Τι είναι ένας απωθητικός κινητήρας: Κατασκευή και λειτουργία του

ΠΡΟΣ ΤΗΝ ο κινητήρας είναι μια ηλεκτρική συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική είσοδο σε μηχανική έξοδο, όπου η ηλεκτρική είσοδος μπορεί να είναι σε μορφή ρεύματος ή τάσης και η μηχανική έξοδος μπορεί να έχει ροπή ή δύναμη. Μηχανή αποτελούνται από δύο κύρια μέρη, δηλαδή τον στάτορα και τον ρότορα, όπου ο στάτης είναι ένα στάσιμο μέρος του κινητήρα και ο ρότορας είναι ένα περιστρεφόμενο μέρος του κινητήρα. Ένας κινητήρας που λειτουργεί βάσει της αρχής της απωθήσεως είναι γνωστός ως κινητήρας απωθήσεως, όπου η απώθηση λαμβάνει χώρα μεταξύ δύο μαγνητικών πεδίων είτε ενός στάτορα είτε ενός ρότορα. Ο κινητήρας απώθησης είναι α μονή φάση μηχανή.

Τι είναι το Repulsion Motor;

Ορισμός: Ένας απωθητικός κινητήρας είναι ένας μονοφασικός ηλεκτρικός κινητήρας που λειτουργεί παρέχοντας είσοδο AC (εναλλασσόμενο ρεύμα). Η κύρια εφαρμογή του απωθητικού κινητήρα είναι τα ηλεκτρικά τρένα. Ξεκινά ως κινητήρας απωθήσεως και λειτουργεί ως επαγωγικός κινητήρας, όπου η ροπή εκκίνησης πρέπει να είναι υψηλή για κινητήρα απωθήσεως και πολύ καλά χαρακτηριστικά λειτουργίας για κινητήρα επαγωγής.

Κατασκευή απωθητικού κινητήρα

Είναι ένας μονοφασικός κινητήρας AC, ο οποίος αποτελείται από έναν πυρήνα πόλου που είναι ο βόρειος πόλος και ο νότιος πόλος ενός μαγνήτη. Η κατασκευή αυτού του κινητήρα είναι παρόμοια με τον κινητήρα επαγωγής split-phase και Κινητήρας σειράς DC. Ο ρότορας και ο στάτορας είναι τα δύο κύρια συστατικά των κινητήρων που συνδέονται επαγωγικά. Η περιέλιξη πεδίου (ή τύλιγμα κατανεμημένου τύπου ή ο στάτορας) είναι παρόμοια με την κύρια περιέλιξη του κινητήρα επαγωγής διαχωρισμού φάσης. Ως εκ τούτου, η ροή κατανέμεται ομοιόμορφα και το κενό μεταξύ στάτη και ρότορα μειώνεται και η απροθυμία μειώνεται επίσης, γεγονός που με τη σειρά του βελτιώνει τον συντελεστή ισχύος.

Ο ρότορας ή ο οπλισμός είναι παρόμοιος με τον κινητήρα της σειράς DC, ο οποίος διαθέτει τύμπανο τύλιξης που συνδέεται με τον μεταγωγέα, όπου ο μετατροπέας συνδέεται με τη σειρά του με καρβουνάκια που βραχυκυκλώνονται. Ένας μηχανισμός συγκράτησης βουρτσών παρέχει μεταβλητό στροφαλοφόρο άξονα για αλλαγή της κατεύθυνσης ή ευθυγράμμισης των βουρτσών κατά μήκος του άξονα. Εξ ου και η ροπή που παράγεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας βοηθά στον έλεγχο της ταχύτητας. Η ενέργεια στον κινητήρα απωθήσεως μεταφέρεται μέσω του μετασχηματιστής δράση ή από την επαγωγική ενέργεια (όπου το emf μεταφέρεται μεταξύ στάτη στον ρότορα).

κατασκευή-απωστικός-κινητήρας-αντίγραφο

Αρχή λειτουργίας

Ο κινητήρας απωθήσεως λειτουργεί βάσει της αρχής της απωθήσεως όπου δύο πόλοι ενός μαγνητικού απωθούν. Η αρχή λειτουργίας του απωθητικού κινητήρα μπορεί να εξηγηθεί από 3 περιπτώσεις α, ανάλογα με τη θέση του μαγνήτη ως εξής.

Περίπτωση (i) : Όταν α = 90⁰

Ας υποθέσουμε ότι οι βούρτσες «C και D» είναι ευθυγραμμισμένες κατακόρυφα στους 90 μοίρες και ο ρότορας ευθυγραμμίζεται οριζόντια κατά μήκος του άξονα d (άξονας πεδίου) που είναι η κατεύθυνση της ροής ρεύματος. Από την αρχή του Ο νόμος του Lenz, γνωρίζουμε ότι το emf που προκαλείται εξαρτάται κυρίως από τη ροή του στάτη και την τρέχουσα κατεύθυνση (η οποία βασίζεται στην ευθυγράμμιση των πινέλων). Επομένως, το καθαρό emf της βούρτσας από «C έως D» είναι «0» όπως φαίνεται στο διάγραμμα, το οποίο αντιπροσωπεύεται ως «x» και «.» Δεν υπάρχει ροή ρεύματος στον ρότορα, έτσι Ir = 0. Όταν δεν υπάρχει το ρεύμα περνά στον ρότορα και μετά λειτουργεί ως μετασχηματιστής ανοιχτού κυκλώματος. Επομένως, το ρεύμα στάτη είναι = λιγότερο. Η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου είναι κατά μήκος της κατεύθυνσης του άξονα της βούρτσας, όπου ο άξονας του στάτη και του πεδίου του ρότορα είναι 180 μοίρες με μετατόπιση φάσης, η ροπή που δημιουργείται είναι «0» και η αμοιβαία επαγωγή που προκαλείται στον κινητήρα είναι «0».

Θέση 90 μοιρών

Σπίτια (ii) : Όταν α = 0⁰

Τώρα οι βούρτσες «C και D» είναι προσανατολισμένες κατά μήκος του άξονα d και βραχυκυκλώνονται. Επομένως, το καθαρό emf που προκαλείται στον κινητήρα είναι πολύ υψηλό, γεγονός που δημιουργεί τη ροή μεταξύ των περιελίξεων. Το καθαρό emf μπορεί να αναπαρασταθεί ως «x» και «.» Όπως φαίνεται στο σχήμα. Είναι παρόμοιο με βραχυκυκλωμένο μετασχηματιστή. Όπου το ρεύμα στάτορα και η αμοιβαία επαγωγή είναι μέγιστα που σημαίνει Ir = Is = μέγιστο. Από το σχήμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι τα πεδία στάτορα και ρότορα είναι 180 μοίρες αντίθετα σε φάση, πράγμα που σημαίνει ότι η ροπή που δημιουργείται θα είναι αντίθετη μεταξύ τους, οπότε ο ρότορας δεν μπορεί να περιστραφεί.

α = 0 angle

Υπόθεση (iii): Όταν α = 450

Όταν οι βούρτσες «C και D» έχουν κλίση σε κάποια γωνία (45 μοίρες) και οι βούρτσες είναι βραχυκυκλωμένες. Ας υποθέσουμε ότι ο ρότορας (άξονας πινέλου) είναι σταθερός και ο στάτορας περιστρέφεται. Η περιέλιξη του στάτη αντιπροσωπεύεται ως αριθμός πραγματικών στροφών «Ns» και η τρέχουσα διέλευση είναι «Is», το πεδίο που παράγεται από τον στάτορα είναι στην κατεύθυνση «Is Ns» που είναι ο στάτης MMF όπως φαίνεται στην εικόνα. Το MMF (μαγνητοκινητική δύναμη) διαχωρίζεται σε δύο εξαρτήματα (MMF1 και MMF2), όπου το MMF1 είναι μαζί με την κατεύθυνση της βούρτσας (Is Nf) και το MMF2 είναι κάθετα προς την κατεύθυνση της βούρτσας (Is Nt) που είναι η κατεύθυνση του μετασχηματιστή και «α «είναι η γωνία μεταξύ« Is Nt »και« Is Nf ». Ως εκ τούτου, η ροή που παράγεται από αυτό το πεδίο σε δύο συστατικά είναι «Is Nf» και «Is Nt». Το emf που προκαλείται στον ρότορα παράγει ροή κατά μήκος του άξονα q.

κεκλιμένη γωνία-θέση

Το πεδίο που παράγεται από τον ρότορα κατά μήκος του άξονα της βούρτσας παρουσιάζεται μαθηματικά ως εξής

Είναι Nt = Είναι Ns cos α ……… .. 1

Nt = Ns Cos α ………… 2

Nf = Ns Sin α …………3

Δεδομένου ότι ο μαγνητικός άξονας «Τ» και ο άξονας της βούρτσας συμπίπτουν με τον ρότορα MMF που βρίσκεται κατά μήκος του άξονα της βούρτσας είναι ίσος με τη ροή που δημιουργείται από τον στάτορα.

παραγωγή ροπής

Η εξίσωση της ροπής δίνεται ως

Ґ α (στάτης d-άξονας MMF) * (ρότορας άξονα q MMF) ……… .4

Ґ α ( Is Ns Sin α) ( Is Ns cos α ) ………..5

Ґ α I 2s N 2s Sin α cos α [we know that Sin2 α = 2 Sin α cos α] ……….6

Ґ α ½( I 2s N 2s Sin2 α) …….7

Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α [ When α = 0 Torque = 0 ………. .8

K = σταθερή τιμή α = π / 4 ροπή = μέγιστη

ΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

Πρακτικά αυτό είναι ένα πρόβλημα που μπορεί να εμφανιστεί σε γραφική μορφή, όπου ο άξονας x αντιπροσωπεύεται ως «α» και ο άξονας y αντιπροσωπεύεται ως «τρέχων».

ΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

• Από το γράφημα, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι το ρεύμα είναι άμεσα ανάλογο με το α
• Η τρέχουσα τιμή είναι 0 όταν α = 90⁰ που είναι παρόμοιο με τον μετασχηματιστή ανοιχτού κυκλώματος
• Το ρεύμα είναι μέγιστο όταν α = 0⁰ που είναι παρόμοιο με τον μετασχηματιστή βραχυκυκλώματος όπως φαίνεται στο γράφημα.
• Πού είναι το ρεύμα στάτορα.
• Η εξίσωση ροπής μπορεί να δοθεί ως Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α.
• Πρακτικά παρατηρείται ότι η ροπή είναι μέγιστη εάν το α κυμαίνεται μεταξύ 150 - 300.

Ταξινόμηση του απωθητικού κινητήρα

Υπάρχουν τρεις τύποι απωθητικών κινητήρων,

Αντισταθμισμένος τύπος

Αποτελείται από μια πρόσθετη περιέλιξη, δηλαδή την αντιστάθμιση, και ένα επιπλέον ζεύγος βουρτσών τοποθετείται μεταξύ των (βραχυκυκλωμένων) πινέλων. Τόσο η αντισταθμιστική περιέλιξη όσο και ένα ζευγάρι βούρτσες συνδέονται σε σειρά για τη βελτίωση των παραγόντων ισχύος και ταχύτητας. Χρησιμοποιείται κινητήρας αντισταθμισμένου τύπου όπου απαιτείται για υψηλή ισχύ στην ίδια ταχύτητα.

αντισταθμιστικός τύπος-απωθητικός κινητήρας

Τύπος επαγωγής έναρξης απώθησης

Ξεκινά με την απώθηση των πηνίων και τρέχει με την αρχή της επαγωγής, όπου η ταχύτητα διατηρείται σταθερή. Διαθέτει έναν μόνο στάτορα και έναν ρότορα παρόμοιο με τον οπλισμό DC και έναν μεταλλάκτη όπου ένας μηχανισμός φυγοκέντρησης βραχυκυκλώνει τις ράβδους μετατροπής και έχει υψηλότερη ροπή (6 φορές) από το ρεύμα στο φορτίο. Η λειτουργία της απωθήσεως μπορεί να γίνει κατανοητή από το γράφημα, δηλαδή, όταν αυξάνεται η συχνότητα της σύγχρονης ταχύτητας, το ποσοστό πλήρους φορτίου ροπής αρχίζει να μειώνεται, όπου σε ένα σημείο οι πόλοι του μαγνήτη βιώνουν μια απωστική δύναμη και μεταβαίνουν σε τρόπο επαγωγής. Εδώ μπορούμε να παρατηρήσουμε το φορτίο που είναι αντιστρόφως ανάλογο με την ταχύτητα.

απωθητικό-έναρξη-επαγωγή-κινητήρας-γράφημα

Λειτουργεί με βάση την αρχή της απωθήσεως και της επαγωγής, η οποία αποτελείται από περιέλιξη στάτη, περιέλιξη 2 ρότορα (όπου το ένα είναι κλουβί σκιούρου και άλλο τύλιγμα DC). Αυτές οι περιελίξεις είναι βραχυκυκλωμένες σε μετατροπέα και δύο βούρτσες. Λειτουργεί σε μια κατάσταση όπου το φορτίο μπορεί να είναι ρυθμιζόμενο και του οποίου η ροπή εκκίνησης είναι 2,5-3.

τύπος απώθησης

Πλεονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα είναι

• Η υψηλή τιμή της ροπής εκκίνησης
• Η ταχύτητα δεν είναι περιορισμένη
• Ρυθμίζοντας την τιμή του «α» μπορούμε να ρυθμίσουμε τη ροπή, όπου μπορούμε να αυξήσουμε την ταχύτητα με βάση τη ρύθμιση της ροπής.
• Ρυθμίζοντας τις βούρτσες θέσης, μπορούμε να ελέγξουμε εύκολα τη ροπή και την ταχύτητα.

Μειονεκτήματα

Τα μειονεκτήματα είναι

• Η ταχύτητα ποικίλλει ανάλογα με το φορτίο
• Ο συντελεστής ισχύος είναι μικρότερος εκτός από τις υψηλές ταχύτητες
• Το κόστος είναι υψηλό
• Υψηλό κόστος συντήρησης.

Εφαρμογές

Οι εφαρμογές είναι

• Χρησιμοποιούνται όταν υπάρχει ανάγκη για εκκίνηση ροπής με εξοπλισμό υψηλής ταχύτητας
• Coil Winders: Πού μπορούμε να προσαρμόσουμε την ταχύτητα με ευελιξία και εύκολα και η κατεύθυνση μπορεί επίσης να αλλάξει αναστρέφοντας την κατεύθυνση του άξονα της βούρτσας.
• Παιχνίδια
• Ανελκυστήρες κ.λπ.

Συχνές ερωτήσεις

1). Ποια είναι η γωνία που ο κινητήρας απωθητικής βίας αποκρούει;

Σε γωνία 45 μοιρών, βιώνει απωθήσεις.

2). Ο κινητήρας απώθησης βασίζεται σε ποια αρχή;

Βασίζεται στην αρχή της απώθησης

3). Ποια είναι τα δύο κύρια συστατικά του κινητήρα Repulsion;

Ο στάτορας και ο ρότορας είναι τα δύο κύρια συστατικά του κινητήρα.

4). Πώς μπορεί να ελεγχθεί η ροπή στον κινητήρα απώθησης;

Η ροπή μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας τις πρωτεύουσες βούρτσες του κινητήρα

5). Ταξινόμηση του κινητήρα απώθησης

Κατατάσσονται σε 3 τύπους

• Τύπος απώθησης
• Κινητήρας κίνησης επαγωγής έναρξης απώθησης
• Αντισταθμισμένος τύπος

Έτσι, αυτό είναι ένα επισκόπηση του κινητήρα απώθησης που λειτουργεί με βάση την αρχή της απωθήσεως. Έχει δύο σημαντικά συστατικά, δηλαδή στάτορα και ρότορα. Η αρχή λειτουργίας του κινητήρα μπορεί να γίνει κατανοητή σε τρεις περιπτώσεις γωνιών (0, 90,45 μοίρες) που βασίζονται στη θέση των βουρτσών και στα πεδία που δημιουργούνται. Ο κινητήρας έχει απωθητικό αποτέλεσμα μόνο στους 45 μοίρες. Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούνται όταν απαιτείται ροπή εκκίνησης. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι η ροπή μπορεί να ελεγχθεί ρυθμίζοντας τις βούρτσες.