Електричний двигун: що це?

Що таке електродвигун?

Електродвигун (або електричний двигун) — це електрична машина, яка перетворює електричну енергію на механічну. Більшість електродвигунів працюють через взаємодію магнітного поля двигуна з електричним струмом в обмотці дроту. Ця взаємодія генерує силу (згідно з законом Фарадея) у вигляді моменту, який застосовується до валу двигуна.

Електродвигуни можуть живитися за допомогою джерел постійного струму (DC), таких як акумулятори або выпрямники. Або за допомогою джерел перемінного струму (AC), таких як інвертори, електрогенератори або електроенергетична мережа.

Двигуни є причиною того, що ми маємо багато технологій, якими насолоджуємося в 21-му столітті.

Без двигуна ми все ще жили б в епоху сира Томаса Едісона, де єдиним призначенням електроенергії було освітлення лампочок.

Електродвигуни знаходяться в автомобілях, потягах, електроінструментах, вентиляторах, системах кондиціонування, побутових приладах, диск-драйвах та багатьох інших. Навіть деякі електронні годинники використовують маленькі двигуни.

Існують різні типи двигунів, які були розроблені для різних цілей.

Основний принцип роботи електричного двигуна — це закон Фарадея про випадкове наводження.

Тобто, коли змінний струм взаємодіє з змінним магнітним полем, створюється сила.

З моменту винаходу двигунів у цій галузі інженерії відбулося багато підходів, і це стало предметом надзвичайної важливості для сучасних інженерів.

Нижче ми обговоримо всі основні електричні двигуни, які використовуються в сучасну епоху.

Типи електродвигунів

Різні типи двигунів включають:

• Постійноточні двигуни

• Синхронні двигуни

• Трифазні індукційні двигуни (тип індукційного двигуна)

• Однофазні індукційні двигуни (тип індукційного двигуна)

• Інші спеціальні, гіперспецифічні двигуни

Двигуни були класифіковані на діаграмі нижче:

Серед чотирьох основних класифікацій двигунів, згаданих вище, постійноточний двигун, як видно з назви, є єдиним, який працює від постійного струму.

Це найпримітивніша версія електродвигуна, де обертальний момент виробляється завдяки потоку струму через провідник у магнітному полі.

Залишок — це всі альтернативноточні електродвигуни, які працюють від змінного струму, наприклад, синхронний двигун, який завжди працює на синхронній швидкості.

Тут ротор — це електромагніт, який магнітно заблокований з обертовим магнітним полем статора і обертається разом з ним. Швидкість цих машин змінюється за допомогою зміни частоти (f) та кількості полюсів (P), так як Ns = 120 f/P.

У іншому типі альтернативноточного двигуна, коли обертове магнітне поле перетинає роторні провідники, тому в цих короткосполучених роторних провідниках виникає циркулюючий струм.

В результаті взаємодії магнітного поля з цими циркулюючими струмами, ротор починає обертатися і продовжує свою роботу.

Це індукційний двигун, який також відомий як асинхронний двигун, працює на швидкості нижчої за синхронну, а обертовий момент та швидкість керуються зміною просування, що дає різницю між синхронною швидкістю Ns та швидкістю ротора Nr,

Він працює, керуючись принципом індукції ЕДС через зміну густина потоку. Тому його називають індукційним машинним.

Однофазні індукційні двигуни, подібно до трифазних, працюють за принципом індукції ЕДС через потік.

Але, на відміну від трифазних двигунів, однофазні двигуни працюють на однофазному живленні.

Методи запуску однофазних двигунів регулюються двома добре встановленими теоріями, а саме теорією подвійного обертального поля та теорією поперечного поля.

Окрім чотирьох основних типів двигунів, згаданих вище, існує багато спеціальних електричних двигунів.

Це включає лінійні індукційні двигуни (LIM), гістерезисні двигуни, ступінчасті двигуни, та серво-двигуни.

Кожен з цих двигунів має спеціальні характеристики, які були розроблені відповідно до потреб промисловості або для використання в певному пристрої.

Наприклад, гістерезисний двигун використовується в годинниках через свою невелику та компактну природу.

Історія двигунів

У 1821 році британський вчений Майкл Фарадей пояснив перетворення електроенергії на механічну, помістивши провідник, що несе струм, у магнітне поле, що призвело до обертання провідника через момент, створений взаємодією електричного струму і поля.

На основі його принципу найпримітивніший з машин, ДП (постійний струм) машину, спроектував інший британський вчений Вільям Стеджон у 1832 році. Але його модель була надто дорога і не використовувалася для жодної практичної цілі.

Пізніше, у 1886 році, перший електричний двигун був винахідницьким науковцем Фрэнком Джуліаном Спрегом. Цей двигун міг обертатися зі сталою швидкістю при різних навантаженнях, що призвело до появи моторного дії.

Заява: Поважайте оригінал, добри статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.