Η μετατροπή της ενέργειας από ηλεκτρική σε μηχανική εξηγήθηκε από τον Michael Faraday, Βρετανό επιστήμονα το 1821. Η μετατροπή ενέργειας μπορεί να γίνει με τη ρύθμιση ενός τρέχοντος αγωγού μεταφοράς μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο. Έτσι ο αγωγός αρχίζει να περιστρέφεται λόγω της δημιουργούμενης ροπής από το μαγνητικό πεδίο και του ηλεκτρικού ρεύματος. Ένας Βρετανός επιστήμονας William Sturgeon σχεδιάστηκε μια μηχανή DC το έτος 1832 βάσει του νόμου του. Ωστόσο, ήταν ακριβό και δεν είναι κατάλληλο για καμία εφαρμογή. Τελικά, το πρώτο ηλεκτρικός κινητήρας εφευρέθηκε το 1886 από τον Frank Julian Sprague.
Τι είναι ένας ηλεκτρικός κινητήρας;
Ένας ηλεκτρικός κινητήρας μπορεί να οριστεί ως ένας είδος μηχανής χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της ενέργειας από ηλεκτρική και μηχανική. Οι περισσότεροι κινητήρες λειτουργούν μέσω του επικοινωνία μεταξύ του ηλεκτρικού ρεύματος και του μαγνητικού πεδίου της περιέλιξης του κινητήρα για τη δημιουργία δύναμης με τη μορφή περιστροφής του άξονα. Αυτοί οι κινητήρες μπορούν να ενεργοποιηθούν από πηγή DC ή πηγή AC. Μια γεννήτρια είναι μηχανικά η ίδια με έναν ηλεκτροκινητήρα, ωστόσο, λειτουργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση αλλάζοντας τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Το διάγραμμα του ηλεκτροκινητήρα φαίνεται παρακάτω.
Η ταξινόμηση των ηλεκτρικών κινητήρων μπορεί να γίνει βάσει παραμέτρων όπως ο τύπος πηγή ενέργειας , κατασκευή, τύπος εξόδου κίνησης και εφαρμογή. Είναι τύπου AC, DC τύπου, χωρίς ψήκτρες, πινέλο, τύπου φάσης όπως μονοφασικό, δύο ή τρεις φάσεις, κλπ. Οι κινητήρες με τυπικά χαρακτηριστικά & διαστάσεις μπορούν να παρέχουν κατάλληλη μηχανική ισχύ για χρήση σε βιομηχανίες. Αυτοί οι κινητήρες εφαρμόζονται σε αντλίες, βιομηχανικούς ανεμιστήρες, εργαλειομηχανές, ανεμιστήρες, ηλεκτρικά εργαλεία, δίσκους.
ηλεκτρικός κινητήρας
Κατασκευή ηλεκτρικού κινητήρα
Η κατασκευή του ηλεκτροκινητήρα μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το ρότορα, τα ρουλεμάν, το στάτορα, το διάκενο αέρα, τις περιελίξεις, τον μεταγωγέα κ.λπ.
κατασκευή ηλεκτροκινητήρα
Στροφείο
Ο ρότορας σε έναν ηλεκτροκινητήρα είναι το κινούμενο μέρος και η κύρια λειτουργία αυτού είναι η περιστροφή του άξονα για την παραγωγή της μηχανικής ισχύος. Γενικά, ο ρότορας περιλαμβάνει αγωγούς που είναι τοποθετημένοι για να μεταφέρουν ρεύματα και επικοινωνούν με το μαγνητικό πεδίο στο στάτορα.
Ρουλεμάν
Τα ρουλεμάν στον κινητήρα δίνουν κυρίως τη στήριξη του ρότορα για να ενεργοποιήσει τον άξονά του. Ο άξονας του κινητήρα επεκτείνεται με τη βοήθεια των ρουλεμάν στο φορτίο του κινητήρα. Καθώς οι δυνάμεις φορτίου χρησιμοποιούνται έξω από το ρουλεμάν, τότε το φορτίο είναι γνωστό ως προεξοχή.
Στάτωρ
Ο στάτης στον κινητήρα είναι το ανενεργό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού κυκλώματος. Περιλαμβάνει μόνιμους μαγνήτες ή περιελίξεις. Ο στάτορας μπορεί να κατασκευαστεί με διαφορετικά λεπτά μεταλλικά φύλλα που είναι γνωστά ως πλαστικοποιήσεις. Χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μείωση των απωλειών ενέργειας.
Κενό αέρος
Το κενό αέρα είναι ο χώρος μεταξύ του στάτορα και του ρότορα. Η επίδραση του διακένου αέρα εξαρτάται κυρίως από το κενό. Είναι η κύρια πηγή για τον συντελεστή χαμηλής ισχύος του κινητήρα. Μόλις αυξηθεί το διάκενο αέρα μεταξύ του στάτορα και του ρότορα, τότε αυξάνεται επίσης το μαγνητικό ρεύμα. Εξαιτίας αυτού του λόγου, το κενό αέρα πρέπει να είναι μικρότερο.
Τύλιγμα
Οι περιελίξεις στους κινητήρες είναι σύρματα που τοποθετούνται στο εσωτερικό των πηνίων, που γενικά καλύπτονται γύρω από έναν εύκαμπτο μαγνητικό πυρήνα σιδήρου, έτσι ώστε να δημιουργούν μαγνητικούς πόλους ενώ ενεργοποιούνται με το ρεύμα. Για περιελίξεις κινητήρα , ο χαλκός είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό. Ο χαλκός είναι το πιο κοινό υλικό για περιελίξεις και το αλουμίνιο χρησιμοποιείται επίσης αν και αυτό πρέπει να είναι συμπαγές για να φέρει με ασφάλεια παρόμοιο ηλεκτρικό φορτίο.
Μετατροπέας ηλεκτρικού ρεύματος
ο μετατροπέας ηλεκτρικού ρεύματος είναι ένας μισός δακτύλιος στον κινητήρα που είναι κατασκευασμένος με χαλκό. Η κύρια λειτουργία αυτού είναι να συνδέσετε τις βούρτσες με το πηνίο. Οι δακτύλιοι μετατροπής χρησιμοποιούνται για να διασφαλίσουν ότι η ροή της τρέχουσας κατεύθυνσης εντός του πηνίου αντιστρέφεται κάθε μισό χρόνο, επομένως η μία επιφάνεια του πηνίου συχνά ωθείται προς τα πάνω και η άλλη επιφάνεια του πηνίου ωθείται προς τα κάτω.
Εργασία ηλεκτρικού κινητήρα
Βασικά, οι περισσότεροι ηλεκτρικοί κινητήρες λειτουργούν στον ηλεκτρομαγνητικό αρχή επαγωγής , ωστόσο, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι κινητήρων που χρησιμοποιούν άλλες ηλεκτρομηχανικές μεθόδους, δηλαδή πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο και ηλεκτροστατική δύναμη.
Η βασική αρχή λειτουργίας των ηλεκτρομαγνητικών κινητήρων μπορεί να εξαρτάται από τη μηχανική ενέργεια που λειτουργεί στον αγωγό χρησιμοποιώντας τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος και τοποθετείται μέσα στο μαγνητικό πεδίο. Η κατεύθυνση μηχανικής δύναμης είναι κάθετη προς το μαγνητικό πεδίο και τον αγωγό και το μαγνητικό πεδίο.
Τύποι ηλεκτρικού κινητήρα
Σήμερα, οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενοι ηλεκτρικοί κινητήρες περιλαμβάνουν κυρίως κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος και κινητήρες συνεχούς ρεύματος
Κινητήρας AC
Κινητήρες AC ταξινομούνται σε τρεις τύπους, δηλαδή επαγωγικούς, σύγχρονους και γραμμικούς κινητήρες
- Επαγωγικοί κινητήρες ταξινομούνται σε δύο τύπους, μονοφασικούς και τριφασικούς κινητήρες
- Σύγχρονοι κινητήρες ταξινομούνται σε δύο τύπους, δηλαδή κινητήρες υστέρησης και απροθυμίας
DC κινητήρα
Κινητήρες DC ταξινομούνται σε δύο τύπους, δηλαδή αυτοκινητισμένοι και ξεχωριστά διεγερμένοι κινητήρες
- Οι αυτοκινητισμένοι κινητήρες ταξινομούνται σε τρεις τύπους, δηλαδή κινητήρες σειράς, σύνθετων και εκκεντροφόρων
- Οι σύνθετοι κινητήρες ταξινομούνται σε δύο τύπους, δηλαδή κινητήρες μικρής και μακράς διακλάδωσης
Εφαρμογές Ηλεκτρικού Κινητήρα
Οι εφαρμογές του ηλεκτροκινητήρα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι εφαρμογές του ηλεκτρικός κινητήρας περιλαμβάνουν κυρίως ανεμιστήρες, ανεμιστήρες, εργαλειομηχανές, γοβάκια , στρόβιλοι, ηλεκτρικά εργαλεία, εναλλάκτες, συμπιεστές, τροχαίοι μύλοι, πλοία, μετακινούμενοι, χαρτοποιίες
- Ο ηλεκτρικός κινητήρας είναι μια βασική συσκευή σε διάφορες εφαρμογές όπως ο εξοπλισμός αερισμού και ψύξης θέρμανσης HVAC, οι οικιακές συσκευές και τα οχήματα με κινητήρα.
Πλεονεκτήματα του ηλεκτροκινητήρα
Οι ηλεκτρικοί κινητήρες έχουν αρκετά πλεονεκτήματα όποτε συγκρίνουμε με τους κανονικούς κινητήρες που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Το κύριο κόστος αυτών των κινητήρων είναι χαμηλό σε σύγκριση με τους κινητήρες ορυκτών καυσίμων, αλλά η ιπποδύναμη και των δύο είναι παρόμοια.
- Αυτοί οι κινητήρες περιλαμβάνουν κινούμενα μέρη, οπότε η διάρκεια ζωής αυτών των κινητήρων είναι μεγαλύτερη.
- Η χωρητικότητα αυτών των κινητήρων είναι έως και 30.000 ώρες όπως συντηρήσαμε σωστά. Έτσι, κάθε κινητήρας απαιτεί λίγη συντήρηση
- Αυτοί οι κινητήρες είναι εξαιρετικά αποδοτικοί και αυτόματες άδειες ελέγχου για αυτόματες λειτουργίες εκκίνησης και διακοπής.
- Αυτοί οι κινητήρες δεν χρησιμοποιούν καύσιμα επειδή δεν απαιτούν τη συντήρηση λαδιού κινητήρα, διαφορετικά, η μπαταρία.
Μειονεκτήματα του ηλεκτρικού κινητήρα
Τα μειονεκτήματα αυτών των κινητήρων περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Οι μεγάλοι ηλεκτρικοί κινητήρες δεν μπορούν να κινηθούν εύκολα και πρέπει να ληφθεί υπόψη η ακριβής τάση και η παροχή ρεύματος
- Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι ακριβές επεκτάσεις γραμμής είναι υποχρεωτικές για απομονωμένες περιοχές όπου η ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι προσβάσιμη.
- Συνήθως, η απόδοση αυτών των κινητήρων είναι πιο αποτελεσματική.
Έτσι, αυτό είναι όλο για το ηλεκτρικός κινητήρας , και η κύρια λειτουργία αυτού είναι η μετατροπή της ενέργειας από ηλεκτρική σε μηχανική. Αυτοί οι κινητήρες είναι πολύ αθόρυβοι και βολικοί, οι οποίοι χρησιμοποιούν εναλλασσόμενο ρεύμα, διαφορετικά συνεχές ρεύμα. Αυτοί οι κινητήρες είναι διαθέσιμοι παντού όπου η μηχανική κίνηση μπορεί να συμβεί χρησιμοποιώντας εναλλασσόμενο ρεύμα ή συνεχές ρεύμα. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, πώς να φτιάξετε έναν ηλεκτρικό κινητήρα;
