Princippet om energiomdannelse i elektriske motorer

Energikonverteringsprincippet for en elektrisk motor refererer til dens kernemekanisme til at konvertere elektrisk energi til mekanisk energi, som er baseret på lovene for elektromagnetisk induktion og elektromagnetisk kraft (Amperes lov)

Specifikt opnår motoren energiomdannelse gennem elektromagnetisk interaktion mellem statoren og rotoren: statorviklingen genererer et magnetisk felt efter at være blevet aktiveret, som interagerer med strømmen i rotorlederen for at producere elektromagnetisk kraft (Lorentz-kraft), og derved danner det drejningsmoment, der driver rotoren til at rotere, og i sidste ende omdanner den input elektriske energi til mekanisk energi.

 

Det grundlæggende princip for energiomdannelse i elektriske motorer

Elektromagnetisk induktion og elektromagnetisk kraft: Når strøm passerer gennem en motors leder (såsom statorviklingen), genereres et magnetfelt omkring den; Magnetfeltet vekselvirker med strømmen i rotoren, og ifølge Amperes kraftlov udsættes lederen for en kraft, der får rotoren til at rotere

Energikonverteringsvej: Efter at den elektriske energi er indført i motoren, omdannes den til rotorens rotationsbevægelse (mekanisk energi) gennem elektromagnetisk induktion og elektromagnetisk kraft, som driver den eksterne belastning til at arbejde

Nøglestruktur: Motoren består hovedsageligt af en stator (fast del, der genererer magnetfelt) og en rotor (roterende del, der fører strøm). Nogle motorer inkluderer også en kommutator (DC-motor) eller en frekvensomformer (AC-motor) for at opretholde ensrettet drejningsmoment.

 

Klassificering og arbejdsegenskaber for motorer

Elektriske motorer kan opdeles i DC-motorer og AC-motorer i henhold til deres strømkilder. Blandt dem er AC-motorer mere udbredt i kraftsystemer, herunder synkronmotorer og asynkronmotorer (asynkronmotorer har rotorhastigheder, der ikke er synkroniseret med statormagnetiske felthastigheder)

6. En vekselstrømsmotors roterende magnetfelt genereres af trefasebalancerede strømme, der passerer gennem statorviklinger med en rumlig forskel på 120 grader,

Blandt dem er (omega=2 \\ pi f) vinkelfrekvensen, (f) er effektfrekvensen, (p) er logaritmen af ​​poler og den synkrone hastighed (n0=60f/p)

7.Rotorhastigheden for en asynkronmotor (n=(1- s) n0) halter altid bagud den synkrone hastighed, hvilket giver den en naturlig blød start-evne på grund af dens "asynkrone" karakteristik

 

Historisk baggrund og anvendelse

Arbejdsprincippet for elektriske motorer stammer fra den nuværende magnetiske effekt opdaget af Auster i 1820, og derefter opfandt Faraday den første elektriske motorenhed i 1821

6. Moderne motorer er blevet meget brugt i industrier, transport og husholdningsapparater, og deres energikonverteringseffektivitet afhænger af type, design og brugsbetingelser. For eksempel er AC-motorer normalt mere effektive end DC-motorer

1. Med udviklingen af ​​materialevidenskab og kontrolteknologi udvikler motorer sig mod højere effekttæthed og intelligens

Den elektriske motor bruger princippet om kraften, der virker på en elektrificeret leder i et magnetfelt (som er forskellig fra den magnetiske effekt af elektrisk strøm, og den nuværende People's Education Press niende klasses fysik adskiller de to klart). Opdagelsen af ​​dette princip blev gjort af den danske fysiker Oster, født den 14. august 1777 i en farmaceutfamilie i Rudjobin, Langlong Island. I 1794 blev han optaget på Københavns Universitet og fik sin doktorgrad i 1799. Fra 1801 til 1803 besøgte han lande som Tyskland og Frankrig og mødte mange fysikere og kemikere. Fra 1806 virkede han som professor i fysik ved Københavns Universitet, og fra 1815 blev han eksekutivsekretær i Det Kgl. I 1820 blev han tildelt Copley-medaljen fra Royal Society of England for sin enestående opdagelse af den elektriske magnetiske effekt.

Siden 1829 har han fungeret som dekan for Københavns Tekniske Institut. Han døde den 9. marts 1851 i København. Han har udført omfattende forskning i fysik, kemi og filosofi. På grund af indflydelsen fra Kants filosofi og Schellings naturfilosofi er jeg overbevist om, at naturkræfter kan omdannes til hinanden, og har længe undersøgt sammenhængen mellem elektricitet og magnetisme. I april 1820 blev virkningen af ​​elektrisk strøm på magnetiske nåle, nemlig den magnetiske virkning af elektrisk strøm, endelig opdaget. Den 21. juli samme år offentliggjorde han sine resultater under titlen "Experiment on the Electrical Conflict Effect on Magnetic Needles". Denne korte artikel forårsagede et stort chok i det europæiske fysiksamfund, hvilket førte til fremkomsten af ​​et stort antal eksperimentelle resultater og dermed åbnede et nyt felt inden for fysik - elektromagnetisme.

Strukturel klassificering

1, strukturen af ​​en trefaset asynkronmotor består af en stator, rotor og andet tilbehør.

(1) Stator (stationær del)

1. Statorjernkerne

Funktion: Som en del af motorens magnetiske kredsløb, og hvorpå statorviklingen er placeret.

Konstruktion: Statorkernen er generelt lavet ved at stanse og laminere siliciumstålplader med isoleringslag på overfladen på 0,35 ~ 0,5 millimeter tyk. Der er jævnt fordelte slidser udstanset i den indvendige cirkel af kernen til indlejring af statorviklingen.

Der er flere typer statorkerneslottyper:

Halvlukket spalte: Motorens effektivitet og effektfaktor er høj, men viklingsindstøbning og isolering er vanskelig. Anvendes generelt i små-lavspændingsmotorer.

Halvt åben spalte: i stand til at indlejre støbte viklinger, som almindeligvis bruges til store og mellemstore-lavspændingsmotorer-. Den så-formede vikling refererer til den vikling, der kan isoleres, før den placeres i spalten.

Åben spalte: bruges til at indlejre støbte viklinger med praktisk isoleringsmetode, hovedsageligt brugt i-højspændingsmotorer.

 

2. Statorvikling

Funktion: Det er kredsløbsdelen af ​​den elektriske motor, som forsynes med tre-vekselstrøm for at generere et roterende magnetfelt.

Konstruktion: Sammensat af tre identiske viklinger arrangeret symmetrisk i en elektrisk vinkel på 120 grader i rummet, hver spole af disse viklinger er indlejret i et bestemt mønster i hver spalte af statoren.

Der er tre hovedisoleringselementer til statorviklinger: (som sikrer pålidelig isolering mellem de ledende dele af viklingen og jernkernen, samt pålidelig isolering mellem selve viklingerne).

⑴ Jordisolering: Isoleringen mellem hele statorviklingen og statorkernen.

⑵ Mellemfaseisolering: Isoleringen mellem statorviklingerne i hver fase.

⑶ Mellemdrejningsisolering: Isolering mellem vindingerne af hver statorvikling af hver fase.

Ledninger inde i motorens samledåse:

Der er en klemrække inde i motorens samledåse, og de seks ledningsender af tre-faseviklingen er arrangeret i to rækker, med den øverste række af tre klemstolper arrangeret fra venstre mod højre nummereret 1 (U1), 2 (V1) og 3 (W1), og den nederste række af tre klemposter arrangeret fra venstre mod højre, (W2) og 5 (4). Forbind den tre{14}}fasede vikling i en stjerne- eller trekantforbindelse. Al fremstilling og vedligeholdelse skal arrangeres i henhold til dette serienummer.

 

3.Maskinbase

Funktion: Fastgør statorkernen og forreste og bagerste endehætter for at understøtte rotoren og give beskyttelse, varmeafledning og andre funktioner.

Konstruktion: Basen er normalt lavet af støbejern. Bunden af ​​store asynkronmotorer er generelt svejset med stålplader, mens bunden af ​​mikromotorer er lavet af støbt aluminium. Den lukkede motor har varmeafledningsribber på ydersiden af ​​basen for at øge varmeafledningsområdet, mens den beskyttende motor har ventilationshuller i begge ender af bunddækslet for at tillade direkte konvektion af luft inde i og uden for motoren, hvilket letter varmeafledning.