Silnik elektryczny: Co to jest?

Co to jest silnik elektryczny?

Silnik elektryczny (lub silnik elektryczny) to maszyna elektryczna, która przekształca energię elektryczną w energię mechaniczną. Większość silników elektrycznych działa poprzez interakcję między polem magnetycznym silnika a prądem elektrycznym w cewce. Ta interakcja generuje siłę (zgodnie z prawem Faradaya) w postaci momentu obrotowego, który jest zastosowany do wału silnika.

Silniki elektryczne mogą być zasilane z źródeł prądu stałego (DC), takich jak baterie lub prostownice. Lub z źródeł prądu przemiennego (AC), takich jak inwertery, generatory elektryczne lub sieć energetyczna.

Silniki są powodem, dla którego mamy wiele technologii, których cieszymy się w XXI wieku.

Bez silnika nadal żylibyśmy w erze Toma Edisona, gdzie jedynym przeznaczeniem prądu elektrycznego byłyby żarówki.

Silniki elektryczne można znaleźć w samochodach, pociągach, narzędziach elektrycznych, wentylatorach, klimatyzacji, sprzętach domowych, napędach dyskowych i wiele więcej. Niektóre zegarki elektryczne używają nawet małych silników.

Istnieje wiele typów silników, które zostały opracowane do różnych celów.

Podstawowym zasobem działania silnika elektrycznego jest prawo indukcji Faradaya.

To oznacza, że siła powstaje, gdy prąd przemienny oddziałuje z zmieniającym się polem magnetycznym.

Od wynalezienia silników nastąpiło wiele postępów w tej dziedzinie inżynierii, stając się tematem kluczowej wagi dla współczesnych inżynierów.

Poniżej omówimy wszystkie główne silniki elektryczne używane w obecnej epoce.

Typy silników elektrycznych

Różne typy silników obejmują:

• Silniki DC

• Silniki synchroniczne

• Trójfazowe silniki indukcyjne (rodzaj silnika indukcyjnego)

• Jednofazowe silniki indukcyjne (rodzaj silnika indukcyjnego)

• Inne specjalne, hiper-specyficzne silniki

Silniki zostały sklasyfikowane na poniższym diagramie:

Spośród czterech podstawowych klasyfikacji silników wymienionych powyżej, silnik DC, jak sama nazwa wskazuje, jest jedynym, który jest napędzany prądem stałym.

To najbardziej pierwotna wersja silnika elektrycznego, gdzie moment obrotowy powstaje z powodu przepływu prądu przez przewodnik w polu magnetycznym.

Reszta to wszystkie silniki AC i są napędzane prądem przemiennym, np. silnik synchroniczny, który zawsze pracuje z prędkością synchroniczną.

W tym przypadku rotor jest elektromagnesem, który jest magnetycznie zablokowany z obracającym się polem magnetycznym stojanu i obraca się z nim. Prędkość tych maszyn jest zmieniana przez zmianę częstotliwości (f) i liczby biegunów (P), ponieważ Ns = 120 f/P.

W innym typie silnika AC, gdzie obracające się pole magnetyczne przecina przewodniki rotora, powodując wywołanie prądu w tych krótkozamkniętych przewodnikach rotora.

Dzięki interakcji pola magnetycznego i tych krążących prądów, rotor zaczyna się obracać i kontynuuje swoje obroty.

To jest silnik indukcyjny, znany również jako silnik asynchroniczny, który pracuje z prędkością mniejszą niż prędkość synchroniczna, a moment obrotowy i prędkość są sterowane przez zmianę ślizgu, który daje różnicę między prędkością synchroniczną Ns i prędkością rotora Nr,

Pracuje na zasadzie indukcji EMF dzięki zmiennej gęstości strumienia. Stąd pochodzi nazwa maszyny indukcyjnej.

Jednofazowe silniki indukcyjne, podobnie jak trójfazowy silnik, działają zgodnie z zasadą indukcji EMF dzięki strumieniowi.

Ale w przeciwieństwie do silników trójfazowych, jednofazowe silniki działają na jednofazowym zasilaniu.

Metody uruchamiania silników jednofazowych są oparte na dwóch dobrze ugruntowanych teoriach, a mianowicie teorii podwójnego pola wirującego i teorii przekreślonego pola.

Oprócz czterech podstawowych typów silników wymienionych powyżej, istnieje wiele typów specjalnych silników elektrycznych.

Do tych należy liniowy silnik indukcyjny (LIM), silnik histerezyjny, silnik krokowy, oraz silnik serwomechanizmu.

Każdy z tych silników ma specjalne cechy, które zostały opracowane zgodnie z potrzebami przemysłu lub do użytku