāzi. Jaunās degvielas īpašības noveda izgudrotājus uz domu, ka tas nav tvaiks, bet gan gāzu maisījums, kas varētu pārvietot virzuli cilindrā. Vēl viens tehniskais sasniegums palīdzēja atbildēt uz jautājumu, kā aizdedzināt šo maisījumu - indukcijas spoli, lai radītu elektrisko dzirksteli. Pirmie panākumi iekšdedzes dzinēju izveidē pieder kompānijām Benz un Daimler. Vairākus gadus Benzam un Daimleram bija jāuzlabo dzinējs. Rezultātā ar turīgu cilvēku atbalstu Karls Benzs pat uzcēla nelielu rūpnīcu gāzes dzinēju ražošanai. 1881. gadā, meklējot automašīnu degvielu, kas būtu efektīvāka par aizdedzes gāzi, Gotlībs Deimlers devās ceļojumā uz Krievijas dienvidiem, kur iepazinās ar naftas pārstrādes procesiem. Viens no tā produktiem, vieglais benzīns, izrādījās tieši tas enerģijas avots, ko meklēja izgudrotājs: benzīns labi iztvaiko, ātri un pilnībā sadedzina un ir ērts transportēšanai. 1883. gadā Daimler ierosināja dzinēja konstrukciju, kas varētu darboties gan ar gāzi, gan benzīnu; visi nākamie Daimler automašīnu dzinēji bija paredzēti tikai šķidrajai degvielai. Pāreja no gāzes uz benzīnu ļāva vairākas reizes palielināt kloķvārpstas apgriezienu skaitu, palielinot to līdz 900 apgr./min. dzinēja īpatnējā jauda gandrīz dubultojās (t.i., uz 1 litru no tā cilindru kopējā – darba – tilpuma). Pionieru darbs vienmēr prasa entuziasmu un drosmi. Atlīdzība par viņu neatlaidību ir viņu pēcnācēju pateicība. Benz pirmais pašgājējs blakusvāģis ar benzīna dzinēju bija trīsritenis. Daimler sāka ar divriteņu "motoriteni". Daimlera un Benca izgudrojumus tautieši sveica vēsi. Benzīna dzinēju klaboņa traucēja kārtīgajiem pilsētniekiem; "eksperti" arī apgalvoja, ka "bezzirgu pajūga" dzinējs noteikti uzsprāgšot. "Policija nedrīkst pieļaut, ka benzīna pajūgi apdraud visu pasauli," rakstīja vācu laikraksti. Rezultātā Daimleram nācās pārbaudīt savu auto naktī uz lauku ceļiem. Un Benzam policijai bija pienākums pirms katra brauciena ziņot par maršrutu un pieturas vietu, lai brīdinātu ugunsdzēsējus. Lai demonstrētu drošību ceļojot ar automašīnu, Frau Bertha Benz slepus no vīra veica tālsatiksmes (180 km) automašīnas nobraukumu ar saviem dēliem. Šajā braucienā drosmīgajam autobraucējam nācās ar cepursprādzi iztīrīt degvielas padeves cauruli un ar gumijas zeķu prievīti izolēt elektrības vadu. Neskatoties uz acīmredzamajām iekšdedzes dzinēja priekšrocībām, līdz XIX gadsimta beigām. tvaika un elektromobiļi tika uzskatīti par daudzsološākiem par benzīnu un benzīnu. Piemēram, Amerikas Savienotajās Valstīs no 1899. gadam saražotajām mehāniskajām apkalpēm 40% bija "tvaika automašīnas", 38% bija "elektriskās automašīnas" un tikai 22% bija "benzīna automašīnas". Līdz 1905. gadam situācija bija mainījusies: automašīnas ar iekšdedzes dzinējiem bija kļuvušas par 70%, bet elektrisko un tvaika dzinēju īpatsvars bija samazinājies līdz 30%. Līdz 1920. gadam tvaika un elektriskās brigādes bija kļuvušas par retumu. H

Lai palielinātu automašīnas ātrumu, bija nepieciešams palielināt dzinēja jaudu. Tas izrādījās grūti izdarāms. Palielinoties virzuļa diametram vai tā gājiena garumam, dzinēja masa ievērojami palielinājās. Dizaineri izvēlējās citu ceļu: viņi sāka izmantot vairākus cilindrus, nevis vienu. 1891. gadā Daimler izgatavoja pirmo četrcilindru dzinēju.

Iekšdedzes dzinēja darbības shēma.

P

Pirmo dzinēju, ko darbina aizdedzes gāze, 1860. gadā izgudroja franču mehāniķis Etjēns Lenuārs (1822-1900). Darba degviela tā dzinējā bija aizdedzes gāzes (degošu gāzu, galvenokārt metāna un ūdeņraža) un gaisa maisījums. Dizainam bija visas galvenās nākotnes automobiļu dzinēju iezīmes: divas aizdedzes sveces, cilindrs ar divkāršas darbības virzuli, divtaktu darba cikls. Un tomēr E. Lenuāra dizains bija tikai īsta dzinēja prototips, tas prasīja nopietnus uzlabojumus. Pietiek pateikt, ka tā efektivitāte bija 0,04, t.i., tika iztērēti tikai 4% no sadegušās gāzes siltuma. noderīgs darbs, un atlikušie 96% palika ar izplūdes gāzēm, sildīja korpusu utt. Sveces un izplūdes spole nedarbojās droši, motora dzesēšanai mēs to piegādāsim ar spoles tipa ūdens dzesēšanas caurulēm. Tam bija nepieciešams daudz ūdens (apmēram 120 m3 stundā). 1901. gadā Mercedes inženieri izstrādāja cauruļveida jeb šūnveida ūdens radiatoru, kas kļuva par pazīstamu automašīnas priekšpuses daļu. 1862. gadā franču inženieris Alphonse Bo de Rochas (1815-1891) ierosināja ideju par četrtaktu dzinēju: gāzes un gaisa darba maisījuma iepriekšēja saspiešana kļuva par obligātu brīdi tā darbībā. Tomēr Beau de Rocha neizdevās īstenot savu ideju. Šādu dzinēju 1876. gadā izveidoja darbinieks no Ķelnes (Vācija) Nikolauss Augusts Otto (1832-1891). Izgudrotājs smagi strādāja pie tā dizaina 15 gadus un sasniedza augstāku efektivitāti nekā toreiz esošajiem tvaika dzinējiem.

Šeit ir četrtaktu iekšdedzes dzinēja darba cikls: A. Darba maisījuma ieplūde. Virzulis (4) virzās uz leju; caur ieplūdes vārstu (1) degmaisījums nonāk cilindrā. B. Saspiešana. Virzulis (4) virzās uz augšu; ieplūdes (1) un izplūdes (3) vārsti ir aizvērti; paaugstinās spiediens cilindrā un darba maisījuma temperatūra. B. Darba gājiens (degšana un izplešanās). Aizdedzes sveces (2) dzirksteles izlādes rezultātā maisījums cilindrā ātri sadedzina; gāzes spiediens degšanas laikā iedarbojas uz virzuli (4); Virzuļa kustība caur virzuļa plāksni (5) un savienojošo stieni (6) tiek pārnesta uz kloķvārpstu (7), izraisot vārpstas griešanos. G. Gāzu izdalīšanās. Virzulis (4) virzās uz augšu; izplūdes vārsts (3) ir atvērts; izplūdes gāzes no cilindra nonāk izplūdes caurulē un tālāk atmosfērā.

Lai šķidrā degviela sadegtu dzinējā, tai jābūt labi izsmidzinātai un sajauktai ar gaisu, tā saukto darba maisījumu. Šo problēmu atrisina karburators (no fr. karburators - "lai bagātinātu oglekļa māju"). Izgudrotāji uzreiz neatrada labākais veids izsmidzināšana. Tātad vienā no pirmajiem karburatoriem benzīns tika izsmidzināts ar sukām, tāpēc to sauca par suku. precīzs. Benz karburators ieguva nosaukumu burbuļošana (no fr. barbotāža - “sajaukšana”): gaiss tika izlaists caur benzīnu tvertnē, izsmidzinot degvielu. Bija arī dakts karburetes ora, kas drīzumā bija jāatstāj, jo daktis dažkārt tika ievilktas cilindrā. Bet šodien, lai izveidotu darba maisījumu, degvielu biežāk izsmidzina zem spiediena. To injicē vai nu ieplūdes kanālos (vairāku punktu injekcija), vai kopējā ieplūdes caurulē vai kolektorā pirms kanāliem (viena punkta injekcija). ), vai tieši cilindrā (tiešā iesmidzināšana) . Mikroprocesors koordinē sistēmas darbu. Izmanto degvielas izsmidzināšanai uzgalis(no angļu valodas. spēks - "sūknis") vai inžektors .

Turbo

P

notiek izmaiņas atsevišķu dzinēja komponentu konstrukcijā, kas ļauj padarīt to darbu ekonomiskāku un efektīvāku. Piemēram, arvien biežāk tiek izmantota turbokompresoru sistēma vai - chii telpā - turbo. Jo vairāk skābekļa nonāk dzinēja cilindros, jo vairāk tiek sadedzināta degviela, jo vairāk jaudas varat iegūt. Gaiss tiek iespiests cilindros ar centrbēdzes sūkni, kas patērē daļu no dzinēja jaudas. Turbokompresora sistēmā šie izdevumi ir izslēgti. Tas izmanto izplūdes gāzu enerģiju. C pagrieziet miniatūru gāzes turbīnu, no kuras darbojas sūknis.

Reaktīvo dzinēju izstrāde.

Cits iekšdedzes dzinēja veids ir reaktīvais dzinējs. Tagad es pastāstīšu par viņiem. Ideja par reaktīvo dzinēju, tāpat kā daudzas tehniskās idejas, kas ir mūsdienu tehnoloģiju pamatā, atgriežas Senie laiki. Svarīgs posms reaktīvās piedziņas idejas attīstībā bija priekšlikums izmantot raķetes kā lidmašīnas dzinēju. Šo ideju pirmais formulēja krievu revolucionārs N. I. Kibalčičs, kurš īsi pirms nāvessoda izpildes, 1881. gada martā, ierosināja lidmašīnas (raķetes lidmašīnas) shēmu, izmantojot reaktīvo dzinējspēku no sprādzienbīstamām pulvera gāzēm. AT 20. gadsimta sākums Krievu zinātnieks K. E. Ciolkovskis teorētiski pamatoja starpplanētu lidojumu iespēju, izmantojot reaktīvos dzinējus. Ideja par reaktīvās piedziņas izmantošanu lidojumiem tika īstenota pēc reaktīvo un raķešu dzinēju radīšanas. Reaktīvie dzinēji, kuros vilces spēku rada gāzu strūklas kustības spēks, kas lielā ātrumā izplūst no reaktīvo sprauslas, iedala divās grupās. Pirmā grupa ir bezkompresora gaisa reaktīvie dzinēji, t.i., dzinēji, kuros gaisa kompresiju sadegšanas kamerā nodrošina dinamisks gaisa spiediens. Tipiskākie no tiem ir tā sauktie ramjet motori. Scramjet dzinēji izmanto atmosfēras gaisu kā oksidētāju. Reaktīvo dzinēju ideja ir izvirzīta vairāk nekā vienu reizi dažādas valstis, tostarp Krievijā. Bet svarīgākie, oriģinālie darbi šajā ziņā ir pētījumi, kas veikti 1908.-1913.gadā. Franču zinātnieks R. Lorēns, kurš jo īpaši 1911. gadā ierosināja vairākas shēmas reaktīvo dzinēju dzinējiem. 1939. gada maijā pirmo reizi PSRS tika izmēģināta I. A. Merkulova konstruētā raķete ar reaktīvo dzinēju. Tā bija divpakāpju raķete (pirmā pakāpe bija pulvera raķete) ar pacelšanās masu 7,07 kg, un degvielas svars ramreaktīvo dzinēja otrajai pakāpei bija tikai 2 kg. Izmēģinājuma laikā raķete sasniedza 2 km augstumu. 1939.-1940.gadā. pirmo reizi pasaulē Padomju Savienībā tika veikti gaisa ieelpošanas dzinēju lidojumi, kas uzstādīti kā papildu dzinēji N. N. Poļikarpova konstruētajā lidmašīnā. 1942. gadā Vācijā tika pārbaudīti E. Zengera konstruētie reaktīvie dzinēji. Tomēr reaktīvo dzinēju izmantošana ir pietiekami efektīva tikai tādos apstākļos, kad liels ātrums lidmašīnas lidojums - virsskaņas ātrums, ar kādu gaiss ieplūdīs dzinēja sadegšanas kamerā salīdzinoši augstā spiedienā. Tāpēc vairāku valstu dizaineri šobrīd intensīvi strādā šo dzinēju uzlabošanas virzienā. AT

Reaktīvo dzinēju attīstība ir primāri svarīga citai gaisa reaktīvo dzinēju grupai - turboreaktīvajiem dzinējiem. Turbopropelleru dzinējiem ir gāzes turbīna, kas darbina kompresoru, kas sūknē gaisu sadegšanas kamerā (papildus saspiežot no ātruma galvas ienākošo gaisu), un izplūdes gāzes tiek izmantotas strūklas piedziņai. Ja četrtakti virzuļdzinēja cilindrā laikā mijas, tad turbokompresora reaktīvajā dzinējā notiekošie procesi mainās telpā. Krievu zinātnieki smagi strādāja pie turboreaktīvo dzinēja izgudrošanas. 1909. gadā turboreaktīvo dzinēju konstrukciju izstrādāja inženieris N. Gerasimovs. 1914. gadā Krievijas flotes leitnants M.N.Nikoļskojs izstrādāja un uzbūvēja turbopropelleru lidmašīnas dzinēja modeli. Terpentīna un slāpekļskābes maisījuma gāzveida sadegšanas produkti kalpoja par darba šķidrumu trīspakāpju turbīnas darbināšanai. Turbīna strādāja ne tikai dzenskrūvei: radās izplūdes gāzu sadegšanas produkti, kas tika novirzīti uz astes (strūklas) sprauslu strūklas vilce papildus dzenskrūves vilcei. Lielu interesi izraisa V. I. Bazarova lidmašīnas turbokompresora reaktīvo dzinēju dizains, kas izstrādāts 1924. gadā. Šī gaisa kuģa gāzturbīnu iekārta (ar degvielas sadegšanu nemainīgā spiedienā) sastāvēja no trim elementiem: sadegšanas kameras, gāzes turbīnas un kompresors. Pirmo reizi saspiestā gaisa plūsma šeit tika sadalīta divās daļās: mazākā daļa nonāca sadegšanas kamerā (uz degli), bet lielākā daļa tika sajaukta ar darba gāzēm, lai pazeminātu to temperatūru turbīnas priekšā. Tas nodrošināja turbīnu lāpstiņu drošību. Daudzpakāpju turbīnas jauda tika izmantota, lai darbinātu paša dzinēja centrbēdzes kompresoru un daļēji grieztu dzenskrūvi. Papildus dzenskrūvei vilces spēks tika izveidots, reaģējot uz gāzu strūklu, kas tika izlaista caur astes sprauslu. Šķidrās degvielas dzinēji ir īpaši svarīgi raķešu un raķešu radīšanā. Raķešu ieroči tika plaši izmantoti Otrā pasaules kara laikā. Īpaši slaveni bija padomju raķešu palaišanas iekārtas Katjuša. AT Šobrīd liela uzmanība tiek pievērsta lidmašīnu reaktīvo dzinēju pilnveidošanai. Uz dažādi ātrumi lidojumā tiek izmantoti dažāda veida dzinēji, un to jaudas vērtība ir atkarīga gan no termiskās, gan vilces efektivitātes, tas ir, no tā, kā degvielas sadegšanas rezultātā iegūtā mehāniskā enerģija tiek pārvērsta lidmašīnas kustības enerģijā. Mūsdienu reaktīvo dzinēju priekšrocības salīdzinājumā ar virzuļdzinēju ir redzamas no šādiem datiem. Ja ņemam, piemēram, reaktīvo lidmašīnu ar vilces spēku 4300 kg, tad pie lidojuma ātruma 1100 km/h šis vilces spēks ir līdzvērtīgs 35 tūkstošu litru virzuļdzinēja jaudai. s, kas sver 14 tonnas, kas ir apmēram 3-4 reizes vairāk svara reaktīvo dzinēju. Interesants ir angļu turboreaktīvais dzinējs "Giron", kas radīts 50. gadu otrajā pusē lidmašīnām, kuru ātrums pārsniedz skaņas izplatīšanās ātrumu. Dzinēja vilces spēks ir 6800 kg (15 000 mārciņas), un ir paredzēts, ka tas tiks palielināts līdz 8000 kg, nepārsniedzot pašreizējos turbīnas ieplūdes temperatūras ierobežojumus. Liela uzmanība tiek pievērsta gaisa ieplūdes efektivitātei. Tiek uzskatīts, ka virsskaņas iznīcinātājos ir ļoti izdevīgi vienlaikus uzstādīt divus dažāda veida dzinējus: vienu turboreaktīvo dzinēju un vienu raķeti, jo šāda kombinācija uzlabo lidmašīnas lidojuma veiktspēju 18 km vai vairāk augstumā. Plašs būvniecības un lietošanā esošo dzinēju klāsts ir gaisa kuģu nozares tehniskā progresa raksturīga iezīme. pēdējos gados.

Secinājums.

Savā darbā es pētīju dzinēju lomu zinātnē un pasaules progresā. Dzinēji veicināja strauju impulsu rūpniecības, autobūves, tiltu būves, lidmašīnu būves attīstībā, kas tam laikam bija pilnīgi jauns. Dzinēju uzbūve nemitīgi kļuva sarežģītāka, liecinot par cilvēka pilnveidošanos un “stiprināšanos” zinātnē. Bet dzinēju darbības princips pat tagad mašīnu un datoru laikmetā paliek nemainīgs, runājot par zināmu "dažādu izgudrojumu struktūras pilnību". Dzinēji ir kļuvuši par cilvēka dzīves pamatu. Ja salīdzinām dažādi veidi dzinēji pasaules progresā, to loma atklājas dažās specifiskās zinātnes un tehnikas nozarēs. Piemēram, tvaika dzinēji pilnībā pārvērta tā laika nozari. To darbības jomas dēļ: raktuvēs, raktuvēs (ūdens sūknēšanai) un rūpnīcās (dažāda veida darbgaldu nogādāšanai darbā). Citu ierīču šiem nolūkiem 13. gadsimtā nebija. Bet Watt mašīnas sāka pakāpeniski atstāt zinātnes un tehnikas skatuvi. Tā apjomīguma, zemas efektivitātes un vienkārši nav "ērta" degviela ilgstošai lietošanai. Ir pienācis laiks praktiskākām, ekonomiskākām ierīcēm, kurām nav nepieciešama īpaša degviela, piemēram, elektromotoram. Elektromotori, manuprāt, galvenokārt ietekmēja cilvēku dzīvi un dzīvi. Galu galā elektromotori ne tikai pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā, bet arī otrādi. Viņi kalpo cilvēcei kā elektroenerģijas ģeneratori. Un tas, savukārt, tiek pielietots visās cilvēka darbības jomās. Viņi pamazām sāka aizstāt tvaika dzinējus rūpnīcās un rūpnīcās. Tvaika dzinēju nomaiņas ar elektromotoriem lēnumu izraisīja tas, ka nebija attīstīta elektroenerģijas pārvade tā laika attālumos. Bet pat tādas ierīces kā tvaika dzinēji un elektromotori pilnībā nedeva cilvēkam mobilitāti un sabiedriskumu. Šiem nolūkiem tika izgudrots iekšdedzes dzinējs, universāls un darbojas ar šķidro degvielu. Iekšdedzes dzinēja darbības joma nebeidzas tikai ar transportlīdzekļiem, tie ir dažādi dīzeļģeneratori, motorzāģi, lidmašīnu modeļi utt. Pirmie iekšdedzes dzinēji guva lielus panākumus tikai 19. gadsimta beigās. Tas bija saistīts ar faktu, ka cilvēki tajā laikā bija ļoti reliģiozi un baidījās no "trokšņainiem monstriem", kas pārvietojās pa pilsētu ielām. Šim nolūkam Mercedes un Daimler savus auto testēja tikai naktī. Taču ICE ir ieguvušas pārliecību, un tās tiek izstrādātas un piemērotas šodien. Pasaule mainās, dzīves ritms mainās, bet tikai dzinēji turpina kustināt pasauli bez neveiksmēm. Katrā mašīnā, darbgaldā, ierīcē ir dūcoša “dzelzs sirds”, ko pasaulei prezentējuši izcili zinātnieki. Tie tiek pastāvīgi uzlaboti, mainīti, modernizēti. Tas runā par vienkāršību, bet tajā pašā laikā par izgudroto dzinēju pilnību. Dzinēji kādreiz bija “priekš pārējiem”, un tagad viņi ir apmierināti ar ekstra lomu. Bet bez šī pūļa nebija iespējams izgudrot mašīnas un darbgaldus, visas cilvēces attīstību. Zinātne plaši un nesteidzīgi soļo pa pasauli, un motors pukst krūtīs - vārda tiešākajā nozīmē.

Bibliogrāfija.

"Es pazīstu pasauli." A.Leonovičs. Maskava. SIA Astrel Izdevniecība. 2002. gads 509p.

"Tehnoloģiju vēsture". Ju.K.Milanovs. Maskava. "Sotsekgiz" 1962 772 lpp.

"Enciklopēdija bērniem". Sējums 14. Tehnika. M.D. Aksenova. Maskava. "Avanta+". 2001. gads 688 lpp.

"Enciklopēdija bērniem". Sējums 11. Fizika. 2.daļa V.A.Volodins. Maskava. "Avanta+" 2001. gads 432 lpp.

"Ātrgaitas virzuļdzinēji". A.M. Gugins. Ļeņingrada. "Inženierzinātnes". 1967. gads 259 lpp.

Ievads.

Elektriskās mašīnas tiek plaši izmantotas spēkstacijās, rūpniecībā, transportā, aviācijā, automātiskās regulēšanas un vadības sistēmās, kā arī ikdienas dzīvē.

Elektriskās mašīnas pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā un otrādi. Mašīnu, kas pārvērš mehānisko enerģiju elektroenerģijā, sauc par ģeneratoru. Elektriskās enerģijas pārveidošanu mehāniskajā enerģijā veic motori.

Jebkuru elektrisko mašīnu var izmantot gan kā ģeneratoru, gan kā elektromotoru. Šo elektriskās mašīnas īpašību mainīt tās pārveidotās enerģijas virzienu sauc par mašīnas atgriezeniskumu. Elektrisko mašīnu var izmantot arī, lai pārveidotu viena veida strāvas elektrisko enerģiju (frekvenci, maiņstrāvas fāžu skaitu, līdzstrāvas spriegumu) cita veida strāvas enerģijā. Šādas elektriskās mašīnas sauc par pārveidotājiem.

Atkarībā no elektroinstalācijas strāvas veida, kurā elektromašīnai jādarbojas, tās iedala līdzstrāvas un maiņstrāvas mašīnās.

Maiņstrāvas iekārtas var būt gan vienfāzes, gan daudzfāžu. Visplašāk tiek izmantotas trīsfāzu sinhronās un asinhronās mašīnas, kā arī maiņstrāvas katetru iekārtas, kas ļauj ekonomiski kontrolēt ātrumu plašā diapazonā.

Pašlaik asinhronie motori ir visizplatītākās elektriskās mašīnas. Tie patērē aptuveni 50% no valsts elektrostacijās saražotās elektroenerģijas. Asinhronie elektromotori ir tik plaši izmantoti to konstrukcijas vienkāršības, zemo izmaksu un augstās darbības uzticamības dēļ. Tiem ir salīdzinoši augsta efektivitāte: pie jaudām, kas lielākas par 1 kW, efektivitāte = 0,7:0,95, un tikai mikromotoros tā samazinās līdz 0,2-0,65.

Līdztekus lielajām priekšrocībām asinhronajiem motoriem ir arī daži trūkumi: patēriņš no tīkla reaktīvā strāva, kas nepieciešams, lai izveidotu magnētisko plūsmu, kā rezultātā asinhronie motori darbojas ar cos \u003d 1. Turklāt tie ir zemāki par līdzstrāvas motoriem attiecībā uz spēju regulēt rotācijas ātrumu.

Trīsfāzu asinhrono motoru parādīšanās ir saistīta ar M.O. Dolivo-Dobrovolsky vārdu. Šos dzinējus viņš izgudroja 1889. gadā.

Asinhrono motoru darbības princips

Visizplatītākais starp elektromotori saņēma trīsfāzu asinhrono motoru, kuru vispirms izstrādāja slavenais krievu elektriķis M.O.Dolivo-Dobrovolskis.

Asinhronajam motoram ir vienkārša konstrukcija un to ir viegli uzturēt. Tāpat kā jebkura maiņstrāvas mašīna, asinhronais motors sastāv no divām galvenajām daļām - rotora un statora. Stators ir mašīnas stacionārā daļa, rotors ir rotējošā daļa. Asinhronajai mašīnai ir atgriezeniskuma īpašība, tas ir, to var izmantot gan ģeneratora, gan dzinēja režīmā. Rindas dēļ būtiski trūkumi asinhronie ģeneratori praktiski netiek izmantoti, savukārt asinhronie motori ir ļoti plaši izplatīti.

Daudzfāzu maiņstrāvas tinums rada rotējošu magnētisko lauku, kura rotācijas ātrumu minūtē aprēķina pēc formulas:

n1=60f1/p,

kur: n ir statora magnētiskā lauka rotācijas frekvence;

f ir strāvas frekvence tīklā;

p ir stabu pāru skaits.

Ja rotors griežas ar frekvenci, kas vienāda ar statora magnētiskā lauka rotācijas frekvenci, tad šo frekvenci sauc par sinhronu.

Ja rotors griežas ar frekvenci, kas nav vienāda ar statora magnētiskā lauka frekvenci, tad šo frekvenci sauc par asinhrono.

Asinhronajā motorā darba process var notikt tikai ar asinhronu frekvenci, tas ir, ar rotora ātrumu, kas nav vienāds ar magnētiskā lauka ātrumu.

Nominālais ātrums indukcijas motors ir atkarīgs no statora magnētiskā lauka griešanās biežuma, un to nevar izvēlēties patvaļīgi. Ar standarta rūpnieciskās strāvas frekvenci f1=50Hz, iespējamie sinhronie ātrumi (magnētiskā lauka ātrumi) n1=60f1/p=3000/p

Darbs asinhronais motors pamatojoties uz fenomenu, ko sauc par "Arago-Lenz disku"

Šī parādība ir šāda: ja vara disks tiek novietots pastāvīgā magnēta sloksņu priekšā, brīvi sēžot uz ass, un magnēts tiek pagriezts ap savu asi ar rokturi, tad vara disks griezīsies tajā pašā virzienā. . Tas ir saistīts ar faktu, ka magnētam griežoties, tā magnētiskais lauks iekļūst diskā un izraisa tajā virpuļstrāvas. Virpuļstrāvu mijiedarbības rezultātā ar magnēta magnētisko lauku rodas spēks, kas liek diskam griezties. Pamatojoties uz Lenca likumu, jebkuras induktīvās strāvas virziens ir tāds, ka tā neitralizē cēloni, kas to izraisīja. Tāpēc virpuļstrāvas diska korpusā mēdz aizkavēt magnēta griešanos, bet, nespējot to izdarīt, liek diskam griezties tā, lai tas sekotu magnētam. Šajā gadījumā diska rotācijas ātrums vienmēr ir mazāks par magnēta griešanās ātrumu. Ja kāda iemesla dēļ šīs daļiņas kļūtu vienādas, tad magnētiskais lauks nepārvietotos attiecībā pret disku, un līdz ar to tajā nerastos virpuļstrāvas, tas ir, nebūtu spēka, zem kura disks griežas.

Asinhronajos motoros pastāvīgais magnēts aizstāts ar ģenerētu rotējošu magnētisko lauku trīsfāzu tinums stators, kad tas ir pievienots maiņstrāvas tīklam.

Statora rotējošais magnētiskais lauks šķērso rotora tinuma vadītājus un inducē tajos EML, tas ir, elektromotora spēku. Ja rotora tinums ir aizvērts pret jebkādu pretestību vai īssavienojums, tad caur to iet strāva inducēta elektromotora spēka ietekmē.

Rotora tinumā esošās strāvas mijiedarbības rezultātā ar statora tinuma rotējošo magnētisko lauku rodas rotācijas moments, kura ietekmē rotors sāk griezties magnētiskā lauka griešanās virzienā.

Ja pieņemam, ka kādā brīdī rotora ātrums izrādījās vienāds ar statora lauka ātrumu, tad rotora tinumu vadītāji nešķērsos statora magnētisko lauku un rotorā nebūs strāvas. Šajā gadījumā griezes moments kļūs par nulli un rotora ātrums samazināsies salīdzinājumā ar statora lauka ātrumu, līdz rodas griezes moments, kas līdzsvaro bremzēšanas griezes momentu, kas ir vārpstas slodzes griezes momenta un mašīnas berzes griezes momenta summa.

Asinhronā mašīna papildus motora režīmam var darboties ģeneratora režīmā un elektromagnētisko bremžu režīmā.

Ģeneratora režīms notiek, kad rotors, ar palīdzību pastāvīgais motors griežas magnētiskā lauka rotācijas virzienā ar rotācijas frekvenci, kas ir lielāka par magnētiskā lauka rotācijas frekvenci. Tāpēc asinhronās mašīnas darbība ģeneratora režīmā atbilst slīdēm robežās no 0 līdz - Ja rotors svešu spēku ietekmē sāk griezties virzienā, kas ir pretējs magnētiskā lauka griešanās virzienam, tad notiek elektromagnētiskais bremzēšanas režīms.

Elektromagnētiskais bremzēšanas režīms sākas ar n=0 un teorētiski var turpināties līdz n=, tātad slīdēšana ir no 1 līdz + .

Lai mainītu rotora griešanās virzienu, tas ir, lai apgrieztu motoru, ir jāmaina statora tinumu radītā magnētiskā lauka griešanās virziens. To panāk, mainot statora tinumu fāzu secību, kurai attiecībā pret tīkla spailēm ir jāsamaina jebkuri divi no trim vadiem, kas savieno statora tinumu ar tīklu.

Neatkarīgi no rotora griešanās virziena tā frekvence n vienmēr ir mazāka par statora magnētiskā lauka griešanās frekvenci.

Asinhrono elektromotoru ierīce.

Asinhronie elektromotori sastāv no divām daļām: fiksētas - statora un rotējošas - rotora.

Statora kodols, kas ir dobs cilindrs, ir samontēts no atsevišķām elektrotērauda loksnēm, kuru biezums ir 0,5–0,35 mm. Asinhrono motoru serdeņiem izmanto auksti velmētu izotronisko elektrotēraudu markas 2013.02312.02411 un citas. Loksnes vai plāksnes ir apzīmogotas ar dobumiem (rievām), izolētas ar laku vai skalu, lai samazinātu virpuļplūsmu radītos zudumus, saliktas atsevišķos iepakojumos un nostiprinātas motora rāmī.

Rāmim ir piestiprināti arī sānu vairogi ar uz tiem novietotiem gultņiem, uz kuriem balstās rotora vārpsta. Gulta ir uzstādīta uz pamatiem.

Tā tinuma vadītāji ir novietoti statora gareniskajās rievās, kas ir savstarpēji savienotas tā, lai izveidotu trīsfāzu sistēmu. Uz mašīnas vairoga ir sešas skavas, kurām ir pievienoti katras fāzes tinumu sākumi un gali. Lai savienotu statora tinumus ar trīsfāzu tīkls tos var savienot ar zvaigznīti vai trīsstūri, kas dod iespēju pieslēgt motoru tīklam ar diviem dažādiem līnijas spriegumiem.

Piemēram, dzinējs var darboties no tīkla ar spriegumu 220 un 127 V. Abi tīkla spriegumi, kuriem motors ir paredzēts, ir norādīti uz mašīnas vairogiem, tas ir, 220/127v vai 380/220v.

Zemākiem spriegumiem, kas norādīti uz vairoga, statora tinumu savieno ar trīsstūri, augstākiem - ar zvaigzni.

Savienojot statora tinumu ar trīsstūri uz mašīnas vairoga, augšējās skavas ir savienotas ar džemperiem ar apakšējiem, un katrs savienoto skavu pāris ir savienots ar trīsfāzu tīkla lineārajiem vadiem. Lai ieslēgtu zvaigzni, trīs apakšējie vairoga spailes ir savienotas ar džemperiem ar kopīgu punktu, bet augšējie ir savienoti ar trīsfāzu tīkla lineārajiem vadiem.

Asinhrono elektromotoru rotori ir divu veidu: ar īssavienojumu un fāzes tinumiem. Pirmā veida motorus sauc par asinhroniem motoriem ar vāveres būra rotors, bet otrais - asinhronie motori ar fāzes rotoru vai asinhronie motori ar slīdgredzeniem. Visizplatītākie ir vāveres sprostu motori.

Rotora serdenis ir izgatavots arī no 0,5 mm biezām tērauda plāksnēm, kas izolētas ar laku vai skalu, lai samazinātu virpuļstrāvas zudumus.

Plāksnes ir apzīmogotas ar padziļinājumiem un samontētas iepakojumos, kas ir uzstādīti uz mašīnas vārpstas. No iepakojumiem tiek veidoti cilindri ar gareniskām rievām, kuros ielikti rotora tinuma vadītāji. Atkarībā no tinuma veida asinhronās mašīnas var būt ar fāzes un vāveres būra rotoru. Rotora īsslēgtais tinums tiek veikts atbilstoši vāveres riteņa tipam. Rotora rievās ir ievietoti masīvi stieņi, kas savienoti no gala malām ar vara gredzeniem. Bieži īsslēgts tinums rotors ir izgatavots no alumīnija. Rotora rievās zem spiediena ielej karstu alumīniju. Šāds tinums vienmēr ir īssavienojums, un pretestības iekļaušana tajā nav iespējama. Rotora fāzes tinums ir līdzīgs statora tinumam, tas ir, vadītāji ir atbilstoši savienoti viens ar otru, veidojot trīsfāžu sistēmu. Trīs fāžu tinumi ir savienoti ar zvaigznīti. Šo tinumu sākumi ir savienoti ar trim kontakta vara gredzeniem, kas uzstādīti uz rotora vārpstas. Gredzeni ir izolēti viens no otra un no vārpstas un griežas kopā ar rotoru. Kad gredzeni griežas, to virsmas slīd pāri oglekļa vai vara sukām, kas fiksētas virs gredzeniem. Rotora tinumu var aizvērt pret jebkuru pretestību vai izveidot īssavienojumu, izmantojot iepriekš minētās sukas.

Motori ar vāveres rotoru ir vienkāršāki un uzticamāki darbībā, daudz lētāki nekā motori ar fāzes rotoru. Tomēr rotora motoriem ir labākas palaišanas un vadības īpašības.

Patlaban asinhronie motori tiek veikti galvenokārt ar vāveres būra rotoru un tikai ar lielas jaudas un īpašos gadījumos izmanto rotora fāzes tinumu.

Asinhronie motori ražo jaudu no vairākiem desmitiem vatu līdz 15000 kW pie statora tinumu sprieguma līdz 6 kV.

Starp statoru un rotoru ir gaisa sprauga, kuras izmērs būtiski ietekmē dzinēja darbību.

Līdzās svarīgām pozitīvajām īpašībām - vienkārša konstrukcija un apkope, zemas izmaksas - asinhronajam motoram ir arī daži trūkumi, no kuriem nozīmīgākais ir salīdzinoši zemais jaudas koeficients (cos). Asinhronajā motorā cos pie pilnas slodzes var sasniegt vērtību 0,85-0,9; kad motors ir nepietiekami noslogots, tā cos strauji samazinās un tukšgaitā tas ir 0,2-0,3.

Asinhronā motora zemais jaudas koeficients ir saistīts ar lielo patēriņu reaktīvā jauda, kas nepieciešams magnētiskā lauka ierosināšanai. Magnētiskā plūsma asinhronajā motorā savā ceļā saskaras ar gaisa spraugu starp statoru un rotoru, kas vairāk palielina magnētisko pretestību un līdz ar to arī motora patērēto jaudu.

Lai palielinātu asinhrono dzinēju jaudas koeficientu, tie mēdz padarīt gaisa spraugu pēc iespējas mazāku, mazajiem motoriem (apmēram 2-5 kW) to palielinot līdz 0,3 mm. Lieljaudas dzinējos gaisa sprauga konstrukcijas apsvērumu dēļ ir jāpalielina, taču tā tomēr nepārsniedz 2-2,5 mm.

Rotora vārpsta griežas gultņos, kas ir uzstādīti sānu vairogos, ko sauc par gultņu vairogiem. Tie galvenokārt ir rites gultņi, un tikai lielas jaudas mašīnās dažreiz tiek izmantoti slīdgultņi.

Gultņu vairogi ir pieskrūvēti pie statora korpusa. Statora kodols ir iespiests korpusā.

Drošības tehnika.

Sadales skapju blokus un atsevišķus paneļus, kā arī strāvas skapjus transportēt ar transportlīdzekļiem vertikālā stāvoklī, nostiprināt ar lencēm un atdurēm. Pārvietojot skapjus un vairogus uz cietas grīdas vai grīdas seguma, ir nepieciešams izmantot ceratoniju lauzņus.

Paceļot kravas tiek apdrošinātas ar stropēm - īsiem ķēdes vai tērauda troses gabaliem, kas aprīkoti ar āķiem un cilpām.

Vismaz diviem darbiniekiem uzstādīšanas vietā jāuzstāda vairogi, skapji un palaišanas kastes, kas sver vairāk nekā 196N (20 kilogramus).

Uzstādot konstrukcijas, kas piestiprinātas sienās, griestos vai grīdās ar cementa javu, nenoņemiet atbalsta daļas, kamēr java nav pilnībā sacietējusi.

Ja aiz vairoga vai priekšā ir kabeļu kanāli, tā uzstādīšanas laikā tie ir jāaizver ar plāksnēm vai dēļiem, kuru biezums ir vismaz 50 milimetri.

Samontētie paneļu bloki pirms to pastāvīgās nostiprināšanas uz laiku jānostiprina starp sevi un tuvāko sienu.

Uzstādot un regulējot sadales ierīces, kurām paneļa aizmugurē ir kustīgas daļas, jāveic pasākumi, lai nodrošinātu aiz sadales paneļa strādājošo drošību.

Darbs pie elektromotoru uzstādīšanas uz pamatiem jāveic cimdos.

Elektromotorus, kas sver līdz 50 kilogramiem, var uzstādīt manuāli uz zemiem pamatiem, bet ne mazāk kā divi strādnieki.

Aizliegts ar pirkstiem pārbaudīt caurumu izlīdzināšanu samontētajos vairoga paneļos vai sakabes pusēs (šim nolūkam izmantoju speciālas veidnes).

Aizliegts pārvietot un uzstādīt vairogus, neveicot pasākumus, lai novērstu to apgāšanos.

Pievelkot sakabes pušu skrūvju savienojumus, aizliegts: uzgriežņu atslēgu vietā izmantot jebkuru citu instrumentu; pagariniet uzgriežņu atslēgas ar citām atslēgām, cauruļu segmentiem un tā tālāk; izmantojiet bojātas vai nepareiza izmēra uzgriežņu atslēgas.

Pirms elektromotora izmēģinājuma palaišanas nepieciešams pārbaudīt: pamatu bloku un citu aprīkojuma elementu stiprinājumu; svešķermeņu neesamība iekārtas iekšpusē vai tās tuvumā; aizsargājošā zemējuma klātbūtne.

Literatūra.

1.Kitajevs E.V.Elektrotehnika ar rūpnieciskās elektronikas pamatiem. - M.: Augstskola, 1980. gads.

2. Tokarevs B.F. Elektriskās mašīnas - M.: Energoanizdat, 1989.

3. Gusevs N.N., Meltzers B.N. Elektroiekārtu iekārta un uzstādīšana.-Mn.: Augstskola, 1979.g.

4. Djakovs V.I. Tipiski aprēķini elektroiekārtām: - M .: pabeigt skolu, 1991.

Asinhronā motora iedarbināšanas shēmas.

Asinhronā motora iedarbināšanai ir daudz shēmu. Dzinēju var ieslēgt, izmantojot tiešu iedarbināšanu, tas ir, izmantojot naža slēdzi vai automātisko slēdzi. Arī asinhrono motoru var ieslēgt, izmantojot dažādas komutācijas iekārtas, tas ir, izmantojot kontaktoru, magnētisko starteri utt.

1. attēlā parādīta elektriskā sistēma asinhronā motora iedarbināšanai, izmantojot magnētisko starteri, ķēdes pārtraucējs un vadības pogu.

Ķēdes darbības princips ir šāds: mēs ieslēdzam QF automātisko slēdzi, tādējādi pieliekot ķēdei spriegumu. Mēs nospiežam pogu SBC, tas ir, pogu "sākt". Tajā pašā laikā tiek darbināta KM magnētiskā startera spole, tiek ieslēgts magnētiskais starteris, kamēr tā barošanas kontakti ir aizvērti, tiek aizvērts arī tā papildu aizvēršanas kontakts, manevrējot pogu “Start”. Starta pogu var atlaist. Tiklīdz magnētiskā startera jaudas kontakti ir aizvērti, motors M ieslēdzas un sāk darboties norādītajā režīmā.

Lai izslēgtu dzinēju, nospiediet SBT pogu, STOP POGU. Tajā pašā laikā mēs atveram KM magnētiskā startera spoles ķēdi. Magnētiskais starteris KM izslēgsies, atvērsies tā jaudas kontakti, atvērsies papildu kontaktkontakts KM, un tajā pašā laikā izslēgsies motors M.

Ir shēmas asinhronā motora iedarbināšanai, kurā ir nepieciešams reverss, tas ir, motora rotora griešanās virziena maiņa. 2. attēlā parādīta asinhronā motora ieslēgšanas shēma, izmantojot atpakaļgaitas magnētisko starteri.

Mēs iegūstam pretējo, mainot motora vai magnētiskā startera fāzu secību.

Elektromotoru savstarpējā apkope.

Kapitālā remonta apkope ir obligāta ekspluatācijā esošajām elektriskajām mašīnām. Ražošanas un apkopes kārtībā viņi uzrauga elektromotoru slodzi un vibrācijas, to gultņu temperatūru, kontrolē ienākošā un izplūstošā gaisa temperatūru slēgtās ventilācijas sistēmās, pārbauda, ​​vai zem birstēm nav neparastu trokšņu un dzirksteļu, rūpēties par gultņiem un kontrolēt smērvielas daudzumu. Norādītās darbības veic veikala dežurants. Viens un tas pats personāls katru mēnesi veic elektromotoru un iekārtu ārējo apskati un tīrīšanu no putekļiem un netīrumiem.

Elektromotoru periodiskas pārbaudes tiek veiktas saskaņā ar galvenā enerģētiķa noteikto grafiku. Pārbaužu mērķis ir noteikt elektromotora tehnisko stāvokli un apzināt darbu apjomu, kas jāveic nākamā remonta laikā. Turklāt pārbaudes laikā, neizjaucot mašīnas, tiek veikti gultņi, kolektori, gredzeni, birstes un sīki remontdarbi.

Nelieli remontdarbi un nelielu elektromotoru darbības traucējumu novēršana tiek veikti plānotajos darba pārtraukumos. tehnoloģiskās iekārtas(pusdienu pārtraukumos, nestrādājošās maiņās, brīvdienās). Šie darbi, ko veic darbnīcas operatīvais un apkopes personāls, ietver vītņoto stiprinājumu un savienojumu pievilkšanu, noņemamo kontaktsavienojumu un pamatu skrūvju pievilkšanu, aizsardzības un vadības ierīču regulēšanu, traversu stāvokļa regulēšanu, kolektoru, gredzenu un suku ierīču apkopi.

Papildus iepriekšminētajiem darbiem ceha dežurants pastāvīgi uzrauga elektrisko piedziņu zemējuma ierīču izolācijas stāvokli un izmantojamību, uzrauga noteikumu ievērošanu tehniskā darbība elektromotoru un ražošanas mehānismu uzraugu un ceha tehnoloģiskā personāla darba elektrodrošības noteikumus, kā arī piedalās elektromotoru un to vadības un aizsardzības sistēmu pieņemšanas pārbaudēs pēc uzstādīšanas, remonta un regulēšanas.

Pirms elektromašīnas ieslēgšanas dežūrējošais elektriķis pārliecinās, vai uz mašīnas vai tās iekšpusē nav svešķermeņu, pārbauda kontaktgredzenu vai kolektora stāvokli, palaišanas reostata roktura stāvokli, kuram jāatrodas "Start" pozīcija. Mazās mašīnās rotoru griež ar roku. Bloķēšanas un vadības ķēdē pieejamās aizsargierīces, automātiskā palaišana un apturēšana tiek pārbaudīta un noregulēta saskaņā ar uzņēmuma galvenā energoinženieru apstiprinātām instrukcijām.

Elektrisko mašīnu sagatavošanu palaišanai pēc to remonta veic rūpnīcas elektrolaboratorija dežūrējoša elektriķa klātbūtnē. Ja elektriskās mašīnas gultņu gultņos ir eļļas līmeņa indikators, pārbaudiet eļļas līmeni un normālu.

Pēc elektriskās mašīnas iedarbināšanas tiek uzraudzīta mašīnas korpusa un gultņu sildīšana, vibrācija, troksnis un dūkoņa, kolektora dzirksteļošana, siksnas piedziņas sitiens vai sakabe ar mehānismu.

Darbojošas elektromašīnas avārijas apturēšana tiek veikta šādos gadījumos: negadījuma gadījumā, kad nepieciešams apturēt mašīnu, kad no mašīnas vai balastiem parādās dūmi vai uguns, sabojājas piedziņas mehānisms, kad notiek ir spēcīga vibrācija, kas apdraud iekārtas integritāti, kad iekārta tiek pārmērīgi uzkarsēta ar ievērojamu griešanās ātruma samazināšanos.

Elektromotoru darbības traucējumi.

Elektromotora darbības traucējumi rodas detaļu nodiluma un materiālu novecošanas rezultātā, kā arī pārkāpjot tehniskās ekspluatācijas noteikumus. Elektromotoru darbības traucējumu un bojājumu cēloņi ir dažādi. Bieži vien vienus un tos pašus darbības traucējumus izraisa dažādu iemeslu darbība un dažreiz arī to kopējā darbība. Remonta panākumi lielā mērā ir atkarīgi no pareizas visu darbības traucējumu un remontā nonākušā elektromotora bojājumu cēloņu noteikšanas.

Elektromotoru bojājumus pēc to rašanās vietas un izcelsmes rakstura iedala elektriskajos un mehāniskajos. uz elektrisko

Tie ietver tinumu, kolektoru, slīdgredzenu un serdeņu lokšņu bojājumus vai vadošās daļas. Par mehāniskiem bojājumiem tiek uzskatīti stiprinājuma savienojošo vītņu vājināšanās, šuves, detaļu formas un virsmas pārkāpumi, deformācijas un lūzumi. Bojājumiem parasti ir acīmredzamas pazīmes vai tos ir viegli noteikt ar mērījumiem.

Elektromotoru darbības traucējumi un iespējamie to rašanās cēloņi.

Simptomi	Nepareizas darbības cēloņi	Remonta metode
Elektromotori Dzinējs, pieslēdzoties tīklam, neattīsta normālu apgriezienu skaitu, rada nenormālu troksni un, vārpstu griežot ar roku, tas darbojas nevienmērīgi Motora rotors negriežas, daudz dūko, ātri uzsilst līdz temperatūrai virs pieļaujamā Motors ļoti dūko (īpaši iedarbinot), rotors griežas lēni un darbojas stabili Motors darbojas stabili pie nominālās slodzes uz vārpstas, ar griešanās ātrumu, kas mazāks par nominālo, strāva vienā statora fāzē tiek palielināta Kad darbojas elektromotors Tukšgaita tiek novērota statora aktīvā tērauda lokāla pārkaršana Statora tinuma pārkaršana atsevišķās vietās ar strāvu asimetriju fāzēs; dzinējs dūko un neattīstās nominālais griezes moments Visa elektromotora vienmērīga pārkaršana Slīdgultņu pārkaršana ar gredzenu eļļošanu Ritošā gultņa pārkaršana kopā ar neparastu troksni Klauvē gultnī Klauvē gultnī Paaugstināta vibrācija darbības laikā Elektromotori Mašīnas armatūra zem slodzes negriežas; ja vārpstu griež ar spēku no ārpuses, dzinējs nonāk "atstarpē" Armatūras ātrums ir mazāks vai lielāks par nominālo pie normālajām tīkla sprieguma un ierosmes strāvas vērtībām Vienas zīmes otas mirdz vairāk nekā citas zīmes otas Otas mirdz; veidojas kolektora plākšņu, kas atrodas noteiktā attālumā viena no otras, melnēšana; pēc tīrīšanas tās pašas plāksnes kļūst melnas Katra otrā vai trešā kolektora plāksnes kļūst melnas Ar normālu dzinēja apsildi un nevainojami apkalpojamu birstes aparātu un komutatora virsmu, birstes dzirksteļo Palielināta birstīšu dzirksteļošana no vibrācijas, komutatora un suku pārkaršana, lielākās daļas komutatora daļas tumšums Kad motora armatūra griežas dažādos virzienos, birstes dzirksteļo ar dažādu intensitāti Paaugstināta dzirkstele otas uz kolektora	mainīgs Fāzes atteice ir iespējama, savienojot statora tinumus ar zvaigzni vai divas fāzes, savienojot ar trīsstūri Tinuma fāzes kļūme Rotora fāzes pārtraukums Savienojot tinumus ar trīsstūri, pārtrauciet vienā statora fāzē Statora serdes loksnes ir aizvērtas viena pret otru starplokšņu izolācijas bojājumu vai zobu izdegšanas dēļ, ja ir bojāts tinums Pagrieziet vienas fāzes īssavienojumu statora tinumā; fāzes-fāzes īssavienojums statora tinumos Bojāts ventilators (ventilācijas sistēma) Rotoru vienpusēja piesaiste pārmērīga starplikas nodiluma dēļ; vāja vārpstas atbilstība starplikai Eļļošanas piesārņojums, pārmērīgs rites elementu un kāpurķēžu nodilums; neprecīzs vārpstas izlīdzinājums iekārtā Liels oderes nodilums Kāpurķēžu vai rites elementu iznīcināšana Rotora nelīdzsvarotība ar skriemeļiem vai savienojumiem; neprecīza vienības vārpstu centrēšana; sašķiebtas sakabes pusītes pastāvīgs Atvērts vai slikts kontakts ierosmes ķēdē; īss vai pārtraukt īssavienojumus neatkarīgajā ierosmes tinumā Birstes tiek pārvietotas no neitrālās pozīcijas attiecīgi griešanās virzienā vai pret vārpstas griešanās virzienu Attālumi starp suku rindām gar kolektora apkārtmēru nav vienādi; pārtraukt īssavienojumus viena galvenā vai papildu pola tinumos slikts kontakts vai īssavienojums armatūras tinumā; saplīst spolē, kas piestiprināta pie melnajām plāksnēm Kolektora presēšana ir vaļīga vai izolācijas sliedes ir mikanīta Nepieļaujams kolektora nodilums Izvirzās kolektoru izolācijas sliedes; kolekcionārs "sit" Birstes no centra Nepietiekama otu pielāgošana kolektoram; suku darba virsmas defekts; nevienmērīgs suku spiediens uz kolektoru; otu iestrēgšana otu turētājos	Visticamākā bojājuma vieta ir spoļu starpsavienojumi vai noslēggredzenu kontaktvirsmu oksidēšanās (motoriem ar fāzes rotoru). Viņi salabo savienojumu, notīra kontaktus, salabo tinumu Noņemiet urbumus, apstrādājot aizvēršanas punktus ar asu vīli, atdaliet loksnes un lakojiet tās. Smagas lokšņu izdegšanas gadījumā izgrieziet bojātās vietas, ielieciet plānu elektrokartonu starp loksnēm un laku Atrodiet tinuma bojājuma vietu un novērsiet īssavienojumu. Ja nepieciešams, pārtiniet bojāto tinuma daļu Noņemiet aizsargpārsegu un salabojiet ventilatoru Pārlādējiet slīdgultņus Noņemiet veco smērvielu, izskalojiet gultni un uzpildiet ar jaunu smērvielu. Nomainiet rites gultni. Pārbaudiet gultņu uzstādīšanu un mašīnas izlīdzināšanu ar iekārtu Saspiediet gultni Nomainiet gultni Papildus līdzsvarojiet rotoru, skriemeļus vai sakabes puses; saskaņot dzinēju un mašīnu; noņemiet un uzstādiet atpakaļ savienojuma pusi Atrodiet pārtraukumu vai sliktu kontaktu un novērsiet bojājumus Visbiežāk darbības traucējumi rodas ierosmes regulatorā. Iestatiet kolektora birstes neitrālā stāvoklī Pārrāvums biežāk notiek spolē, kas atrodas starp melnajām kolektora plāksnēm. Atrodiet bojājuma vietu un salabojiet to Pārbaudiet visu savienojumu lodēšanu starp armatūras tinumu un nomelnējušajām kolektora plāksnēm. Konstatēti savienojuma defekti - lodēt Pievelciet kolektora plāksnes un sasmalciniet to virsmu Dzinējam veikts kapitālais remonts vai nomainīts pret jaunu Pagrieziet un sasmalciniet kolektoru Pārbaudiet suku stāvokli un uzstādiet tās atbilstoši rūpnīcas marķējumam, kas atrodas uz traversa Pārbaudiet un, ja nepieciešams, saīsiniet suku turētāju spiediena atsperi vai nomainiet tos ar jaunu. Noslīpējiet otu virsmas. Uzstādiet birstes saskaņā ar ražotāja ieteikumiem, izmantojot tās pašas markas birstes

Darbības traucējumus bieži var konstatēt tikai ar netiešām pazīmēm. Šajā gadījumā ir nepieciešams veikt ne tikai mērījumus, bet arī salīdzināt atklātos faktus ar tiem, kas zināmi no pieredzes un izdarīt atbilstošus secinājumus.

Pirms remonta pārbaudes. Ja iespējams, elektromotoriem, kas tiek nodoti remontam, ir jāveic pirmsremonta pārbaudes.

Pārbaužu apjoms tiek noteikts katrā gadījumā atkarībā no remonta veida, pārbaudes karšu analīzes rezultātiem un elektromotora ārējā stāvokļa. Darbu pie mašīnas darbības traucējumu būtiskas identificēšanas sauc par kļūdu noteikšanu. Pirms testēšanas elektromotors tiek sagatavots darbībai, ievērojot visas tehniskās dokumentācijas noteikumu prasības: tiek izmērīti atstarpju izmēri gultņos un gaisa spraugās, pārbaudītas pieejamās sastāvdaļas un detaļas un to izmantošanas iespēja. testēšanas laikā tiek novērtēts. Nepiemērotās detaļas, ja iespējams, tiek aizstātas ar derīgām (bez demontāžas)

Asinhronajos motoros tukšgaitā tiek mērīta tukšgaitas strāva, tiek uzraudzīta tās simetrija un vizuāli vai ar instrumentu palīdzību tiek novērtēti visi parametri, kas darbības laikā ir pakļauti kontrolei.

Elektromotoros ar fāzes rotoru un līdzstrāvas motoriem tiek novērtēta slīdgredzenu un kolektoru darbība. Birstes aparāts. Noslogojot elektromotoru pieņemamā apjomā, novērtējiet slodzes ietekmi uz tā galveno komponentu darbību, kontrolējiet pieejamo detaļu sildīšanas vienmērīgumu, vibrāciju, nosakiet darbības traucējumus un identificējiet to iespējamos cēloņus.

Ir dotas tipiskas asinhrono elektromotoru darbības traucējumu pazīmes un cēloņi ar barošanas tīkla nominālajiem parametriem un pareizu motora tinumu iekļaušanu.

Remontdarbu veidi un apjomi.

Saskaņā ar Tehniskās ekspluatācijas noteikumiem elektroiekārtu plānveida profilaktiskā remonta (PPREO) sistēma paredz divu veidu remontdarbus: pašreizējo un kapitālo remontu.

Apkope. To veic ar periodiskumu (noteicis galvenais enerģētiķis) visiem ekspluatācijā esošajiem elektromotoriem. Tipiskā darba apjoms kārtējā remonta laikā ietver šādus darbu veidus: elektromotora ārējā pārbaude, gultņu skalošana un eļļošana un, ja nepieciešams, rites gultņu nomaiņa, ventilatoru pārbaude un remonts un ventilācijas ierīču un kanālu tīrīšana, tīrīšana un saspiestā gaisa tinumu, slīdgredzenu, birstes aparāta kolektoru pūšana, priekšējo tinumu stiprinājuma stāvokļa pārbaude, slīdgredzenu un kolektoru slīpēšana, birstes aparāta regulēšana, birstu slaucīšana un nomaiņa, kolektoru vadīšana, visu vītņoto stiprinājumu pārbaude un pievilkšana , pārbaudot aizsargsavienojumu, veicot profilaktiskās pārbaudes.

Kapitālais remonts. To veic elektrisko remontdarbnīcu (ERTS) vai specializēta remonta uzņēmuma (SRP) apstākļos. Kapitālā remonta apjomā iekļauti darbi, ko paredz kārtējais remonts. Tas ietver arī šādus darbu veidus: elektromotora pilnīga demontāža, visu sastāvdaļu un detaļu un to defektu pārbaude, vairogu rāmju un gultņu remonts, rotora un statora magnētiskās ķēdes, vārpstas, ventilatori, rotori, kolektori, lokālo defektu novēršana tinumu un savienojumu izolācijā, veicot pēcremonta pārbaudi.

Elektromotoru kapitālremontu biežums nav noteikts Tehniskās ekspluatācijas noteikumos. To nosaka par uzņēmuma elektroiekārtām atbildīgā persona, pamatojoties uz aplēsēm par kopējo elektromotoru darbības ilgumu un vietējiem apstākļiem to darbībai.

Pēc transportēšanas elektromotoru uzstādīšanai uz pamatiem tiek veikti šādi papildus darbi: elektromotora stāvokļa izlīdzināšana, elektromotora un agregāta vārpstu izlīdzināšana un izlīdzināšana, nostiprināšana, izliešanas pamatnes. Daļēja tinumu nomaiņa ir ieteicama vairāku viena slāņa spoļu vai stieņu tinumu bojājumu gadījumā (divslāņu statora tinumu daļēja nomaiņa nav ieteicama, jo ir bojāta izmantojamo spoļu izolācija).

No bojātiem elektromotoriem remonta laikā izņemtie vadi tiek izmantoti atkārtoti. Šajā gadījumā ir nepieciešams atjaunot tinumu elektriskos un mehāniskos parametrus līdz to sākotnējām vērtībām. Lai attīrītu vadus no vecās izolācijas, tiek izmantota atkausēšana krāsnīs, un izolācijas atlikumu mehāniskā atdalīšana no vadiem tiek veikta, izvelkot cauri koka vai tekstolīta spailēm. Pēc iztaisnošanas vadi tiek ietīti ar jaunu izolāciju uz mašīnām.

Remontējot statora tinumus no stingrām spolēm vara vadi taisnstūra daļa tiek izmantota atkārtoti. Izolāciju atjauno, aptinot lenti ar pārlaidumu, pārklājoties 1:2 no izolācijas lentes platuma. Kolektoru nomaiņa tiek veikta tikai būtisku bojājumu gadījumā (piecas vai vairāk kolektora plāksnes) ar izolācijas bojājumu un izdegšanu.

Turklāt kolektori jānomaina kopumā, ja kolektora plākšņu augstuma robeža nenodrošina to dabisko nodilumu, nesamazinot šo izmēru zem pieļaujamās robežas laikā pirms nākamā kapitālremonta.

Tinumu žāvēšana, impregnēšana un testēšana. Statoru, rotoru un armatūras tinumu izgatavošana tiek pakļauta žāvēšanai īpašās krāsnīs un žāvēšanas kamerās 105-120C temperatūrā. Ar žāvēšanas palīdzību no higroskopiskiem izolācijas materiāliem (elektrokartona, kokvilnas lentēm) tiek noņemts mitrums, kas tinuma impregnēšanas laikā novērš impregnēšanas laku dziļu iekļūšanu izolācijas detaļu porās.

Žāvēšanu veic speciālu elektrisko lampu infrasarkanajos staros vai žāvēšanas kamerās izmantojot karstu gaisu. Pēc žāvēšanas tinumus piesūcina ar lakām BT-987, BT-95, BT-99, GF-95 speciālās impregnēšanas vannās. Telpas aprīkotas ar pieplūdes un izplūdes ventilāciju. Impregnēšana tiek veikta vannā, kas piepildīta ar laku un aprīkota ar sildīšanu, lai labāk laka iekļūtu stieples tinuma izolācijā.

Laika gaitā laka vannā kļūst viskozāka un biezāka, jo iztvaiko lakas šķīdinātāji. Rezultātā to spēja iekļūt tinumu vadu izolācijā ir ievērojami samazināta, īpaši gadījumos, kad tinumu vadi ir cieši iesaiņoti serdeņu rievās. Tāpēc, impregnējot tinumus, pastāvīgi tiek pārbaudīts impregnējošās lakas blīvums un viskozitāte vannā un periodiski tiek pievienoti šķīdinātāji. Tinumi tiek piesūcināti līdz trīs reizēm atkarībā no to darbības apstākļiem.

Lai ietaupītu laku, kas tiek patērēta tāpēc, ka tā pielīp pie statora rāmja sienām, tiek izmantota cita metode tinuma piesūcināšanai, izmantojot īpašu ierīci. Stators ar impregnēšanai gatavu tinumu ir uzstādīts uz speciālas tvertnes vāka ar laku, iepriekš aizverot statora izvades kārbu ar spraudni. Starp statora galu un tvertnes vāku ir uzlikts blīvējums. Vāka centrā ir caurule, kuras apakšējais gals atrodas zem lakas līmeņa tvertnē.

Statora tinuma impregnēšanai caur sprauslu uz tvertni tiek padots saspiests gaiss ar spiedienu 0,45 - 0,5 MPa, ar kura palīdzību lakas līmenis paceļas, lai aizpildītu visu tinumu, bet zem statora rāmja augšējās malas. Impregnēšanas beigās izslēdziet gaisa padevi un turiet statoru apmēram 40 minūtes (lai notecinātu atlikušo laku tvertnē), noņemiet kontaktdakšu no spaiļu kārbas. Pēc tam stators tiek nosūtīts uz žāvēšanas kameru.

To pašu ierīci izmanto, lai impregnētu statora tinumus zem spiediena. Nepieciešamība pēc tā rodas gadījumos, kad vadi ir ļoti cieši ielikti statora rievās un normālas impregnēšanas laikā (bez lakas spiediena) laka neiekļūst visās pagriezienu izolācijas porās. Spiediena impregnēšanas process ir šāds. Stators ir uzstādīts tāpat kā pirmajā gadījumā, bet ir aizvērts ar vāku no augšas. Tvertnei un cilindram tiek piegādāts saspiests gaiss, kas caur uzstādīto blīvējuma blīvi piespiež vāku pret statora rāmja galu. Uz kolonnas uzstādītā grozāmā traversa un vāka skrūvju savienojums ar cilindru ļauj izmantot šo ierīci dažāda augstuma statora tinumu impregnēšanai.

Impregnējošā laka tiek piegādāta tvertnei no konteinera, kas atrodas citā, nedegošā telpā. Laka un šķīdinātāji ir toksiski un viegli uzliesmojoši, un saskaņā ar darba aizsardzības noteikumiem darbs ar tiem ir jāveic aizsargbrillēs, cimdos, gumijas priekšautā telpās, kas aprīkotas ar pieplūdes un izplūdes ventilāciju.

Pēc impregnēšanas iekārtu tinumus žāvē īpašās kamerās. Gaiss, kas tiek piegādāts kamerā ar piespiedu cirkulāciju, tiek uzkarsēts ar elektriskiem sildītājiem, gāzes vai tvaika sildītājiem. Tinumu žāvēšanas laikā tiek nepārtraukti kontrolēta temperatūra žāvēšanas kamerā un gaisa temperatūra, kas iziet no kameras. Tinumu žāvēšanas sākumā temperatūra kamerā ir nedaudz zemāka (100-110 s). Šajā temperatūrā no tinuma izolācijas tiek noņemti šķīdinātāji un sākas otrais žūšanas periods - lakas plēves cepšana. Šajā laikā tinumu žūšanas temperatūra tiek paaugstināta līdz 140C uz 5-6 stundām (A izolācijas klasei). Ja pēc vairāku stundu žāvēšanas tinumu izolācijas pretestība paliek nepietiekama, tad apkure tiek izslēgta un tinumiem ļauj atdzist līdz temperatūrai, kas ir par 10-15 °C augstāka par apkārtējā gaisa temperatūru, pēc kuras apkure atkal tiek ieslēgta un žāvēšanas process turpinās.

Tinumu impregnēšanas un žāvēšanas procesi elektroenerģijas remonta uzņēmumos ir apvienoti un, kā likums, mehanizēti.

Mašīnu tinumu izgatavošanas un remonta procesā tiek veiktas nepieciešamās spoļu izolācijas pārbaudes. Pārbaudes spriegumam jābūt tādam, lai testa laikā tiktu atklāti bojāti izolācijas posmi un netiktu bojāta labu tinumu izolācija. Tātad, spolēm ar spriegumu 400V pārbaudes spriegums nav izjaukts no spoles rievām 1 min jābūt vienādam ar 1600V, un pēc ķēdes pievienošanas ar daļēju tinuma remontu - 1300V.

Elektromotoru ar spriegumu 500 V tinumu izolācijas pretestībai pēc impregnēšanas un žāvēšanas jābūt vismaz 3 MΩ statora tinumiem un 2 MΩ rotora tinumiem pēc pilnīgas pārtīšanas un attiecīgi 1 MΩ un 0,5 MΩ pēc daļējas pārtīšanas. . Šīs tinumu izolācijas pretestības vērtības ir ieteicamas, pamatojoties uz remonta un remontēto elektrisko mašīnu ekspluatācijas praksi.

Elektromotoru uzstādīšana.

Pēc elektromotoru pārbaudes tiek noteikta iespēja tos ieslēgt bez žāvēšanas. Elektromotori ar spriegumu līdz 1000V tiek ieslēgti bez žāvēšanas, ja to tinumu izolācijas pretestība temperatūrā no 10C līdz 30C ir vismaz 0,5 Mohm. Ja šie nosacījumi nav izpildīti, motori ir jāizžāvē.

Elektrisko mašīnu žāvēšanas metodes. Ļoti mitrinātām mašīnām tiek izmantota žāvēšanas metode ar ārēju karsēšanu. Mašīna tiek ievietota siltumizolējošā kamerā, kas tiek izpūsta ar karstu gaisu no pūtēja.

Infrasarkanā žāvēšana tiek veikta, izmantojot siltuma izstarotājus, kas ir spoguļlampas ar jaudu 250 vai 500 W, kas atrodas 200-400 mm attālumā no apsildāmās virsmas. Lampas ir novietotas 200-300 mm attālumā viena no otras šaha galdiņa veidā. Temperatūra tiek kontrolēta, ieslēdzot un izslēdzot dažas lampas.

Infrasarkanās žāvēšanas metodes un žāvēšana ar ārēju karsēšanu tiek izmantotas jebkurām elektriskām mašīnām. Barošanas spriegums ir zems. Maiņstrāvas mašīnu rotori žāvējot no ārējie avoti lēnāk. Strāvu ieslēdz un izslēdz, vienmērīgi mainot reostata pretestību.

Žāvēšanas režīms. Pirms žāvēšanas iekārta tiek rūpīgi iztīrīta un izpūsta ar saspiestu gaisu. Iekārtas korpuss ir droši iezemēts. Tiek veikti pasākumi, lai samazinātu siltuma zudumus: ar koka vairogiem nosedz pamatu bedres, norobežo automašīnu ar brezenta teltīm. Žāvēšanas procesā sākotnējā karsēšana tiek veikta lēni (īpaši ar ļoti mitru lielu iekārtu izolāciju). Vidējā pieļaujamā apkures temperatūra ir 65-70C. Dažādu iekārtas daļu sildīšanas temperatūru izplatībai jābūt 20C robežās. Temperatūra tiek mērīta ar termometriem, iebūvētiem vai iestrādātiem siltuma indikatoriem, kā arī ar pretestības metodi.

Žāvēšanas procesā katru stundu (vai divas stundas) tiek mērīti šādi parametri: temperatūra iekārtas vadības punktos un apkārtējais gaiss, katra tinuma izolācijas pretestība no korpusa un izolācija starp tinumiem. Absorbcijas koeficientu nosaka iekārtas aukstā stāvoklī žāvēšanas sākumā, pēc tam, kad tā ir uzkarsēta līdz vienmērīgai temperatūrai, žāvēšanas beigās (lai pieņemtu lēmumu to apturēt) un pēc žāvēšanas, kad iekārta atdziest. .

Žāvēšana beidzas pēc pastāvīgas izolācijas pretestības izveidošanas nemainīgā temperatūrā 3-8 stundas. Žāvēšanas iekārtu kopējais ilgums maziem un vidēja jauda jābūt vismaz 15-20 stundām.

Remontētais un pārbaudītais elektromotors tiek transportēts uz uzstādīšanas vietu un uzstādīts šādā secībā. Uz plāksnes ir uzstādīts elektromotors un tā vārpstas novietojums ir noregulēts tā, lai vislabāk nodrošinātu visu vārpstu asu sakritību telpā.

Vārpstu izlīdzināšana ar kopējo asi parasti tiek veikta divos posmos. Iepriekšēja centrēšana tiek veikta atbilstoši riskiem, kas attiecas uz sakabes pušu malām. Riski tiek piemēroti ar centra meklētāju palīdzību uz katras vārpstu pussavienojuma, kas savienojamas caur 90. Vispirms uz abiem pussavienojumiem četros apļa punktos tiek uzlikts vadības lineāls, kas nobīdīts par 90, un jāpārliecinās, ka ka tādu nav paralēla nobīde vārpstas asis. Ja asis ir nobīdītas, tad pamatnes pussavienojuma riskam tiek uzlikts vadības lineāls un, pagriežot centrēto vārpstu, viens no tās pussavienojuma riskiem tiek apvienots ar bāzes risku. Ja abi riski sakrīt ar lineāla malu bez leņķiskās novirzes, lineāls tiek pārnests uz nākamajiem diviem riskiem un tā tālāk. Gadījumā, ja tiek noteikta vārpstu asu leņķiskā novirze, centrēto vārpstu pārvieto, līdz atzīmes sakrīt. Tiek uzskatīts, ka sākotnējā izlīdzināšana ir sasniegta, ja sakrīt visi četri savienoto pussavienojuma robu pāri. Montāžas kronšteini tiek izmantoti maza izmēra zema ātruma mašīnu galīgajai izlīdzināšanai. Centrēšanu var veikt uz buksēm vai sakabes pušu malām. Lielu ātrgaitas mašīnu vārpstu izlīdzināšanai tiek izmantotas sarežģītākas ierīces, kurās novirzi mēra ar indikatoriem ar precīzu skalas nolasījumu.

Galīgā izlīdzināšana sastāv no spraugu "a" un "b" mērīšanas četrās vārpstu pozīcijās, kas kopīgi pagrieztas par 90 pēdām. Atšķirībai starp abām spraugām "a" un spraugām "b" diametrāli pretējos virzienos jābūt mazākai par pielaidēm.

Elektriskās piedziņās ar motoru līdz 100 kW bieži izmanto siksnas piedziņas. Elektromotora vārpstas un ražošanas mehānisms šajā gadījumā ir paralēlas. Lai savienotu vārpstas ar transmisiju, to asu horizontālo stāvokli pārbauda ar bruto līmeņiem un skriemeļu gala plakņu vertikāli pēc rāmja līmeņiem. Tad abu skriemeļu šķērseniskās simetrijas asis tiek apvienotas ar siksnas piedziņas asi. Ar tādu pašu skriemeļu platumu tiek izmantots vadības lineāls. To novieto abu vārpstu asu plaknē un piespiež pie abu skriemeļu apstrādāto galu malām, pārliecinoties, ka abi skriemeļa loki saskaras visos četros punktos. Ja skriemeļu platums nav vienāds, to novietojums tiek regulēts, izlīdzinot spraugas abās šaurā skriemeļa pusēs starp tā malām un diviem vadības lineāliem, kas atrodas uz platā skriemeļa galiem. Tolerance abu vienpusējo spraugu mērījumi un šķērsvirziena atstarpju summas starpība gar šaura skriemeļa malu nedrīkst pārsniegt 0,3 mm.

Ķīļsiksnas transmisijai ir pieļaujama skriemeļa rievu aksiālā nobīde ne vairāk kā 16 mm uz 1000 mm attāluma starp vārpstas asīm.

Pamatu skrūves ir iepriekš pievilktas ar roku, izmantojot parastās uzgriežņu atslēgas. Viņi kontrolē izlīdzināšanas drošību, veic vītņoto stiprinājumu galīgo pievilkšanu ar kalibrētām uzgriežņu atslēgām. Pievilkšanas pietiekamība tiek kontrolēta ar 0,05 mm biezu zondi, kurai jāiekļūst vītņotā savienojuma savienojumā ne dziļāk par 0,5 mm.

Tiek veikta elektromotora izmēģinājuma darbība: tas ir pievienots tīklam tikai dažas sekundes un vairākas reizes tiek atkārtoti ieslēgts. Ar veiksmīgu “stumšanas” ieslēgumu iznākumu elektromotors tiek iedarbināts uz 20-30 minūtēm, kontrolējot eļļošanas, dzesēšanas sistēmu darbību un neparastu trokšņu neesamību mašīnā. Gultņa temperatūra tiek mērīta pirms izslēgšanas. Ja nav neparastas darbības pazīmju, palaidiet motoru tukšgaitā un veiciet pārbaudi tukšgaitā un zem slodzes. Ielaušanās laiks tiek iestatīts saskaņā ar ražotāja datiem jaunam elektromotoram.

Asinhrono dzinēju griešanās frekvences regulēšana.

Rotora ātrumu minūtē nosaka ar šādu izteiksmi:

n2=n1(1-s)=60f1/p(1-s).[ 1, 147. lpp.].

No šīs izteiksmes var redzēt, ka rotora ātrumu var kontrolēt, mainot jebkuru no trim to noteicošajiem lielumiem, tas ir, mainot tīkla strāvas frekvenci f1, polu pāru skaitu p un slīdēšanu s.

Asinhrono motoru griešanās ātrumu regulēt, mainot tīkla strāvas frekvenci, ir grūti, jo ir nepieciešams kaut kāds regulējošs frekvences pārveidotājs vai ģenerators. Tāpēc šī metode netiek plaši izmantota.

Mašīnas polu skaitu var mainīt, ja statoram ir vairāki (parasti divi) tinumi ar atšķirīgu polu skaitu vai viens tinums, ko var pārslēgt uz atšķirīgu polu skaitu, vai divi tinumi, kurus var pārslēgt uz citu. stabu skaits.

Ja maināt strāvas virzienu vienā no spolēm, ieslēdzot to pretēji otrai, tad tinums var pārslēgties uz diviem poliem. Mainoties statora tinuma polu skaitam, mainīsies tā magnētiskā lauka griešanās frekvence un līdz ar to arī motora rotora griešanās frekvence. Šī asinhronā motora ātruma regulēšanas metode ir ekonomiska, taču tās trūkums ir pakāpeniska frekvences maiņa. Turklāt šāda dzinēja izmaksas ievērojami palielinās mašīnas izmēru sarežģītības dēļ.

Ātruma kontrole, mainot polu skaitu, tiek izmantota motoros ar vāveres sprostu rotoru; motoros ar fāzes rotoru šo metodi neizmanto, jo vienlaikus ir jāmaina statora tinuma polu skaits un rotējošā rotora tinuma polu skaits, kas ir ļoti grūti.

Rūpnīcas ražo dzinējus ar sinhroniem apgriezieniem 500-750-1000-1500 apgr./min. Šādiem motoriem uz statora ir divi tinumi, no kuriem katru var pārslēgt uz dažādu polu skaitu.

Slīdēšanu var mainīt, regulējot rotora tinuma ķēdē ievadīto reostatu, kā arī regulējot tīkla spriegumu. Regulējot tīkla spriegumu, motora griezes moments mainās proporcionāli sprieguma kvadrātam. Mainoties griezes momentam, rotora ātrums samazinās, tas ir, slīdēšana palielinās.

Regulējošais reostats ir iekļauts fāzes rotora tinumu ķēdē kā palaišanas reostats, taču atšķirībā no palaišanas reostata ir paredzēts ilgstošai strāvas plūsmai.

Ieslēdzot regulējošo reostatu, strāva rotorā samazinās, kas izraisīs motora griezes momenta samazināšanos un līdz ar to ātruma samazināšanos vai slīdēšanas palielināšanos. Palielinoties slīdēšanai, palielinās elektromotora spēks un strāva rotorā. Rotācijas vai slīdēšanas biežums samazināsies, līdz tiks atjaunots momenta līdzsvars, tas ir, līdz strāva rotorā iegūst sākotnējo vērtību.

Šo ātruma regulēšanas metodi var izmantot tikai motoros ar fāzes rotoru un, neskatoties uz to, ka tā ir neekonomiska (jo vadības reostatā ir ievērojams enerģijas zudums), to plaši izmanto.

1) Ievads Art.1-2

2) Asinhronā elektromotora ierīce st.3-6

3) Asinhronā motora darbības princips st.7-9

4) Asinhronā elektromotora iedarbināšanas shēma st.10-13

5) Asinhronā elektromotora griešanās ātruma regulēšana st.14-15

6) Asinhronā elektromotora kapitālā apkope st.16-17

7) Elektromotora darbības traucējumi st.18

8) Elektromotora darbības traucējumi un iespējamie to rašanās cēloņi Art.19-22

9) Remontu veidi un apjoms st.23-26

10) Elektromotora uzstādīšana st.27-29

11) Drošības st.30-31

12) Literatūra 32.pants