Het apparaat en het principe van de werking van de elektromotor

Een elektrische motor is een elektrisch apparaat voor het omzetten van elektrische energie in mechanische energie. Tegenwoordig worden elektrische motoren op grote schaal gebruikt in de industrie voor het besturen van verschillende machines en mechanismen. In het huishouden worden ze geïnstalleerd in een wasmachine, koelkast, sapcentrifuge, keukenmachine, ventilatoren, elektrische scheerapparaten, enz. Elektrische motoren in gang gezet, apparaten en mechanismen aangesloten.

In dit artikel zal ik het hebben over de meest voorkomende typen en principes van de werking van AC elektromotoren, die veel worden gebruikt in de garage, in het huishouden of werkplaats.

Hoe werkt een elektromotor

De motor is gebaseerd op het effect dat Michael Faraday in 1821 ontdekte. Hij maakte de ontdekking dat in de wisselwerking van elektrische stroom in een geleider en een magneet, continue rotatie kan optreden.

Als een frame in een verticaal magnetisch veld in een uniforme positie wordt geplaatst en er een stroom doorheen gaat, ontstaat er een elektromagnetisch veld rond de geleider, die een interactie aangaat met de polen van de magneten. Van het ene frame zal worden afgestoten, en het andere wordt aangetrokken.

Als een resultaat zal het frame naar een horizontale positie draaien, waarin het effect van het magnetische veld op de geleider nul zal zijn. Om de rotatie door te laten gaan, moet u een ander frame onder een hoek toevoegen of de richting van de stroom in het frame op het juiste moment wijzigen.

In de figuur wordt dit gedaan met behulp van twee halve ringen, die aansluiten op de contactplaten van de batterij. Als gevolg hiervan verandert de polariteit na een halve draai, en gaat de rotatie verder.

In moderne elektromotoren worden in plaats van permanente magneten inductorspoelen of elektromagneten gebruikt om een ​​magnetisch veld te creëren. Als u een motor demonteert, ziet u de opgerolde draadwikkelingen bedekt met isolerende vernis. Deze spoelen zijn de elektromagneet, of zoals ze de bekrachtigingswikkeling worden genoemd.

In het dagelijks leven worden dezelfde permanente magneten gebruikt in kinderspeelgoed op batterijen.

In andere, krachtigere motoren worden alleen elektromagneten of wikkelingen gebruikt. Het roterende deel met hen wordt de rotor genoemd en het vaste deel is de stator.

Typen elektrische motoren

Tegenwoordig zijn er nogal wat elektrische motoren van verschillende ontwerpen en typen. Ze kunnen worden gedeeld door het type stroomvoorziening:

  1. AC wordt rechtstreeks gevoed via het lichtnet.
  2. DC, gevoed door batterijen, batterijen, voedingen of andere DC-bronnen.

Volgens het principe van werk:

  1. Synchroon, waarbij er een wikkeling op de rotor is en een borstelmechanisme om hen van elektrische stroom te voorzien.
  2. Asynchroon, het gemakkelijkste en meest voorkomende type motor. Ze hebben geen borstels en windingen op de rotor.

Een synchrone motor roteert synchroon met een magnetisch veld dat deze roteert, en met een asynchrone motor roteert de rotor langzamer dan een roterend magnetisch veld in de stator.

Het principe van de werking en de asynchrone motor van het apparaat

In het geval van een asynchrone motor worden de statorwindingen gestapeld (voor 380 volt zullen er 3 zijn), die een roterend magnetisch veld creëren. Hun uiteinden voor verbinding worden weergegeven op een speciaal aansluitblok. De wikkelingen worden gekoeld doordat de ventilator aan het uiteinde van de elektromotor op de as is gemonteerd.

De rotor, die integraal is met de as, is gemaakt van metalen staven die aan beide zijden onderling zijn gesloten, daarom wordt deze kortgesloten genoemd.
Dankzij dit ontwerp is de noodzaak voor frequent periodiek onderhoud en vervanging van stroomtoevoerborstels geëlimineerd, betrouwbaarheid, duurzaamheid en betrouwbaarheid worden vermenigvuldigd.

In de regel is de belangrijkste oorzaak van een asynchrone motorbreuk de slijtage van de lagers waarin de as roteert.

Het principe van verrichting. Om een ​​asynchrone motor te laten werken, is het noodzakelijk dat de rotor langzamer roteert dan het elektromagnetische veld van de stator, waardoor EMF wordt geïnduceerd (elektrische stroom) in de rotor. Hier is een belangrijke voorwaarde, als de rotor met dezelfde snelheid zou roteren als het magnetische veld, dan zou er volgens de wet van elektromagnetische inductie geen EMV zijn en daarom zou er geen rotatie zijn. Maar in werkelijkheid, als gevolg van wrijving van de lagers of de belasting op de as, zal de rotor altijd langzamer draaien.

De magnetische polen draaien constant in de motorwikkelingen en de richting van de stroom in de rotor verandert voortdurend. Op een bepaald moment wordt bijvoorbeeld de richting van de stromen in de stator en rotorwikkelingen schematisch weergegeven in de vorm van kruisen (stroom vloeit van ons) en punten (stroom vloeit naar ons toe). Het roterende magnetische veld is afgebeeld weergegeven door de stippellijn.

Bijvoorbeeld hoe een cirkelzaag werkt. Haar grootste omzet is onbelast. Maar zodra we beginnen met het snijden van het bord, neemt de rotatiesnelheid af en tegelijkertijd begint de rotor langzamer te draaien ten opzichte van het elektromagnetische veld en, volgens de wetten van elektrotechniek, begint het een nog grotere EMF-waarde te induceren. De stroom verbruikt door de motor groeit en hij begint op vol vermogen te werken. Als de belasting op de as zo groot is dat deze stopt, kan schade aan de kortgesloten rotor optreden als gevolg van de maximale waarde van de emf die erin wordt geïnduceerd. Daarom is het belangrijk om de motor te selecteren, geschikt vermogen. Als we meer nemen, is het energieverbruik niet gerechtvaardigd.

De draaisnelheid van de rotor hangt af van het aantal polen. Bij 2 polen is de rotatiesnelheid gelijk aan de rotatiesnelheid van het magnetische veld, gelijk aan een maximum van 3000 omwentelingen per seconde bij een netwerkfrequentie van 50 Hz. Om de snelheid te halveren, moet het aantal polen in de stator worden verhoogd tot vier.

Een belangrijk nadeel van asynchrone motoren is dat ze worden toegevoerd om de rotatiesnelheid van de as alleen aan te passen door de frequentie van elektrische stroom te veranderen. En dus is het niet mogelijk om een ​​constante rotatiefrequentie van de as te bereiken.

Het principe van de werking en het apparaat van een synchrone AC-motor

Dit type elektromotor wordt gebruikt in het dagelijks leven waar een constante rotatiesnelheid vereist is, de mogelijkheid van aanpassing, evenals een rotatiesnelheid van meer dan 3000 omwentelingen per minuut (dit is het maximum voor asynchroon).

Synchrone motoren zijn geïnstalleerd in een elektrisch gereedschap, een stofzuiger, een wasmachine, enz.

In het geval van een synchrone AC-motor zijn er wikkelingen (3 in de figuur), die ook op de rotor of het anker zijn gewonden (1). Hun leads zijn gesoldeerd aan de sectoren van de collectorring of collector (5), waarop spanning wordt aangelegd met grafietborstels (4). Op welke conclusies zich bevinden, zodat de borstels altijd slechts voor één paar spanning leveren.

De meest voorkomende mislukkingen van collectoren zijn:

  1. Hun slechte contact verspild door de verzwakking van de klemveer.
  2. Vervuiling van de collector Reinig met alcohol of schuurpapier.
  3. Dragende slijtage.

Het principe van verrichting. Het koppel in een elektromotor wordt gecreëerd als een resultaat van de interactie tussen de ankerstroom en de magnetische flux in de bekrachtigingswikkeling. Bij een verandering in de richting van de wisselstroom zal ook de richting van de magnetische flux in de behuizing en het anker veranderen, zodat de rotatie altijd in één richting zal zijn.

Het aanpassen van de draaisnelheid wordt gewijzigd door de grootte van de geleverde spanning te wijzigen. In boren en stofzuigers wordt een reostaat of variabele weerstand gebruikt.

De verandering in de draairichting is hetzelfde als voor DC-motoren, die ik in het volgende artikel zal bespreken.

Elektromotor - het principe van de werking van de elektromotor

Elektromotoren zijn ontworpen om elektrische energie om te zetten in mechanisch. Hun eerste prototypes werden gemaakt in de 19e eeuw en vandaag zijn deze apparaten maximaal geïntegreerd in het leven van de moderne mensheid. Voorbeelden van hun gebruik zijn te vinden op elk gebied van de levensactiviteit: van openbaar vervoer tot thuismalen.

Energie conversie principe

Het principe van de werking van een elektromotor van elk type is om de elektromagnetische inductie te gebruiken die in het apparaat optreedt nadat deze op het netwerk is aangesloten. Om te begrijpen hoe deze inductie wordt gecreëerd en de elementen van de motor in beweging te zetten, moet je de schoolcursus fysica raadplegen, waarin het gedrag van geleiders in een elektromagnetisch veld wordt uitgelegd.

Dus als we een geleider dompelen in de vorm van een wikkeling, waardoor elektrische ladingen bewegen, in een magnetisch veld, zal het beginnen te roteren rond zijn as. Dit komt door het feit dat de ladingen onder invloed zijn van een mechanische kracht die hun positie verandert in een vlak loodrecht op de magnetische krachtlijnen. Het kan gezegd worden dat dezelfde kracht inwerkt op de gehele geleider.

Het onderstaande diagram toont een elektrisch geleidend frame en twee magnetische polen, waardoor het een draaiende beweging krijgt.

Het is dit patroon van interactie van het magnetische veld en de geleidende schakeling met het creëren van een elektromotorische kracht ligt ten grondslag aan de werking van alle soorten elektrische motoren. Om vergelijkbare omstandigheden te creëren in het ontwerp van het apparaat zijn:

  • Rotor (opwikkelen) - het beweegbare deel van de machine, gemonteerd op de kern en de lagers van rotatie. Het speelt de rol van een geleidend roterend circuit.
  • De stator is een stationair element dat een magnetisch veld creëert dat inwerkt op de elektrische ladingen van de rotor.
  • Statorbehuizing. Uitgerust met montagesleuven met clips voor rotorlagers. De rotor bevindt zich in de stator.

Om het ontwerp van de elektromotor te vertegenwoordigen, kunt u een schematisch diagram maken op basis van de vorige afbeelding:

Na het inschakelen van dit apparaat in het netwerk begint een stroom langs de rotorwikkelingen te stromen, die, onder invloed van een magnetisch veld dat op de stator verschijnt, de rotorrotatie doorgeeft aan de roterende as. Rotatiesnelheid, vermogen en andere prestatie-indicatoren zijn afhankelijk van het ontwerp van een bepaalde motor en parameters van het elektrische netwerk.

Elektrische motor classificatie

Alle elektromotoren onderling worden primair geclassificeerd door het soort stroom dat er doorheen stroomt. Op hun beurt is elk van deze groepen ook verdeeld in verschillende typen, afhankelijk van de technologische kenmerken.
DC-motoren

Op laagvermogen DC-motoren wordt het magnetisch veld gecreëerd door een permanente magneet die in de behuizing van het apparaat is geïnstalleerd en de ankerwikkeling op de draaiende as is bevestigd. Het schema van de DCF is als volgt:

De wikkeling op de kern is gemaakt van ferromagnetische materialen en bestaat uit twee delen die in serie met elkaar zijn verbonden. Aan hun uiteinden zijn ze verbonden met collectorplaten, waarop grafietborstels worden gedrukt. Een van hen krijgt een positief potentieel van een DC-bron en de andere is negatief.

Nadat de motor is ingeschakeld, gebeurt het volgende:

  1. De stroom van de onderste "positieve" borstel wordt naar de collectorplaat geleid naar het contactplatform waarmee deze is verbonden.
  2. Het doorlaten van stroom door de wikkeling naar de collectorplaat (aangeduid door een gestippelde rode pijl) verbonden met de bovenste "negatieve" borstel, creëert een elektromagnetisch veld.
  3. Volgens de regel van de klinker verschijnt er in het rechterbovengedeelte van het anker een magnetisch veld in het zuiden en linksonder de magnetische pool van het noorden.
  4. Magnetische velden met dezelfde potentiaal stoten elkaar af en drijven de rotor in rotatie, aangegeven door een rode pijl in het diagram.
  5. De collectorplaten van het apparaat leiden tot een verandering van de stroomrichting langs de wikkeling tijdens traagheidsrotatie en de werkcyclus wordt opnieuw herhaald.

Met de schijnbare eenvoud van het ontwerp, is een significant nadeel van dergelijke motoren het lage rendement vanwege grote energieverliezen. Tegenwoordig worden DC-magneten met permanente magneten gebruikt in eenvoudige huishoudelijke apparaten en kinderspeelgoed.

Het apparaat van high-power DC-motoren die worden gebruikt voor productiedoeleinden omvat niet het gebruik van permanente magneten (ze zouden te veel ruimte in beslag nemen). Deze machines gebruiken het volgende ontwerp:

  • de wikkeling bestaat uit een groter aantal secties, die een metalen staaf vertegenwoordigen;
  • elke wikkeling is afzonderlijk verbonden met de positieve en negatieve pool;
  • het aantal pads op de collector komt overeen met het aantal wikkelingen.

De vermindering van energieverliezen wordt dus verzekerd door de soepele verbinding van elke wikkeling met de borstels en de stroombron. De volgende afbeelding toont het ontwerp van het anker van een dergelijke motor:

Het apparaat van gelijkstroom-elektromotoren maakt het gemakkelijk om de draairichting van de rotor om te keren door eenvoudig de polariteit op de voeding te veranderen.

De functionele kenmerken van elektromotoren worden bepaald door de aanwezigheid van enkele "trucs", waaronder de verschuiving van stroomopnemende borstels en verschillende verbindingsdiagrammen.

De verschuiving van het collectorborstelsamenstel ten opzichte van de rotatie van de as vindt plaats nadat de motor start en de uitgeoefende belasting verandert. Hiermee kunt u de "reactie van het anker" compenseren - een effect dat de efficiëntie van de machine vermindert door de as te remmen.

Er zijn drie manieren om DPT aan te sluiten:

  1. Het schema met parallelle excitatie voorziet in parallelle verbinding van een onafhankelijke wikkeling, in de regel instelbaar door een regelweerstand. Dit zorgt voor maximale stabiliteit van de rotatiesnelheid en de soepele aanpassing. Hierdoor worden motoren met parallelle bekrachtiging op grote schaal gebruikt in hefapparatuur, elektrische voertuigen en werktuigmachines.
  2. Het schema met sequentiële excitatie voorziet ook in het gebruik van een extra wikkeling, maar het is in serie verbonden met de hoofdwinding. Dit maakt het, indien nodig, mogelijk om het motorkoppel sterk te verhogen, bijvoorbeeld aan het begin van een trein.
  3. Het gemengde circuit maakt gebruik van beide hierboven beschreven verbindingsmethoden.

Ac-motoren

Het belangrijkste verschil tussen deze motoren en de eerder beschreven modellen is de stroom die door hun wikkelingen vloeit. Hij beschrijft op een sinusoïdale wet en verandert voortdurend van richting. Dienovereenkomstig worden deze motoren gevoed door generatoren met een afwisselende grootte.

Een van de belangrijkste structurele verschillen is de inrichting van de stator, die een magnetisch circuit is met speciale groeven voor het aanbrengen van windingen van de wikkeling.

AC-motoren worden volgens het werkingsprincipe ingedeeld in synchroon en asynchroon. Kort gezegd betekent dit dat in eerste instantie de rotatiesnelheid van de rotor samenvalt met de frequentie van rotatie van het magnetische veld in de stator en ten tweede niet.

We raden u ten zeerste aan ons artikel over de plaatsing van AC-motoren te lezen.

Synchrone motoren

Het interactieprincipe van velden die ontstaan ​​in de inrichting is ook de basis van de werking van synchrone elektrische motoren met wisselstroom, maar in hun ontwerp zijn permanente magneten op de rotor bevestigd en wordt een wikkeling langs de stator uitgevoerd. Het principe van hun werking wordt aangetoond door het volgende schema:

De geleiders van de wikkeling waardoorheen de stroom vloeit, weergegeven in de figuur in de vorm van een frame. De rotatie van de rotor is als volgt:

  1. Op een bepaald moment is de rotor met een permanente magneet eraan bevestigd in vrije rotatie.
  2. Een magnetisch veld met diametraal tegenovergestelde polen St en Nst wordt gevormd op de wikkeling op het moment dat de positieve halve golf erdoorheen gaat. Het wordt aan de linkerkant van het diagram weergegeven.
  3. De soortgelijke polen van de permanente magneet en het magnetische veld van de stator stoten elkaar af en brengen de motor naar de positie die aan de rechterkant van het circuit wordt getoond.

In reële omstandigheden, om een ​​constante vloeiende rotatie van de motor te creëren, wordt geen enkele wikkeling gebruikt, maar meerdere. Ze geven afwisselend een stroom door zichzelf, waardoor een roterend magnetisch veld ontstaat.

Asynchrone motoren

In een asynchrone AC-motor wordt een roterend magnetisch veld gecreëerd door drie (voor 380 V-netstroom) statorwikkelingen. Ze zijn via een aansluitkast met de voeding verbonden en de koeling wordt door een ventilator in de motor gemonteerd.

De rotor, samengesteld uit verschillende gesloten metalen staven, is star verbonden met de schacht, waarbij hij één geheel is. Het is vanwege de verbinding tussen de stangen onderling dat dit type rotor kortgesloten wordt genoemd. Vanwege het ontbreken van geleidende borstels in dit ontwerp, is het onderhoud van de motor aanzienlijk vereenvoudigd, de levensduur en betrouwbaarheid zijn toegenomen. De belangrijkste reden voor het falen van dit type motor is de slijtage van de aslagers.

Het principe van de werking van een asynchrone motor is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie - als de rotatiefrequentie van het elektromagnetische veld van de statorwindingen de rotatiefrequentie van de rotor overschrijdt, wordt er een elektromotorische kracht in geïnduceerd. Dit is belangrijk, omdat op dezelfde frequentie de EMF niet optreedt en bijgevolg geen rotatie optreedt. In feite vertraagt ​​de belasting op de as en de weerstand tegen wrijving van de lagers altijd de rotor en creëert voldoende condities voor de werking.

Het grootste nadeel van dit type motor is het onvermogen om een ​​constante assnelheid te verkrijgen. Het feit is dat de prestaties van het apparaat variëren afhankelijk van verschillende factoren. Bijvoorbeeld, zonder belasting van de as, roteert de cirkelzaag op maximale snelheid. Wanneer we een bord naar het zaagblad brengen en beginnen te snijden, neemt de rotatiesnelheid van de schijf aanzienlijk af. Dienovereenkomstig neemt de rotatiesnelheid van de rotor ten opzichte van het elektromagnetische veld af, hetgeen leidt tot de inductie van een nog grotere EMF. Dit verhoogt het stroomverbruik en het bedrijfsvermogen van de motor neemt toe tot het maximum.

Het is belangrijk om een ​​motor met een geschikt vermogen te kiezen - te laag zal de kortgesloten rotor beschadigen als gevolg van het overschrijden van de berekende maximale EMF, en een te hoge leidt tot onredelijke energiekosten.

Asynchrone AC-motoren zijn ontworpen om te werken vanuit een driefasig elektrisch netwerk, maar kunnen ook worden aangesloten op een enkelfasig netwerk. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in wasmachines en thuiswerkplaatsmachines. Een enkelfasige motor heeft ongeveer 30% minder vermogen vergeleken met een driefasige motor van 5 tot 10 kW.

Vanwege de eenvoud van prestaties en betrouwbaarheid zijn AC inductiemotoren het meest gebruikelijk, niet alleen in productie-apparatuur, maar ook in huishoudelijke apparaten.

Universele collectormotoren

In veel huishoudelijke elektrische apparaten is het nodig om een ​​hoog toerental en koppel te hebben bij lage startstromen en een soepele afstelling. Al deze vereisten zijn tevreden collector-engines, universeel genoemd. In hun apparaat lijken ze sterk op DC-motoren met serie-excitatie.

Het belangrijkste verschil met DPT is het magnetische systeem, aangevuld met meerdere geïsoleerde geïsoleerde staalplaten, aan de polen waarvan twee wikkelingssecties zijn verbonden. Dit ontwerp vermindert de verwarming van elementen door Foucault-stromen en magnetische omkering.

Het hoge synchronisme van magnetische velden in universele collectormotoren behoudt zelfs bij hoge belasting van de as een hoge rotatiesnelheid. Daarom worden ze gebruikt in high-power high-speed apparatuur en huishoudelijke apparaten. Wanneer een instelbare transformator op het circuit is aangesloten, is het mogelijk om de snelheid soepel aan te passen.

Het belangrijkste nadeel van dergelijke elektromotoren is een laag motorpotentieel vanwege het snel wissen van grafietborstels.

Elektromagnetische motor met efficiëntie> 100%: mythe of realiteit?

De Russische uitvinder Vladimir Chernyshov presenteerde het publiek een beschrijving van het motormodel op basis van een permanente magneet, waarvan de efficiëntie meer dan 100% bedraagt.

Het is lang geen geheim dat motoren met een efficiëntie van meer dan 100% als onmogelijk worden beschouwd. Hun bestaan ​​is in tegenspraak met de basiswet van de natuurkunde - de wet op het behoud van energie.

Energie kan niet vanuit het niets verschijnen en verdwijnen naar nergens. Het kan alleen worden omgezet van het ene type energie naar het andere. Bijvoorbeeld van elektrisch naar licht (met behulp van een elektrische lamp) of van mechanisch naar elektrisch (met behulp van een elektrische stroomgenerator).

Natuurlijk is dit waar. Elke motor heeft een energiebron nodig. De verbrandingsmotor - benzine, de elektromotor - de bron van elektriciteit, bijvoorbeeld batterijen. Maar benzine is niet eeuwig, de toevoer ervan moet constant worden bijgevuld en de batterijen moeten periodiek worden opgeladen.

Als u echter een energiebron gebruikt die niet hoeft te worden bijgevuld, dat wil zeggen een onuitputtelijke energiebron, zou een motor met een efficiëntie van meer dan 100% bestaansrecht kunnen hebben.

Op het eerste gezicht is het bestaan ​​van zo'n bron in de natuur onmogelijk. Dit is echter slechts een eerste, onvoorbereid uiterlijk.

Neem bijvoorbeeld een waterkrachtcentrale. Water verzameld in een enorm reservoir, valt van een grote damhoogte en roteert de hydroturbine, die op zijn beurt de generator roteert. De generator genereert elektriciteit.

Water valt onder de invloed van de zwaartekracht van de aarde. In dit geval wordt er gewerkt aan het genereren van elektriciteit, hoewel de zwaartekracht van de aarde, die een bron van aantrekkingskracht is, niet afneemt. Dan keert het water onder invloed van zonnestraling en dezelfde zwaartekracht terug naar het reservoir. De zon is natuurlijk niet eeuwig, maar het zal genoeg zijn voor een paar miljard jaar. Nou, de zwaartekracht werkt weer, trekt vocht uit de atmosfeer, en nog eens geen jota aan het verminderen. In de kern is een waterkrachtcentrale een hydro-elektrische generator met een rendement van meer dan 100%, slechts omslachtig en duur om te onderhouden. Desalniettemin laat het werk van waterkrachtcentrales duidelijk zien dat het creëren van een motor met een efficiëntie van meer dan 100% heel goed mogelijk is, omdat niet alleen de zwaartekracht kan dienen als een bron van onuitputtelijke energie.

Zoals je weet, ontvangt een permanente magneet geen energie van waar dan ook, en het magnetisch veld ervan wordt niet verbruikt als je iets aantrekt. Als een permanente magneet een ijzeren voorwerp naar zich toe trok, bereikte hij daarmee het werk, maar zijn kracht nam niet af. Deze unieke eigenschap van een permanente magneet maakt het mogelijk om als een bron van onuitputtelijke energie te worden gebruikt.

Natuurlijk lijkt de creatie van een motor met een efficiëntie van meer dan 100% op basis van een permanente magneet sterk op de oprichting van de beruchte "eeuwige motor", waarvan de modellen de internetpagina's overstroomden, maar dit is niet het geval. De magnetische motor is niet eeuwig, maar gratis. Vroeg of laat zullen de onderdelen verslijten en vervangen moeten worden. Tegelijkertijd is de bron van energie zelf - een permanente magneet - bijna eeuwig.

Toegegeven, sommige experts zeggen dat de permanente magneet geleidelijk aan zijn aantrekkingskracht verliest als gevolg van de zogenaamde veroudering. Deze verklaring is niet waar, maar zelfs als dat het geval is, slijt het niet mechanisch en kan het met één magnetische puls worden teruggebracht in zijn vroegere werkstaat. En fabrikanten van moderne permanente magneten garanderen hun constante toestand gedurende minstens 10 jaar.

De motor, die eens in de tien jaar moet worden opgeladen en tegelijkertijd schone en veilige energie moet leveren, mag wel zeggen dat hij de redder van de menselijke beschaving is van de onvermijdelijke energie Armageddon.

Pogingen om een ​​magnetische motor te maken met een efficiëntie groter dan 100% zijn herhaaldelijk gemaakt. Helaas is het niemand gelukt iets ernstigs te creëren. Hoewel de behoefte aan een dergelijke motor in onze tijd ongeëvenaard groeit. En als er vraag is, dan zullen er zeker aanbiedingen zijn.

Een van de modellen van een dergelijke motor wordt aangeboden aan deskundigen op het gebied van elektrotechniek en liefhebbers van alternatieve energie.

In principe is er niets moeilijk in het model van een magnetische motor. Het maken van een dergelijk model is echter niet erg eenvoudig. Vereist serieuze machineapparatuur en productie van hoge kwaliteit.

De figuur schematisch

Het diagram toont het ontwerp van een magnetische motor met een rendement van meer dan 100%.

  1. Permanente neodymium-ijzer-boormagneten met de hoogst mogelijke inductie van het magnetisch veld.
  2. Niet-magnetische diëlektrische rotor. Het rotormateriaal is een textoliet- of glasvezellaminaat.
  3. Stator. Of dragende schilden. Materiaal - aluminium.
  4. Sleepringen. Het materiaal is koper.
  5. Elektromagnetische spoelen. Solenoids gewikkeld met dunne koperdraad.
  6. Neem contact op met penselen. Electrografiet materiaal.
  7. Besturingsschijf voor het leveren van elektrische impulsen aan elektromagnetische spoelen.
  8. Optocouplers in een oogopslag. Sensoren regelen de toevoer van een elektrische puls naar elektromagnetische spoelen.
  9. Statorbouten die de opening tussen permanente magneten en elektromagnetische batterijen regelen.
  10. As rotor. Het materiaal is staal.
  11. Magnetische circuits sluiten. Ringen gemaakt van zacht ijzer, versterken de kracht van permanente magneten.

Permanente magneten bevinden zich in lagerschilden in diameter met wisselende polariteit. Elektromagnetische spoelen bevinden zich op dezelfde manier in de rotor.

Het principe van de werking van een magnetische motor is gebaseerd op de interactie van constante en elektromagnetische velden.

Als een elektrische stroom door een spoel wordt geleid door een koperdraad (solenoïde), zal er een magnetisch veld in ontstaan, dat een wisselwerking heeft met het magnetisch veld van de permanente magneten. Met andere woorden, de spoel wordt in de opening tussen de permanente magneten getrokken.

Als de stroom is uitgeschakeld, zal de spoel zonder weerstand de opening tussen de permanente magneten verlaten.

In de kern is een magnetische motor een synchrone elektromagnetische motor, alleen meerpolig, zonder het gebruik van ijzer in elektromagnetische spoelen. Hoewel ijzer de magnetische kracht van een elektromagnetische spoel verbetert, kan het niet in deze motor worden gebruikt, omdat de resterende inductie van neodymiummagneten 1,5 T bereikt en een enorme hoeveelheid energie wordt uitgegeven bij het remagnelen van de ijzerkernen van elektromagnetische spoelen die worden gemagnetiseerd door permanente magneten.

Een kernloze spoel heeft interactie met een permanente magneet op elke (zelfs de kleinste) waarde van elektrische stroom. En het zal absoluut inert zijn voor permanente magneten als er geen stroom in de spoel zit.

Natuurlijk is het ontwerp van een elektromagnetische motor, waarbij spoelen van koperdraad zonder een ijzeren kern worden gebruikt, niet nieuw. Er zijn veel opties en veel originele ontwerpen die het principe van interactie tussen gelijkstroom en een kernloze elektromagnetische spoel gebruiken. Maar geen ontwerp heeft een efficiëntie van meer dan 100%. De reden hiervoor ligt niet in het ontwerp van de motor, maar in het verkeerd begrijpen van de aard van zowel de permanente magneet als de elektrische stroom.

Het feit is dat tot nu toe het magnetische veld van een permanente magneet als solide en uniform wordt beschouwd. En het elektromagnetische veld van de solenoïde wordt ook als homogeen en continu beschouwd. Helaas is dit een grote misvatting. Het zogenaamde magnetische veld van een permanente magneet kan in principe niet continu zijn, omdat de magneet zelf een samengestelde structuur heeft van meerdere domeinen (elementmagneten) die in één lichaam zijn geperst.

In wezen zijn domeinen dezelfde magneten, maar erg klein. En als je twee gewone magneten neemt, leg ze op de tafel met de palen van dezelfde naam naar beneden en probeer ze samen te brengen, het is gemakkelijk om te zien dat ze elkaar afstoten. Hun magnetische velden stoten elkaar ook af. Dus hoe kan een magnetisch veld met een permanente magneet solide zijn? Homogeen ja, maar niet continu.

Het magnetisch veld van een permanente magneet bestaat uit vele individuele magnetische velden van ongeveer 4 micron groot. Ze worden magnetische veldlijnen genoemd en iedereen uit het fysica-programma van de school weet ze te detecteren met ijzervijlsel en een vel papier. In feite worden ijzervijlsel zelf domeinen en gaan verder met een permanente magneet. Maar omdat ze niet mechanisch gefixeerd zijn, zoals in de dikte van een permanente magneet, divergeren ze als een waaier, wat eens te meer de bewering bevestigt dat het magnetisch veld van een permanente magneet niet solide is.

Maar als het magnetisch veld van een permanente magneet uit een veelheid van magnetische velden bestaat, dan kan het elektromagnetische veld van de solenoïde ook niet continu zijn. Het zou ook uit vele individuele magnetische velden moeten bestaan. Er zijn echter geen domeinen in de spoel van koperdraad, er is een geleider en een elektrische stroom. En elektrische stroom is een stroom van vrije elektronen. Hoe kan deze elektronenstroom een ​​magnetisch veld creëren?

Het magnetisch moment van elektronen is te wijten aan de eigen rotatie van het elektron - spin. Als de elektronen in dezelfde richting en in hetzelfde vlak roteren, worden hun magnetische momenten opgeteld. Daarom gedragen ze zich als domeinen in een permanente magneet, die zich opstellen in elektronische kolommen en een afzonderlijk elektromagnetisch veld vormen. Het aantal van dergelijke elektromagnetische velden is afhankelijk van de spanning van de elektrische stroom die op de geleider wordt toegepast.

Helaas is de kwantitatieve relatie tussen de spanning en het aantal magnetische velden nog niet vastgesteld. Dit wil niet zeggen dat een spanning van 1 volt één veld creëert. Bovenop de oplossing van dit probleem moet nog steeds hard worden nagedacht door wetenschappers. Maar het feit dat er een verband is, is zeker vastgesteld. Het is ook duidelijk vastgesteld dat het enkele magnetische veld van de permanente magneet alleen kan worden verbonden met één magnetisch veld van de solenoïde. En deze verbinding zal het meest effectief zijn als de dikte van deze velden samenvalt.

Het magnetisch veld van een permanente magneet is ongeveer 4 micron dik, dus het oppervlak van de magnetische pool mag niet groot zijn, anders zou het nodig zijn om te veel spanning aan te brengen op de spoelwikkeling.

Neem bijvoorbeeld een magneet met een paaloppervlak van 1 vierkante centimeter. Verdeel het in 4 micrometer. 1 / 0,0004 = 2500.

Dat wil zeggen, voor effectieve werking van een spoel met een magneet, waarvan het magnetische poolgebied 1 vierkante centimeter is, is het noodzakelijk om een ​​elektrische stroom van 2500 volt aan deze spoel aan te leggen. In dit geval moet de stroom erg klein zijn - ongeveer 0,01 Ampere. De exacte waarden van de huidige sterkte zijn nog niet vastgesteld, maar één ding is bekend: hoe kleiner de stroom, hoe hoger de efficiëntie. Het is duidelijk dat de reden hiervoor is dat elektrische energie wordt overgedragen door elektronen. Een elektron kan echter geen grote hoeveelheid energie overdragen. Hoe meer energie het elektron draagt, hoe groter het verlies van de botsing van elektronen met atomen in het kristalrooster van de stroomgeleider.

Als er veel zwak geëxciteerde elektronen deelnemen aan het werk, dan wordt de energie daartussen gelijk verdeeld en gaan de elektronen vrijer weg tussen de atomen van het geleider kristalrooster. Dat is de reden waarom een ​​stroom van laag vermogen en hoge spanning kan worden verzonden naar dezelfde geleider met veel lagere weerstandsverliezen dan een stroom van lage spanning en hoog vermogen.

Dus voor een effectieve interactie van een elektromagnetische spoel zonder een kern met een permanente magneet, is het nodig om de spoel te wikkelen met een dunne draad (ongeveer 0,1 mm) met een groot aantal windingen (ongeveer 6.000) en een grote spanning op de spoel aan te leggen. Alleen onder dergelijke omstandigheden kan de motor een rendement van meer dan 100% hebben. En hoe kleiner de stroomsterkte in de elektromagnetische spoelen, hoe hoger de efficiëntie. Bovendien kan een elektrische stroom in korte pulsen op de spoel worden toegepast - op het moment dat de spoel de permanente magneet op een minimale afstand nadert. Dit zal de efficiëntie van de motor verder verhogen. Maar de motor krijgt de grootste efficiëntie in het geval dat elektromagnetische spoelen samen met condensatoren worden doorgelust, waardoor een soort oscillerend circuit wordt gecreëerd dat op grote schaal wordt gebruikt in radio-elektronica voor het creëren van elektromagnetische golven. Inderdaad, volgens de wet op het behoud van energie, kan elektrische stroom niet verdwijnen zonder een spoor achter te laten. In het oscillerende circuit beweegt het gewoon van de elektromagnetische spoel naar de condensator en terug, waardoor elektromagnetische golven worden gecreëerd. In dit geval is het verlies van elektriciteit minimaal en wordt dit alleen veroorzaakt door de weerstand van het materiaal. En energie wordt praktisch niet verspild aan het creëren van elektromagnetische golven. Tenminste, dit is wat het leerboek over fysica zegt. En als we dit fenomeen gebruiken om interactie te hebben met permanente magneten, verkrijgen we mechanische energie, praktisch zonder dat we het elektrisch gebruiken.

In het algemeen kan worden gesteld dat het geheim van een motor met een efficiëntie groter dan 100% niet in het ontwerp van de motor ligt, maar in principe de interactie van een permanente magneet en een elektromagnetische spoel met een elektrische stroom.

Neem bijvoorbeeld een auto-inwendige verbrandingsmotor. Er zijn auto's waarvan de motoren het eenvoudigste ontwerp hebben en 20 liter brandstof per 100 kilometer verbruiken, terwijl ze een vermogen hebben van ongeveer 70 pk. En er zijn auto's waarvan de motoren zijn opgehangen met elektronica, die slechts 10 liter brandstof per 100 kilometer verbruiken, maar met een capaciteit van maximaal 200 pk. Hoewel het bedieningsprincipe voor alle auto's hetzelfde is. Het enige verschil zit in de manier waarop dit actieprincipe wordt gebruikt. U kunt eenvoudig een deel van de brandstof in de motorcilinder gieten en branden, of u kunt een hoogwaardig brandstofmengsel bereiden, het op tijd in de cilinder injecteren en het op tijd verbranden.

In een elektromagnetische motor is de cilinder een elektromagnetische spoel en is de brandstof een elektrische stroom. Maar voor verbrandingsmotoren werden verschillende soorten brandstof uitgevonden. Van diesel tot hoog octaan. En voor elk type motor heeft zijn eigen type brandstof. De motor, ontworpen om te werken met benzine met een hoog octaangehalte, kan niet op diesel rijden. En zelfs als hij werkt op benzine met een laag octaangehalte, zal hij niet in staat zijn om die technische mogelijkheden te bieden die van hem worden verlangd.

Elektrische stroom heeft ook twee parameters - stroomsterkte en spanning. Elektrische stroom van hoogspanning kan worden vergeleken met benzine met een hoog octaangehalte. Bij het aanleggen van hoogspanning elektrische stroom aan de spoel, is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het mengsel niet te verrijkt is. Dat wil zeggen, de stroom moet voldoende zijn, maar niet de vereiste overschrijden, anders vliegt de overtollige energie gewoon in de buis en vermindert de efficiëntie van de motor aanzienlijk.

Natuurlijk is het niet helemaal passend om een ​​elektromagnetische motor te vergelijken met een verbrandingsmotor. Verhoog het vermogen van de interne verbrandingsmotor kan de druk in de verbrandingskamer verhogen. Met een elektromagnetische motor zal zo'n truc mislukken. U kunt de lengte van de puls in de elektromagnetische spoel vergroten. De kracht zal natuurlijk toenemen, maar de efficiëntie zal dalen.

Verhoog het vermogen van de elektromagnetische motor alleen door het aantal palen te vergroten. Het is als een hondenslee: een dier heeft natuurlijk geen echte macht, maar twee dozijn is iets heel serieus. Daarom wordt een meerpolig systeem in de motor gebruikt, waarbij alle spoelen parallel zijn geschakeld. Bij krachtige motoren kan het aantal polen in de honderden liggen.

In een klein motormodel is het veel efficiënter om een ​​systeem te gebruiken waarin zich elektromagnetische spoelen in de rotor bevinden. In dit geval werkt de spoel gelijktijdig met twee magneten. Dit verdubbelt de efficiëntie van de spoel, ook al wordt de impuls naar de spoel doorgelaten door het borstelsamenstel.

Bij grote motoren met een meerrotorsysteem is het veel efficiënter om een ​​systeem met permanente magneten op de rotor te gebruiken. Het ontwerp is vereenvoudigd en de spoelen, die slechts aan één kant werken, bevinden zich alleen op de extreme stators. Spoelen van dezelfde interne stators werken aan twee kanten tegelijk.

In de natuur is de olifant het krachtigste dier, maar hij eet veel en het gewicht dat hij op kan tillen is veel minder dan zijn eigen gewicht. Daarom is de efficiëntie van zijn werk erg laag.

De kleine mier eet heel weinig en het gewicht dat hij kan tillen, overtreft zijn eigen gewicht met 20 keer. Om een ​​team met grote efficiëntie te krijgen, moet je er geen olifant, maar een stel mieren in gebruiken!

Vladimir Chernyshov

Hoe maak je een echt werkende magnetische motor

Praktisch alles in ons leven hangt af van elektriciteit, maar er zijn bepaalde technologieën die ons in staat stellen om van lokale bekabelde energie af te komen. We stellen voor om na te denken over het maken van een magnetische motor met uw eigen handen, het werkingsprincipe, het circuit en het apparaat.

Typen en principes van werk

Er is een concept van perpetuum mobile machines van de eerste orde en de tweede. De eerste orde zijn de apparaten die zelf energie produceren, vanuit de lucht, het tweede type zijn de motoren die energie moeten ontvangen, het kan wind, zonlicht, water, enz. Zijn, en ze zetten het al om in elektriciteit. Volgens de eerste wet van de thermodynamica zijn beide theorieën onmogelijk, maar veel wetenschappers zijn het niet eens met deze stelling en begonnen met de ontwikkeling van permanente machines van de tweede orde, aangedreven door magnetische veldsenergie.

Foto - Magnetische motor Dudyshev

Een groot aantal wetenschappers werkte te allen tijde aan de ontwikkeling van het perpetuum-mobiel, de grootste bijdrage aan de ontwikkeling van de theorie van de magnetische motor werd geleverd door Nikola Tesla, Nikolay Lazarev, Vasily Shkondin en de varianten van Lorentz, Howard Johnson, Minato en Perendev waren ook bekend.

Foto - Magnetische motor Lorenz

Elk van hen heeft zijn eigen technologie, maar ze zijn allemaal gebaseerd op het magnetisch veld dat zich rondom de bron vormt. Opgemerkt moet worden dat de "eeuwige" motoren in principe niet bestaan, omdat magneten verliezen hun vermogen in ongeveer 300 - 400 jaar.

De eenvoudigste anti-zwaartekracht magnetische Lorenz-motor wordt als de eenvoudigste beschouwd. Het werkt ten koste van twee verschillend geladen schijven die verbinding maken met de stroombron. De schijven zijn half geplaatst in een half-bolvormig magnetisch scherm, waarvan ze het veld voorzichtig beginnen te roteren. Zo'n supergeleider duwt MP gemakkelijk uit zichzelf.

De eenvoudigste asynchrone elektromagnetische motor van Tesla is gebaseerd op het principe van een roterend magnetisch veld en is in staat om elektriciteit uit zijn energie te produceren. De geïsoleerde metalen plaat wordt zo hoog mogelijk boven het maaiveld geplaatst. Een andere metalen plaat wordt in de grond geplaatst. De draad wordt door een metalen plaat geleid, aan één kant van de condensator, en de volgende geleider gaat van de basis van de plaat naar de andere kant van de condensator. De tegenovergestelde pool van de condensator, verbonden met de massa, wordt gebruikt als een reservoir voor het opslaan van negatieve energielasten.

Foto - Tesla magnetische motor

De rotorring van Lazarev wordt beschouwd als de enige werkende VD2, bovendien is hij eenvoudig te bespelen, hij kan thuis met de hand worden gemonteerd met je eigen handen. De foto toont een diagram van een eenvoudige Lazarev-ringmotor:

Foto - Koltsar Lazareva

Het diagram laat zien dat de container door een speciale poreuze scheidingswand in twee delen is verdeeld, Lazarev zelf heeft daarvoor een keramische schijf gebruikt. Op deze schijf is een buisje geïnstalleerd en de houder is gevuld met vloeistof. Je kunt zelfs gewoon water gieten voor een experiment, maar het is raadzaam om een ​​vluchtige oplossing te gebruiken, bijvoorbeeld benzine.

Het werk wordt als volgt uitgevoerd: met behulp van een tussenschot komt de oplossing in het onderste deel van de tank en beweegt deze door de druk door de buis omhoog. Voorlopig is dit slechts een eeuwige beweging, onafhankelijk van externe factoren. Om een ​​perpetuum mobile te bouwen, moet u het wiel onder de druipende vloeistof plaatsen. Op basis van deze technologie werd de eenvoudigste zelf-roterende magnetische motor met constante beweging gemaakt, een patent werd geregistreerd voor één Russisch bedrijf. Het is noodzakelijk om een ​​wiel met bladen onder de druppelaar te installeren en magneten er direct op te plaatsen. Door het gevormde magnetische veld begint het wiel sneller te roteren, wordt het water sneller gepompt en wordt een constant magnetisch veld gevormd.

De lineaire motor van Shkondin maakte een soort van revolutie gaande. Dit apparaat is heel eenvoudig ontwerp, maar tegelijkertijd ongelooflijk krachtig en productief. De motor wordt een wiel in een wiel genoemd en wordt voornamelijk gebruikt in de moderne transportindustrie. Volgens beoordelingen kan een motorfiets met een Shkondin-motor 100 kilometer per paar liter benzine afleggen. Het magnetische systeem werkt op volledige afstoting. In het wielsysteem in het wiel zijn er gepaarde spoelen, waarin nog één spoel in serie is geschakeld, deze vormen een dubbel paar, dat verschillende magnetische velden heeft, waardoor ze in verschillende richtingen bewegen en een terugslagklep. Een autonome motor kan op een auto worden gemonteerd, niemand zal worden verrast door een brandstofvrije motorfiets op een magnetische motor, apparaten met een dergelijke spoel worden vaak gebruikt voor een fiets of een rolstoel. Je kunt voor 15.000 roebel een kant-en-klaar apparaat kopen op internet (gemaakt in China), de V-Gate starter is vooral populair.

Foto - Motor Shkondina

Een alternatieve Rendezvous-engine is een apparaat dat uitsluitend werkt met magneten. Er worden twee cirkels gebruikt - statisch en dynamisch, magneten zijn in dezelfde volgorde gerangschikt op elk van hen. Vanwege de zelfafstotende vrije kracht roteert de binnencirkel eindeloos. Dit systeem is op grote schaal gebruikt in de levering van onafhankelijke energie in het huishouden en de productie.

Foto - Engine Renewal

Alle bovengenoemde uitvindingen bevinden zich in de ontwikkelingsfase, moderne wetenschappers blijven deze verbeteren en zoeken naar de ideale optie voor het ontwikkelen van een permanente machine met een tweede orde.

Naast de genoemde apparaten zijn de vortex-engine Alekseenko, Bauman, Dudyshev en Stirling-apparaten ook populair bij moderne onderzoekers.

Hoe de motor zelf te monteren

Er is veel vraag naar zelfgemaakte producten op elk forum van elektriciens, dus laten we eens kijken hoe je een magnetische motorgenerator thuis kunt monteren. De inrichting, die we voorstellen te bouwen, bestaat uit 3 onderling verbonden schachten, ze zijn zo bevestigd dat de schacht in het midden recht naar de twee laterale schachten wordt gedraaid. Aan het midden van de centrale as is een schijf bevestigd die is gemaakt van vier inch, vier inch dik luciet. De buitenste assen zijn ook uitgerust met schijven van twee inch. Het zijn kleine magneten, acht stukken op een grote schijf en vier op kleine.

Foto - Magnetische motor op de vering

De as waarop de afzonderlijke magneten zich bevinden, bevindt zich in een vlak evenwijdig aan de assen. Ze zijn zo geïnstalleerd dat de uiteinden in de buurt van de wielen komen met een flits per minuut. Als deze wielen met de hand worden verplaatst, worden de uiteinden van de magnetische as gesynchroniseerd. Voor versnelling wordt aanbevolen om een ​​aluminiumstaaf in de voet van het systeem te installeren zodat het uiteinde een beetje magnetische onderdelen raakt. Na dergelijke manipulaties moet het ontwerp in één seconde beginnen te draaien met een snelheid van een halve slag.

De aandrijvingen worden op een speciale manier geïnstalleerd, met behulp waarvan de assen op dezelfde manier roteren. Natuurlijk, als u het systeem met een voorwerp van een derde partij, bijvoorbeeld met uw vinger, beïnvloedt, zal het stoppen. Deze eeuwigdurende magnetische motor vond Bauman uit, maar hij slaagde er niet in om een ​​octrooi te krijgen, omdat op dat moment was het apparaat geclassificeerd als niet-octrooieerbaar VD.

Chernyaev en Emelyanchikov hebben veel gedaan om een ​​moderne versie van een dergelijke motor te ontwikkelen.

Foto - Het principe van de werking van de magneet

Wat zijn de voor- en nadelen van feitelijk werkende magnetische motoren?

voordelen:

  1. Volledige autonomie, brandstofbesparing, de mogelijkheid van geïmproviseerde middelen om de motor op elke juiste plaats te organiseren;
  2. Een krachtig apparaat met neodymium magneten kan residentiële ruimte voorzien van energie tot 10 watt en hoger;
  3. De zwaartekrachtmotor kan werken tot volledige slijtage en zelfs op het laatste staal van het werk om de maximale hoeveelheid energie te geven.

nadelen:

  1. Het magnetisch veld kan de gezondheid van de mens negatief beïnvloeden, vooral de ruimte (jet) motor is onderhevig aan deze factor;
  2. Ondanks de positieve resultaten van de experimenten, kunnen de meeste modellen niet werken in normale omstandigheden;
  3. Zelfs na de aanschaf van een voltooide motor, kan het heel moeilijk zijn om aan te sluiten;
  4. Als u besluit om een ​​magnetische puls of zuigermotor te kopen, wees dan voorbereid op het feit dat de prijs ervan sterk zal worden overschat.

De werking van een magnetische motor is waar en het is echt, het belangrijkste is om het vermogen van de magneten correct te berekenen.

Het principe van verrichting en de elektromotor van het apparaat

Elke elektrische motor is ontworpen om mechanisch werk uit te voeren als gevolg van het verbruik van de daarop aangebrachte elektrische energie, die in de regel wordt omgezet in een roterende beweging. Hoewel er in de techniek modellen zijn die de translatiebeweging van het werkend lichaam onmiddellijk creëren. Ze worden lineaire motoren genoemd.

In industriële installaties drijven elektrische motoren verschillende machines en mechanische apparaten aan die bij het productieproces zijn betrokken.

Binnen huishoudelijke apparaten werken elektrische motoren in wasmachines, stofzuigers, computers, haardrogers, kinderspeelgoed, horloges en vele andere apparaten.

Fundamentele fysieke processen en werkingsprincipe

Elektrische ladingen die in een magnetisch veld bewegen, die elektrische stromen worden genoemd, worden altijd beïnvloed door een mechanische kracht die de neiging heeft om hun richting af te buigen in een vlak loodrecht op de oriëntatie van de magnetische veldlijnen. Wanneer een elektrische stroom door een metalen geleider of een daaruit vervaardigde spoel loopt, heeft deze kracht de neiging om elke geleider te verplaatsen / roteren met stroom en de wikkeling als geheel.

De onderstaande afbeelding toont het metalen frame waardoor de stroom vloeit. Het daarop aangelegde magneetveld creëert een kracht F voor elke tak van het frame, waardoor een rotatiebeweging ontstaat.

Deze eigenschap van de wisselwerking van elektrische en magnetische energie op basis van het creëren van een elektromotorische kracht in een gesloten geleidende lus die in het werk van een elektrische motor wordt gestopt. Het ontwerp omvat:

kronkelende waardoor elektrische stroom vloeit. Het wordt op een speciaal kernanker geplaatst en gefixeerd in de lagers van rotatie om de weerstand van de wrijvingskrachten te verminderen. Dit ontwerp wordt een rotor genoemd;

een stator die een magnetisch veld creëert, dat met zijn vermogenslijnen de elektrische ladingen doordringt die door de windingen van de rotorwikkeling gaan;

behuizing om de stator op te nemen. Binnen de romp zijn speciale landingsslots gemaakt, aan de binnenkant die de buitenste kooi van de rotorlagers zijn gemonteerd.

Vereenvoudigd ontwerp van de meest eenvoudige elektromotor kan worden weergegeven door de volgende afbeelding.

Wanneer de rotor roteert, wordt een koppel gegenereerd, waarvan het vermogen afhangt van het algemene ontwerp van het apparaat, de hoeveelheid toegepaste elektrische energie, de verliezen tijdens conversies.

De waarde van het maximaal mogelijke vermogen van het motorkoppel is altijd lager dan de elektrische energie die erop wordt toegepast. Het wordt gekenmerkt door de omvang van de efficiëntie.

Door het type stroom dat door de wikkelingen vloeit, worden ze onderverdeeld in DC- of AC-motoren. Elk van deze twee groepen heeft een groot aantal wijzigingen met behulp van verschillende technologische processen.

DC-motoren

Ze hebben het magnetische veld van de stator gemaakt permanent gefixeerde permanente magneten of speciale elektromagneten met excitatie wikkelingen. De ankerwikkeling is vast gemonteerd in de as, die in de lagers is bevestigd en vrij rond zijn eigen as kan draaien.

Het hoofdapparaat van een dergelijke motor wordt getoond in de figuur.

In de kern van het anker van ferromagnetische materialen bestaat er een wikkeling die bestaat uit twee in serie geschakelde delen, die aan één uiteinde zijn verbonden met geleidende collectorplaten en die met elkaar zijn verbonden. Twee borstels gemaakt van grafiet bevinden zich op de diametraal tegenovergestelde uiteinden van het anker en worden tegen de contactvlakken van de collectorplaten gedrukt.

De positieve potentiaal van de constante stroombron wordt naar de onderste borstel van het patroon geleid en negatief naar de bovenste borstel. De richting van de stroom die door de wikkeling vloeit, wordt aangegeven door een gestippelde rode pijl.

De stroom veroorzaakt het magnetische veld van de noordpool in het lagere linkergedeelte van het anker en de zuidpool in de rechterbovenhoek (de regel van de klinker). Dit leidt tot de afstoting van de polen van de rotor van het stationaire van dezelfde naam en de aantrekking tot tegengestelde polen op de stator. Als gevolg van de uitgeoefende kracht ontstaat een rotatiebeweging, waarvan de richting wordt aangegeven door een bruine pijl.

Bij verdere rotatie van het anker door traagheid worden de polen overgebracht op andere verzamelplaten. De richting van de stroom daarin is omgekeerd. De rotor blijft verder draaien.

Het eenvoudige ontwerp van een dergelijk collectorapparaat leidt tot grote verliezen aan elektrische energie. Gelijkaardige motoren werken in apparaten met een eenvoudig ontwerp of speelgoed voor kinderen.

DC-motoren die bij het productieproces zijn betrokken, hebben een complexere structuur:

de winding is niet in tweeën verdeeld, maar in meerdere delen;

elke sectie van de winding is aan zijn paal gemonteerd;

de collector is gemaakt van een bepaald aantal pads voor het aantal secties van de wikkelingen.

Dientengevolge, wordt een vlotte verbinding van elke pool gecreërd door zijn contactplaten aan de borstels en de huidige bron, en het verlies van elektriciteit wordt verminderd.

De inrichting van een dergelijk anker wordt op de afbeelding getoond.

Met DC-elektromotoren kan de draairichting van de rotor worden omgekeerd. Om dit te doen, volstaat het om de huidige beweging in de wikkeling in de tegenovergestelde polariteitverandering bij de bron te veranderen.

AC-motoren

Ze verschillen van eerdere ontwerpen doordat de elektrische stroom die in hun wikkeling stroomt wordt beschreven volgens een sinusvormige harmonische wet, die periodiek van richting verandert (teken). Voor hun voedingsspanning wordt spanning geleverd door alternators met afwisselende grootte.

De stator van dergelijke motoren wordt uitgevoerd door een magnetische geleider. Het is gemaakt van ferromagnetische platen met groeven waarin wikkelingen worden geplaatst met een frame (spoel) configuratie.

De onderstaande afbeelding toont het principe van de werking van een eenfase-wisselstroommotor met synchrone rotatie van de rotor en stator-elektromagnetische velden.

In de sleuven van de stator-magnetische schakeling langs de diametraal tegenover elkaar liggende einden worden de geleiders van de wikkeling geplaatst, schematisch weergegeven in de vorm van een frame waardoor wisselstroom vloeit.

Beschouw het geval voor een moment in overeenstemming met het passeren van het positieve deel van zijn halve golf.

In de lagerringen draait een rotor met een permanent gemonteerde magneet vrij, met een uitgesproken noord "N mond" en een zuidelijke "S mond" paal. Wanneer een positieve halve golf van stroom door de statorwikkeling vloeit, wordt daarin een magnetisch veld gecreëerd met de polen "Sst" en "Nst".

Interactiekrachten ontstaan ​​tussen de magnetische velden van de rotor en de stator (zoals polen stoten af, en in tegenstelling tot degenen die aantrekken) die ertoe neigen om het anker van de elektromotor van een willekeurige positie naar de laatste te draaien wanneer de tegengestelde polen ten opzichte van elkaar zijn geplaatst.

Als we hetzelfde geval overwegen, maar voor het moment waarop het omgekeerde door de geleider van het frame stroomt - de negatieve halve golf van de stroom, zal de rotatie van het anker in de tegenovergestelde richting plaatsvinden.

Om een ​​continue beweging aan de rotor in de stator te geven, wordt er niet één wikkelraam gemaakt, maar een bepaald aantal, zodat elk wordt gevoed vanuit een afzonderlijke stroombron.

Het principe van de werking van een driefasige wisselstroommotor met synchrone rotatie van de elektromagnetische velden van de rotor en stator wordt getoond in de volgende afbeelding.

In deze structuur zijn binnen het magnetische statorcircuit drie wikkelingen A, B en C gemonteerd, die onder een hoek van 120 graden onderling zijn verschoven. Wikkeling A is geel gemarkeerd, B in groen en C in rood. Elke wikkeling is gemaakt in dezelfde frames als in het vorige geval.

Op de afbeelding voor elk geval passeert de stroom slechts één wikkeling in voorwaartse of achterwaartse richting, wat wordt aangegeven door "+" en "-" tekens.

Met het passeren van de positieve halve golf in fase A in de voorwaartse richting, neemt de as van het rotorveld een horizontale positie in omdat de magnetische polen van de stator in dit vlak worden gevormd en het bewegende anker aantrekken. In tegenstelling tot de polen van de rotor hebben de neiging om de polen van de stator naderen.

Wanneer de positieve halve golf in fase C gaat, zal het anker 60 graden met de klok mee draaien. Nadat stroom is toegepast op fase B, zal een analoge rotatie van het anker optreden. Elke volgende stroom in de volgende fase van de volgende wikkeling zal de rotor doen draaien.

Als de spanning van een driefasig netwerk verschoven over een hoek van 120 graden wordt toegepast op elke wikkeling, dan zullen er wisselstromen in hen circuleren, die het anker afwikkelen en zijn synchrone rotatie met het geleverde elektromagnetische veld creëren.

Hetzelfde mechanische ontwerp wordt met succes gebruikt in een driefasige stappenmotor. Alleen bij elke wikkeling door middel van het besturen van een speciale regelaar (stappenmotoraandrijver) worden DC-pulsen toegepast en verwijderd volgens het hierboven beschreven algoritme.

Starten begint een rotatiebeweging, en beëindiging op een bepaald moment levert een gedoseerde rotatie van de as en een stop op een geprogrammeerde hoek om bepaalde technologische bewerkingen uit te voeren.

In beide beschreven driefasensystemen kan de draairichting van het anker worden veranderd. Om dit te doen, hoeft u alleen de afwisseling van de fasen "A" - "B" - "C" naar een andere te veranderen, bijvoorbeeld "A" - "C" - "B".

De rotatiesnelheid van de rotor wordt geregeld door de duur van de periode T. Zijn vermindering leidt tot een versnelling van de rotatie. De grootte van de amplitude van de stroom in de fase hangt af van de inwendige weerstand van de wikkeling en de waarde van de erop aangelegde spanning. Het bepaalt de grootte van het koppel en vermogen van de elektromotor.

Deze motorontwerpen hebben hetzelfde statormagneetcircuit met wikkelingen als in de eerder overwogen eenfasige en driefasige modellen. Ze krijgen hun naam vanwege de asynchrone rotatie van de elektromagnetische velden van het anker en de stator. Dit wordt gedaan door de configuratie van de rotor te verbeteren.

De kern is samengesteld uit platen van elektrische staalsoorten met groeven. Aluminium of koperen stroomleidingen zijn erin gemonteerd, die aan de uiteinden van het anker zijn afgesloten door geleidende ringen.

Wanneer spanning wordt toegevoerd aan de statorwindingen, wordt een elektrische stroom geïnduceerd in de rotorwikkeling door een elektromotorische kracht en wordt een magnetisch ankerveld gecreëerd. De interactie van deze elektromagnetische velden begint de rotatie van de motoras.

In dit ontwerp is de beweging van de rotor alleen mogelijk nadat een roterend elektromagnetisch veld is ontstaan ​​in de stator en deze blijft in asynchrone bedrijfsmodus daarmee.

Asynchrone motoren zijn eenvoudiger in ontwerp. Daarom zijn ze goedkoper en worden ze veel gebruikt in industriële installaties en huishoudelijke apparaten.

Explosieveilige ABB-elektromotor

Veel werkende lichamen van industriële mechanismen voeren een heen en weer bewegende of translerende beweging uit in één vlak, noodzakelijk voor de werking van metaalbewerkingsmachines, voertuigen, hamerslagen bij het heien van palen...

De beweging van een dergelijk werklichaam met behulp van tandwielkasten, kogelschroeven, riemaandrijvingen en soortgelijke mechanische inrichtingen uit een roterende elektrische motor compliceert het ontwerp. Een moderne technische oplossing voor dit probleem is de werking van een lineaire elektromotor.

Daarin zijn de stator en de rotor langwerpig in de vorm van stroken, in plaats van opgerold in ringen, zoals in roterende elektrische motoren.

Het werkingsprincipe bestaat uit het verschaffen van een heen en weer gaande lineaire beweging aan de runner-rotor als gevolg van de transmissie van elektromagnetische energie van een vaste stator met een niet-gesloten magnetisch circuit van een bepaalde lengte. Er wordt een magnetisch veld gemaakt door de stroom afwisselend in te schakelen.

Het werkt op de armatuurwikkeling met een verzamelaar. De krachten die in een dergelijke motor optreden, verplaatsen de rotor alleen in de lineaire richting langs de geleidingselementen.

Lineaire motoren zijn ontworpen om op directe of wisselstroom te werken, ze kunnen in synchrone of asynchrone modus werken.

Je Wilt Over Elektriciteit

  • De wet van Ohm voor het ketengedeelte

    Veiligheid

    De basiswet van de elektrotechniek, waarmee het mogelijk is om elektrische circuits te bestuderen en te berekenen, is de wet van Ohm, die de relatie tussen stroom, spanning en weerstand vaststelt.

  • Hoe maak je elektrische bedrading in het appartement?

    Automatisering

    Installatie van elektrische bedrading in het appartement met zijn eigen handen is niet zo lang en kostbaar als bedrading in huis. Dit komt door het feit dat het niet nodig is om een ​​lijn in de woning te brengen, omdat dit wordt geleverd door de ontwikkelaar.

  • Oorzaken en gevolgen van kortsluiting

    Uitrusting

    Er treedt een kortsluiting op wanneer twee draden van een circuit op verschillende klemmen worden aangesloten (bijvoorbeeld in DC-circuits is dit "+" en "-") van de bron via een zeer kleine weerstand, vergelijkbaar met de weerstand van de draden zelf.

Driefasige antiresonante olie-spanningstransformator van het type UHL2 "NAMI 10 95" is bedoeld voor installatie in elektrische netwerken van driefasige wisselstroom van 50 Hz frequentie met geïsoleerde nulleider om het meetinformatiesignaal naar meetapparatuur, automatisering, beveiliging, alarm en besturingsapparatuur te verzenden.