Что такое электрический двигатель курсовая работа

Курсовая работа: Характеристика электродвигателя

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Кафедра Автоматизации производственных процессов

«Основы теории электропривода»

1. Выбор электродвигателя по мощности

1.1 Статическая нагрузочная диаграмма электропривода

1.2 Предварительный выбор электродвигателя по мощности и скорости

1.3 Динамическая нагрузочная диаграмма электропривода

1.4 Проверочный расчет электродвигателя по нагреву

1.5 Проверочный расчет электродвигателя по условиям пуска

1.6 Проверочный расчет электродвигателя по условиям допустимой перегрузки

2. Механические характеристики электропривода в рабочих режимах

2.1 Расчет и построение естественной и рабочей механических характеристик электропривода в двигательном режиме работы, определение величины сопротивления рабочей секции, статизма электропривода

2.2 Определение максимально возможного диапазона регулирования скорости привода при реостатном способе регулирования и регулирования скорости изменением напряжения

2.3 Определение необходимого статизма при увеличении диапазона регулирования в 10 раз с указанием способа снижения статизма

2.4 Расчет и построение статической пусковой диаграммы электропривода

2.4.1 Определение количества пусковых ступеней и секций, величин их сопротивлений

2.4.2 Определение плавности регулирования скорости при использовании пусковых сопротивлений в качестве регулировочных

2.4.3 Разработка силовой электрической схемы электропривода с учетом технологических условий работы механизма

2.5 Расчет и построение механических характеристик электропривода в тормозных режимах

2.5.1 Расчет и построение механической характеристики при силовом спуске пустой крюковой подвески в режиме рекуперативного торможения, определение величины сопротивления секции противовключения

2.5.2 Расчет и построение механической характеристики при спуске номинального груза с номинальной рабочей скоростью, определение величины тормозного сопротивления

2.5.3 Расчет и построение механической характеристики при спуске номинального груза с остановочной скоростью, определение величины тормозного сопротивления

3. Электромеханические переходные процессы в электроприводе

3.1 Расчет и построение графиков переходных процессов и M(t) при разгоне привода от нулевой начальной скорости до рабочей

3.2 Расчет и построение графиков переходных процессов и M(t) при переводе привода из положения «Подъем» с рабочей скоростью в положение «Спуск» при опускании пустой крюковой подвески в режиме рекуперативного торможения со скоростью щ>щ0

3.3 Расчет и построение графиков переходных процессов и M(t) при торможении электропривода в конце подъема груза, определение места

установки конечного выключателя, ограничивающего высоту подъема крюковой подвески

4. Разработка принципиальной электрической схемы электропривода

Объект проектирования: электропривод с двигателем постоянного тока.

Цель работы: выбрать электродвигатель по мощности, рассчитать и построить механические характеристики электропривода в рабочих режимах и электромеханические переходные процессы в электроприводе, разработать принципиальную электрическую схему электропривода.

ЭЛЕКТРОПРИВОД, РАСЧЕТ, МОЩНОСТЬ, СКОРОСТЬ, ХАРАКТЕРИСТИКА, СТРУКТУРА, СХЕМА, ПРОЦЕСС.

Электроприводом называется электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенных для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.

Нельзя представить себе ни одного современного производственного механизма, в любой области техники, который не приводился бы в действие электроприводом. В электроприводе основным элементом, непосредственно преобразующим электрическую энергию в механическую, является электродвигатель, который чаще всего управляется при помощи соответствующих преобразовательных и управляющих устройств с целью формирования статических и динамических характеристик электропривода, отвечающих требованиям производственного механизма.

Целью данной курсовой работы является расчет электродвигателя, входящего в состав электропривода механизма подъема мостового крана, а также создание системы управления электроприводом, которая бы обеспечила заданные режимы его работы.

1.1 Статическая нагрузочная диаграмма электропривода

Для построения статической нагрузочной диаграммы необходимо найти статические моменты на двигателе, мощности и время на переходах.

Определим время подъема и опускания груза (крюковой подвески):

Все необходимые промежутки времени определяются с помощью пакета Mathcad 8

Определим продолжительность цикла:

Продолжительность включения механизма в статике:

Определим статические моменты на валу электродвигателя при подъеме и опускании грузов (крюковой подвески):

Таким образом, статическая диаграмма будет состоять из следующих участков: подъем груза (tр1), остановка механизма на время (to1), опускание груза (tр2), остановка на время разгрузки (to2), подъем крюковой подвески (tр3), остановка механизма подъема на время перемещения крюковой подвески к месту загрузки (to3), опускание крюковой подвески (tр4), остановка механизма на время загрузки (to4). Диаграмма представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 — Статическая нагрузочная диаграмма

1.2 Предварительный выбор электродвигателя по мощности и скорости

Мощность электродвигателя с ближайшей стандартной продолжительностью включения ПВст выбираем из условия подъема номинального груза по расчетной мощности:

Т.к. tц>10 мин, то выбирается двигатель со стандартной продолжительностью включения ПВ=100% по условию Рн*100%>=Ррасч

Номинальную частоту вращения двигателя определим из формулы:

Исходя из условий nн> nр и Рн*100%>=Ррасч выберем электродвигатель постоянного тока 4ПФ160S. Он обладает следующими параметрами:

-мощность 15 кВт;

-ток якоря 79.6 А;

-номинальная частота вращения 850 об/мин;

-максимальная частота 4000 об/мин;

-напряжение якоря 220 В;

1.3 Динамическая нагрузочная диаграмма электропривода

Определим динамический пусковой момент по формуле:

Где М1 и М2 – максимальный и минимальный пусковые моменты соответственно

Где ш – кратность пусковых моментов

Определим время подъема и опускания груза , для этого:

Момент инерции якоря

Момент инерции муфты с тормозным шкивом

Суммарный , приведенный момент инерции

Угловая скорость вращения вала двигателя

Время пуска привода для каждой операции

Для определения времени электрического торможения механизма подъема найдем суммарный приведенный момент инерции при торможении

Где Kт – коэффициент запаса торможения.

Уточненное значение продолжительности включения

Число циклов в час

1.4 Проверочный расчет электродвигателя по нагреву

Определим эквивалентный момент по данным динамической нагрузочной диаграммы

Коэффициенты, учитывающие ухудшение условий охлаждения двигателя при пусках и торможениях

Эквивалентная мощность, соответствующая моменту эквивалентному

Должно выполняться условие

Т.е. оно выполняется

1.5 Проверочный расчет электродвигателя по условиям пуска

.

1.6 Проверочный расчет электродвигателя по условиям допустимой перегрузки

2 Механические характеристики электропривода в рабочих режимах

2.1 Расчет и построение естественной и рабочей механических характеристик электропривода в двигательном режиме работы, определение величины сопротивления рабочей секции, статизма электропривода

Естественную характеристику электропривода построим по точкам с координатами и .

Необходимые для построения значения скоростей найдем как:

Скорость холостого хода

— Активное сопротивление обмотки якоря

Курсовая работа: Проектирование электродвигателя транспортера

• Авиация и космонавтика
• Административное право
• Английский язык
• Арбитражный процесс
• Архитектура
• Астрология
• Астрономия
• Банковское дело
• Безопасность жизнедеятельности
• Биографии
• Биология
• Биология и химия
• Биржевое дело
• Ботаника и сельское хозяйство
• Бухгалтерский учет и аудит
• Валютные отношения
• Ветеринария
• Военная кафедра
• География
• Геодезия
• Геология
• Геополитика
• Государство и право
• Государство и право
• Гражданское право и процесс
• Делопроизводство
• Естествознание
• Журналистика
• Зарубежная литература
• Зоология
• Издательское дело и полиграфия
• Инвестиции
• Информатика
• Информатика, программирование
• Исторические личности
• История
• История техники
• Кибернетика
• Коммуникации и связи
• Компьютерные науки
• Косметология
• Краткое содержание произведений
• Кредитование
• Криминалистика
• Криминология
• Криптология
• Кулинария
• Культура и искусство
• Культурология
• Логика
• Логистика
• Маркетинг
• Математика
• Медицина
• Медицинские науки
• Международное публичное право
• Международное частное право
• Международные отношения
• Менеджмент
• Металлургия
• Москвоведение
• Музыка
• Муниципальное право
• Налогообложение
• Наука и техника
• Начертательная геометрия
• Новейшая история, политология
• Оккультизм и уфология
• Остальные рефераты
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Промышленность, производство
• Психология
• Психология, педагогика
• Радиоэлектроника
• Реклама
• Религия и мифология
• Риторика
• Сексология
• Социология
• Сочинения по литературе и русскому языку
• Статистика
• Страхование
• Строительные науки
• Строительство
• Схемотехника
• Таможенная система
• Теория организации
• Теплотехника
• Технология
• Товароведение
• Транспорт
• Трудовое право
• Туризм
• Уголовное право и процесс
• Управление
• Управленческие науки
• Уфология
• Физика
• Физкультура и спорт
• Философия
• Финансовые науки
• Финансы
• Фотография
• Химия
• Хозяйственное право
• Цифровые устройства
• Экологическое право
• Экология
• Экономика
• Экономико-математическое моделирование
• Экономическая география
• Экономическая теория
• Эргономика
• Этика
• Юридические науки
• Юриспруденция
• Языковедение
• Языкознание, филология

Транспортер предназначен для транспортирования измельченных грубых кормов (сенажа, силоса, сена) от башенных кормохранилищ в кормовой тамбур коровника для последующей раздачи животным или складирования в емкости-накопители. Он может транспортировать корма одновременно от нескольких башен и подавать их на расстояние до 50 метров и высоту до 6 метров.

Транспортер ТКС-6 включает в себя два транспортера – горизонтальный 10 (рис.1) и наклонно-горизонтальный 4, устроенные практически одинаково.

Горизонтальный транспортер состоит из соединенных между собой желобов различной длины. В комплект входят три желоба длиной 0,6 метров, четыре – 1,2 метра, и двадцать – 2,4 метра. При монтаже желоба соединяются болтами. Каждый желоб имеет угловые рамки 14, к которым приварены верхние 16, нижнее днище 15 и боковые стенки 18. Сверху на желобе закреплена крышка 13 при помощи пружинных защелок. Для удобства пользования на крышке имеются ручки. Верхнее днище вместе с боковыми стенками образует рабочее пространство. По которому перемещается кормовая масса. Нижнее днище не огорожено боковыми стенками. Ширина желоба – 416 мм.

Несущий рабочий орган – цепочно-планчатый транспортер, состоящий из двух втулочно-роликовых цепей 20 с шагом 38 мм. На расстоянии 380 мм один от другого к ушкам звеньев цепи болтами присоединены деревянные скребки 19 длиной 335 мм, шириной 20 и высотой 55 мм. Цепочно-планчатый транспортер установлен на звездочки переднего 9 и заднего 12 валов. Натяжение транспортера осуществляется перемещением заднего вала при помощи натяжных винтов. Транспортер приводится в действие от электродвигателя 7 и ведущую звездочку, установленную на переднем валу.

Для загрузки кормов на горизонтальном транспортере смонтирован загрузочный лоток 11 размером 1,2х0,4 м. Из горизонтального транспортера корм перегружается в горизонтально-наклонный через выгрузной лоток 8 размером 0,6х0,4 м. Загрузочная высота (высота горловины загрузочного лотка от земли) составляет 0,6 м.

Горизонтально-наклонный транспортер, помимо желобов различной длины, имеет колено 5, обеспечивающее подъем транспортера вверх под углом 30°, загрузочный лоток 21, по размерам немного больший, чем выгрузной лоток 22. привод осуществляется от электродвигателя через цепную передачу 2 и приводную звездочку 3. Оба электродвигателя соединены в одну электрическую схему.

Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузок установлены магнитные пускатели с тепловым реле. Управление транспортерами ведется с пульта.

Транспортер ТКС-6 выполняет работу в следующем порядке. Из разгрузчика сенажных башен корм поступает в загрузочный лоток горизонтального транспортера и далее передвигается цепочно-планчатым транспортером в выгружной лоток, из него подается в приемный лоток горизонтально-наклонного транспортера, а затем цепочно-планчатым скребковым транспортером через колено направляется вверх и выгружается через выгружной лоток. Нормальная эксплуатация обеспечивается при загрузке не более 3,5 кг массы на 1 метр транспортера.

Таблица 1. Технологические параметры транспортера.

Готовая курсовая работа

«Эксплуатация электродвигателей.»

Предмет: Детали машин

Отзывы

Поделиться

Работа электрика по обслуживанию электрооборудования сводится к поддержанию работоспособного и безопасного состояния электрических машин, пускозащитных аппаратов, устройств освещения, сигнализации и автоматики, что все и называется электрооборудованием, а также проводов, кабе¬лей, разъемов, зажимов, электромонтажных изделий и т. д.

В состав устройств могут входить различные элементы, например, резисторы, конденсаторы, полупроводниковые при¬боры. Электрик должен быть знаком со всеми этими элемен¬тами, аппаратами и устройствами, но при работе он встречает много вопросов и затруднений, особенно в молодом возрасте, когда мало опыта. Полезно все эти вопросы, и затруднения не спеша проанализировать с книгой, но таких книг пока недоста¬точно.

Целью данной работы является знакомство с электрооборудованием и электродвигателями, составляющими часть элек¬троустановок (их устройством), назначением, а также мерами безопасности, безотказности, увели¬чения срока службы. В этом смысле имеет большое значение знание всех отказов при работе в различных частях электроустановки, по¬исков и методов устранения отказов, что подробно представ¬лено ниже.

Практически во всех областях деятельности современ¬ного общества применяется электрическая энергия.

Энергия — общая количественная мера различных форм движения материи. Для любого вида энергии мож¬но назвать материальный объект, который является ее носителем. Так, механической энергией обладают вода, ветер, заведенная пружина; тепловой — нагретый газ, пар, горячая вода. Носителем электрической энергии является особая форма материи — электромагнитное поле.

Электрическая энергия получается путем преобра¬зования других видов энергии (механической, тепловой, химической, ядерной и др.) и обладает ценными свой¬ствами: относительно несложно, с малыми потерями передается на большие расстояния, легко дробится и пре¬образуется в нужный вид энергии (механическую, тепло¬вую, световую, химическую и др.).

Наибольшая часть электроэнергии для нужд народного хозяйства вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС). Здесь химическая энергия органического топлива (угля, мазута, торфа, газа) при его сжигании в паровых котлах превращается в тепловую энергию нагретого водяного пара. Пар под высоким давлением поступает в паровую турбину, где его энергия преобразуется в механическую. Турбины приводят в действие электриче¬ские генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую.

Следует отметить, что электродвигатели являются основным источником и потребителями электроэнергии. Учитывая быстрое истощение запасов органического топлива и неблагоприятное воздействие ТЭС на окружающую среду, существует необходимость в экономических разработках электропривода.

Электропривод—это совокупность устройств, приводящих в движение производственные машины и установки при помощи электрических двигателей.

Электропривод состоит из одного или нескольких двигателей, передаточного механизма, необходимого для передачи движения от двигателя к рабочей машине (зубчатого редуктора, ременной передачи и т. п.), и устрой¬ства управления, служащего для пуска, остановки и регу¬лирования привода.

В большинстве случаев работа электроприводов автоматизируется, начиная с относительно простых операций дистанционного пуска и остановки и кончая выполнением функций регулирования и управления слож¬ными взаимосвязанными комплексами различных произ¬водственных механизмов.

Автоматическое управление электроприводами, составляющее основу автоматизи¬рованного производства, дает возможность увеличить производительность силовой установки.

В соответствии с Основными направлениями эконо¬мического и социального развития РБ на 2006— 2010 годы и на период до 2016 года выработка элект¬роэнергии в 1990 г. Должна составить 1910—2000 млрд кВт • ч.

Для ускорения научно-технического прогресса боль¬шое значение имеет автоматизация производственных процессов, осуществляемая на базе электротехники и электроники. К 2007 г. предусматривается резко повысить уровень автоматизации производства (в сред¬нем в 2 раза). В промышленности намечено ввести 5,1 тыс. автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Предполагается создание и освоение новых поколений электронных вычислительных машин (ЭВМ) всех классов от супер-ЭВМ до персональных для школьного обучения. Применение микропроцессоров и микроЭВМ позволяет создавать гибкие автоматизи¬рованные системы управления технологическими процес¬сами, электроприводом и электродвигателями, что дает возможность обеспечивать оптимальное выполнение производ¬ственных программ. Прокопчик

Игорь Леонидович г. Осиповичи ОЗАА

2. 2 Эксплуатация электродвигателей. 5

2.1 Назначение электродвигателей 5

3 устройство и принцип действия 6

4 2.1.1 асинхронные двигателя 6

5 2.1.2 синхронные электродвигатели 15

6 2.2 общее устройство 20

7 2.3 применение электродвигателей 21

8 2.4 Основные неисправности и ремонт в процессе

9 2.5 Техническое обслуживание при эксплуатации 30

10 2.6 Оперативная документация на эксплуатацию двигателей. 36

11 2.7 Техника Безопасности в электроустановках 37

12 3 Заключение 39

13 Литература 41

1. “Общая электротехника с основами электроники.” Минск 1990

2. “Основы электропривода.” Минск. 1994 Уманец В.В.

3. “Справочник электромонтера.” Вышэйшая школа. Минск.1998

4. “ПТЭ и ПТБ электроустановок”

5. “ПУЭ” Минск 2006

6. “Электродвигатели и мы.” Журнал (подписка). Москва 2005

Похожие работы:

Практическое обучение является важнейшей составной частью учебно-воспитательного процесса и эффективной формой .

В настоящее время транспорт разносортных нефтепродуктов и нефтей с различными физико-химическими свойствами .

Вопросам конструкции и техники применения оборудования для периодического газлифта посвящена обширная отечественная .

Понятие корпоративного стиля зародилось относительно недавно, ему еще нет и сотни лет. Еще в древности .

Поиск по базе выполненных нами работ:

• Бухгалтерский учет, анализ, аудит
• Государственное и муниципальное управление
• Маркетинг
• Математические методы в экономике, статистика
• Менеджмент
• Мировая экономика
• Налоги и налогообложение
• Педагогика
• Прикладная информатика

• Психология
• Туризм
• Управление персоналом
• Финансы и кредит
• Экономика
• Экономика и управление на предприятии
• Экономическая теория
• Юриспруденция

• Информационные технологии
• Психология
• Юриспруденция
• Связи с общественностью
• Педагогика
• Экономика
• Финансы и кредит
• Налоги налогообложение
• Бухгалтерский учет, анализ и аудит
• Маркетинг

• Таможенное дело
• Менеджмент
• Экономика и управление на предприятии
• Государственное и муниципальное управление
• Управление персоналом
• Менеджмент организации
• Прикладная информатика
• Туризм
• Технология продуктов общественного питания

• Прочие предметы
• Налоги
• Экономика фирмы
• Статистика
• Менеджмент
• Финансы фирмы
• Банковское дело
• Право
• Государственные финансы
• Макроэкономика

• Микроэкономика
• Аудит
• Управление персоналом
• Психология
• ЦБ и инвестиции
• Теория государства и права
• Риторика
• История государства и права
• Педагогика
• Реклама

• Экология
• Экономика труда
• Финансы и кредит
• Налоги налогообложение
• Бухгалтерский учет, анализ и аудит
• Маркетинг
• Экономика и управление на предприятии
• Государственное и муниципальное управление
• Менеджмент организации
• Туризм

• Аудит
• Экология
• Бизнес-планирование
• Бухгалтерская (финансовая) отчетность
• Международный менеджмент
• Стратегический менеджмент
• Теория инвестиций
• Финансы предприятия
• Экономика организации
• Прочие предметы

• О компании
• Контакты
• Об авторах
• Условия и оплата
• Цены и акции
• Готовые работы
• Авторам
• Рассылка
• Методички
• Отзывы
• Студентам
• Помощь с СДО
• Юридическая информация

© 2001-2021 Все права защищены. ООО Академия «Научный поиск»

Принцип работы электродвигателя

Принцип работы электродвигателя основан на использовании эффекта электромагнитной индукции. Само устройство предназначено для создания механической энергии за счёт использования электрических полей. Тип и мощность получаемой энергии зависят от способа взаимодействия магнитных полей и собственно устройства электродвигателя. В зависимости от типа используемого напряжения двигатели классифицируют на постоянного и переменного тока.

Электродвигатель постоянного тока

Принцип действия этих двигателей основан на использования постоянных магнитных полей, создаваемых в корпусе устройства. Для их создания служит либо постоянный магнит, закреплённый на корпусе, либо электромагниты, расположенные по периметру ротора.

Основным отличием двигателей постоянного тока является наличие в их корпусе постоянно действующего магнита, закреплённого на корпусе машины. Мощность электродвигателя зависит от этого магнита, точнее от его поля. Магнитное поле в якоре создаётся при подключении к нему постоянного тока. Но для этого необходимо, чтобы полюса постоянного магнитного поля якоря менялись местами. Для этого используются специальные коллекторно-щёточные устройства. Они устроены в виде кольца-коллектора, зафиксированного на валу движка и подключённого к обмотке якоря. Кольцо разделено на сектора, разделённые диэлектрическими вставками. Соединение сектора коллектора с цепью якоря создаётся через скользящие по нему графитные щетки. Для более плотного контакта щётки прижимаются к кольцу коллектора пружинами. Графит применяется ввиду своей скользящей способности, высокой теплопроводности и мягкости. Его применение практически не вредит проводникам коллектора.

При большой мощности электромоторов постоянного тока использование постоянного магнита неэффективно из-за большого веса такого устройства и низкой мощности создаваемого постоянным магнитом поля. Для создания магнитного поля статора в этом случае используется конструкция из ряда катушечных электромагнитов, подключённых к отрицательной или положительной линии питания. Одноименные полюсы подключаются последовательно, их количество составляет от одного до четырёх, количество щёток соответствует количеству полюсов, но, в общем, конструкция якоря практически идентична вышеописанной.

Для упрощения запуска электрического двигателя используют два варианта возбуждения:

• параллельное, при этом рядом с обмоткой якоря включается независимая регулируемая линия, используется для плавного регулирования оборотов вала;
• последовательное возбуждение, что говорит о способе подключения дополнительной линии, в этом случае существует возможность резкого наращивания количества оборотов или его снижения.

Нужно отметить, что этот тип моторов имеет регулируемую частоту оборотов, что достаточно часто используется в промышленности и транспорте.

Интересно. В станках используются двигатели с параллельным возбуждением, что позволяет использовать регулировку количества оборотов, в то же время для грузоподъёмного оборудования подходит последовательное возбуждение. Даже эта особенность двигателей поставлена на службу человечеству.

Двигатель постоянного тока

Электродвигатель переменного тока

Устройство и принцип действия электродвигателя переменного тока впервые описал и запатентовал физик Никола Тесла, патент Великобритании за номером 6481. Но этот мотор не получил широкого распространения из-за низких пусковых характеристик, не смог найти решение пуска. Нужно отметить, что Тесла являлся основным апологетом развития этого типа двигателей, в отличие от Эдисона, который как раз ратовал за использование сетей постоянного тока.

Именно Тесла открыл явление, которое получило название сдвиг фаз, и предложил использовать его в электродвигателе, кроме того он опытным путём определил его наиболее эффективное значение в 90°. Кроме того, знаменитый физик обосновал использование вращающего магнитного поля в многофазных системах.

Но в 1890 году инженер М.О. Доливо-Добровольский создаёт первый рабочий образец асинхронного электродвигателя с якорем «беличье колесо» и с обмоткой статора по периметру окружности. В конструкции этого изделия нашли применение, как работа Никола Теслы, так и труды других инженеров и изобретателей. Справедливости ради нужно отметить, что элементы по отдельности были изобретены раньше, М. Доливо-Добровольский только совместил их в работоспособное устройство.

Вращающее магнитное поле, энергию которого использует этот тип электромотора, возникает в тройной обмотке статора, при подключении его к источнику тока. Ротор такого двигателя представляет собой металлический цилиндр, не имеющий обмотки. Магнитное поле статора за счёт объединения в короткозамкнутую систему с ротором возбуждает в нем токи. Они вызывают создание собственного магнитного поля якоря, которое, соединившись с вихревым полем статора, вызывает вращение ротора и объединённого с ним вала двигателя вокруг своей оси.

Название асинхронный двигатель получил из-за того, что поля не синхронизированы, магнитное поле статора имеет одинаковую скорость с полем якоря, но по фазе отстаёт от него.

Для запуска асинхронного электромотора требуются довольно значительные значения пусковых токов, это заметно и в реальности – при запуске в сеть станка или другого потребителя с таким мотором свет ламп накаливания зачастую мигает из-за падения напряжения в сети. Для упрощения пуска используют фазный ротор, это устройство якоря обычно используется в высокопроизводительных электродвигателях. Фазный ротор, в отличие от обычного, имеет на корпусе три обмотки, объединённые в «звезду». В отличие от статора, они не подключены к энергоисточнику, а соединены со стартовым устройством. Подключение устройства в сеть характеризуется падением сопротивления до нулевых значений. В результате двигатель запускается ровно и работает без перегрузки. Работа такого мотора довольно сложно регулируется, в отличие от моторов постоянного тока.

Интересно. Использование электромоторов переменного тока продвигал знаменитый Никола Тесла, в то время как энергию постоянного тока – не менее знаменитый Эдисон. В результате этого между двумя известнейшими учёными возник конфликт, продлившийся до самой смерти.

Двигатель переменного тока

Линейные электродвигатели

Для ряда устройств требуется не вращательное движение вала движка, а его возвратно-поступательное движение. Для того чтобы удовлетворить требования промышленников, конструкторами были разработаны и линейные электродвигатели. Понятно, что можно использовать для перехода вращательного движения в поступательное различные редукторы и коробки передач, но это усложняет конструкцию, делает её более дорогой, а также снижает её эффективность.

Статор и ротор такого устройства представляют собой полосы металла, а не кольцо и цилиндр как в традиционных моторах. Принцип действия электродвигателя заключается в возвратно-поступательном движении ротора, которое возможно из-за электромагнитного поля, создаваемого статором с незамкнутой системой магнитопроводов. В самой конструкции при работе генерируется движущееся магнитное поле, которое воздействует на обмотку якоря с коллекторно-щеточным устройством. Возникающее поле смещает ротор только в линейном направлении, без придания ему вращения. Мощность электродвигателя линейного типа ограничена его устройством.

Недостатком этих двигателей являются: сложность их изготовления, достаточно высокая стоимость такого оборудования и низкая эффективность, хотя и выше чем использование вращения через редуктор.

Использование электромоторов переменного тока в однофазной сети

Получить вращающееся магнитное поле статора проще всего в трёхфазной сети, но, несмотря на то, можно использовать асинхронные движки и в однофазной, бытовой сети. Требуется лишь проведение некоторых расчетов и изменение конструкции двигателя.

Формула изменений такова:

1. Размещение на статоре движка двух обмоток: стартовой и рабочей;
2. Включение в цепь конденсатора позволит сдвинуть по фазе ток в стартовой обмотке 90°. Практически можно сделать так: объединить обмотки трехфазного асинхронного двигателя, две обмотки в одну и установить конденсатор на это соединение.

Этот двигатель будет работать в бытовой сети, но, в отличие от двигателей постоянного тока, этот движок не регулируется по количеству оборотов, кроме того слабо переносит критические нагрузки и имеет меньший КПД. Мощность электродвигателя тоже сравнительно низка и во многом зависит от сети. Трехфазная сеть больше подходит для эксплуатации таких моторов.

В настоящее время электродвигатели широко распространены по всему миру. В числе их достоинств:

• высокое КПД, до 80%;
• высокая мощность двигателя при компактных размерах;
• неприхотливость в обслуживании;
• надежность;
• низкие требования к энергопитанию.

Но в тоже время существует ряд проблем, которые ограничивают их более широкое распространение. Так, например, их мобильность ограничивает источники питания – в настоящее время нет достаточно мощных источников питания, которые смогли бы обеспечить длительную функциональность такого устройства. Единственным исключением из правил является атомный реактор. Гребные электродвигатели подводных лодок и кораблей имеют отличную автономность, но в то же время использование энергоносителей таких размеров невозможно в быту. Ситуацию могли бы исправить графеновые аккумуляторы, но их перспективы пока туманны.

Видео