1. Zweck der Arbeit: Untersuchung der Merkmale des Anlassens, der mechanischen Eigenschaften und der Methoden zur Steuerung der Motordrehzahl Gleichstrom mit gemischter Aufregung.

Adania.

2.1. für selbstständiges Arbeiten:

Untersuchung der Konstruktionsmerkmale, Schaltungen zum Einschalten von Gleichstrommotoren;

Untersuchung der Methode zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften eines Gleichstrommotors;

Machen Sie sich mit den Funktionen zum Starten und Steuern der Drehzahl eines Gleichstrommotors vertraut;

zeichnen Schaltpläne um den Widerstand des Ankerkreises und der Erregerwicklungen zu messen (Abb. 6.4) und den Motor zu testen (Abb. 6.2);

Mit Abb. 6.2 und 6.3 komponieren Schaltplan;

Zeichnen Sie die Formulare der Tabellen 6.1 ... 6.4;

Bereiten Sie mündliche Antworten auf Kontrollfragen vor.

2.2. im Labor arbeiten:

Vertraut mit Laboreinrichtung;

Eintrag in Tabelle 6.1. Passdaten des Motors;

Messen Sie den Widerstand des Ankerkreises und der Feldwicklungen. Notieren Sie die Daten in Tabelle 6.1;

Bauen Sie die Schaltung zusammen und führen Sie eine Untersuchung des Motors durch. Tragen Sie die Daten in die Tabellen 6.2, 6.3, 6.4 ein.

Aufbau einer natürlichen mechanischen Kennlinie n=f(M) und Drehzahlkennlinien n=f(I B) und n=f(U);

Ziehen Sie Schlussfolgerungen aus den Ergebnissen der Studie.

Allgemeine Information.

Gleichstrommotoren haben im Gegensatz zu Wechselstrommotoren (hauptsächlich Asynchronmotoren) ein großes Anlaufdrehmomentverhältnis und eine Überlastfähigkeit und sorgen für eine reibungslose Steuerung der Arbeitsmaschinengeschwindigkeit. Sie werden daher zum Antrieb von Maschinen und Einrichtungen mit schwierigen Startbedingungen (z. B. als Starter in Verbrennungsmotoren) sowie bei Bedarf zur Steuerung der Drehzahl in einem weiten Bereich (Werkzeugmaschinen-Vorschubeinrichtungen, Lauf- Bremsständer, elektrifizierte Fahrzeuge).

Strukturell besteht der Motor aus einer festen Einheit (Induktor) und einer rotierenden Einheit (Anker). Erregerwicklungen befinden sich auf dem Magnetkreis des Induktors. In einem Motor mit gemischter Erregung gibt es zwei davon: parallel mit den Pins Sh 1 und Sh2 und seriell mit den Pins C1 und C2 (Abb. 6.2). Der Widerstand der Parallelwicklung R ovsh beträgt je nach Motorleistung mehrere zehn bis hundert Ohm. Es besteht aus dünnem Draht eine große Anzahl wendet sich. Die Reihenwicklung hat einen niedrigen Widerstand R obc (normalerweise von einigen Ohm bis zu Bruchteilen eines Ohms), weil besteht aus einer kleinen Anzahl von Drahtwindungen mit großem Querschnitt. Der Induktor dient dazu, einen magnetischen Erregerfluss zu erzeugen, wenn seine Wicklungen mit Gleichstrom versorgt werden.

Die Ankerwicklung wird in die Nuten des Magnetkreises eingelegt und zum Kollektor geführt. Mit Hilfe von Bürsten werden seine Abschlüsse I I und I 2 an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Der Widerstand der Ankerwicklung R I ist klein (Ohm oder Bruchteile eines Ohms).

Das Drehmoment M eines Gleichstrommotors entsteht durch die Wechselwirkung des Ankerstroms Ia mit dem Erregermagnetfluss Ф:

M \u003d K × Ia × F, (6.1)

wobei K ein konstanter Koeffizient ist, der von der Konstruktion des Motors abhängt.

Wenn sich der Anker dreht, kreuzt seine Wicklung den Erregermagnetfluss und es wird eine EMK E induziert, die proportional zur Rotationsfrequenz n ist:

E \u003d C × n × F, (6.2)

wobei C ein konstanter Faktor ist, der von der Konstruktion des Motors abhängt.

Ankerstrom:

I I \u003d (U - E) / (R I + R OBC) \u003d (U - C × n × F) / (R I + R OBC), (6.3)

Durch Auflösen der Ausdrücke 6.1 und 6.3 nach n finden sie einen analytischen Ausdruck für die mechanischen Eigenschaften des Motors n = F (M). Seine grafische Darstellung ist in Abbildung 6.1 dargestellt.

Reis. 6.1. Mechanische Eigenschaften eines Gleichstrommotors mit gemischter Erregung

Punkt A entspricht dem Leerlauf des Motors mit einer Drehzahl n o . Mit zunehmender mechanischer Belastung nimmt die Drehzahl ab und das Drehmoment nimmt zu und erreicht am Punkt B den Nennwert M H . Im Abschnitt BC läuft der Motor mit Überlast. Der Strom Iya überschreitet den Nennwert, was zu einer schnellen Erwärmung der Ankerwicklungen und des OBC führt und die Funkenbildung am Kollektor zunimmt. Das maximale Moment M max (Punkt C) wird durch die Betriebsbedingungen des Kollektors und die mechanische Festigkeit des Motors begrenzt.

Fortsetzung der mechanischen Kennlinie, bis sie sich im Punkt D "mit der Drehmomentachse schneidet, erhalten wir den Wert des Anlaufdrehmoments, wenn der Motor direkt an das Netz angeschlossen ist. EMF E ist Null und der Strom im Ankerkreis entsprechend Formel 6.3, steigt stark an.

Zur Reduzierung des Anlaufstroms wird ein Anlaufwiderstand Rx (Bild 6.2) mit Widerstand in Reihe zum Ankerkreis geschaltet:

Rx = U H / (1,3...2,5) ×I Ya.N. - (R I - R obc), (6.4)

wo U h - Nennspannung des Netzwerks;

Ich Ya.N. - Ankernennstrom.

Ankerstromreduzierung auf (1,3...2,5)×I Ya.N. liefert ein ausreichendes Anfangsstartdrehmoment Mn (Punkt D). Wenn der Motor beschleunigt, wird der Widerstand Rx auf Null reduziert, wobei ein ungefähr konstanter Wert von Mp (SD-Abschnitt) beibehalten wird.

Mit dem Rheostat R B im Stromkreis der parallelen Erregerwicklung (Abb. 6.2) können Sie die Größe des Magnetflusses Ф (Formel 6.1) einstellen. Vor dem Starten des Motors wird es vollständig entfernt, um das erforderliche Startdrehmoment bei einem minimalen Ankerstrom zu erhalten.

Mit Formel 6.3 ermitteln wir die Motordrehzahl

n = (U - I I (R I + R obc + Rx)) / (С Ф), (6.5)

wobei R I, R obc und C Konstanten sind und U, I I und F geändert werden können. Daraus folgen drei mögliche Wege Motordrehzahlregelung:

Änderung der Größe der Eingangsspannung;

Durch Ändern des Werts des Ankerstroms mit dem Einstellwiderstand Rx, der im Gegensatz zum Startwiderstand für Dauerbetrieb berechnet wird;

Durch Ändern der Größe des Erregermagnetflusses F, der proportional zum Strom in den OVSH- und OVSS-Wicklungen ist. In einer Parallelwicklung kann es mit einem Regelwiderstand R b eingestellt werden. Der Widerstand R b wird in Abhängigkeit von den geforderten Drehzahlregelgrenzen R B = (2...5) R obsh genommen.

Auf dem Typenschild des Motors ist die Nenndrehzahl angegeben, die der Nennleistung an der Motorwelle bei Netznennspannung und den Ausgangswiderständen der Regelwiderstände R X und R B entspricht.

Elektromotoren sind Geräte, die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln. Das Funktionsprinzip basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion.

Die Methoden der Wechselwirkung von Magnetfeldern, die den Motorrotor zum Drehen bringen, unterscheiden sich jedoch erheblich je nach Art der Versorgungsspannung - AC oder DC.

Das Funktionsprinzip eines Gleichstrommotors basiert auf dem Effekt der Abstoßung gleicher Pole von Permanentmagneten und der Anziehung entgegengesetzter Pole. Die Priorität seiner Erfindung gehört dem russischen Ingenieur B. S. Jacobi. Das erste industrielle Modell eines Gleichstrommotors wurde 1838 hergestellt. Seitdem hat sich das Design nicht wesentlich verändert.

Bei Gleichstrommotoren mit geringer Leistung ist einer der Magnete physisch vorhanden. Es wird direkt am Maschinenkörper befestigt. Die zweite wird in der Ankerwicklung erzeugt, nachdem eine Gleichstromquelle daran angeschlossen wurde. Dafür wird es verwendet spezielles Gerät- Kollektorbürsteneinheit. Der Kollektor selbst ist ein leitfähiger Ring, der an der Motorwelle befestigt ist. Daran sind die Enden der Ankerwicklung angeschlossen.

Damit ein Drehmoment entsteht, müssen die Pole des Permanentmagneten des Ankers ständig vertauscht werden. Dies sollte in dem Moment geschehen, in dem der Pol den sogenannten magnetischen Neutralleiter kreuzt. Strukturell wird dieses Problem gelöst, indem der Kollektorring in Sektoren unterteilt wird, die durch dielektrische Platten getrennt sind. Mit ihnen sind wiederum die Enden der Ankerwicklungen verbunden.

Um den Kollektor an das Stromnetz anzuschließen, werden sogenannte Bürsten verwendet - Graphitstäbe mit hoher elektrischer Leitfähigkeit und niedrigem Gleitreibungskoeffizienten.

Die Ankerwicklungen sind nicht mit dem Netz verbunden, sondern über eine Kollektor-Bürsten-Einheit mit dem Anlaufwiderstand verbunden. Der Vorgang des Einschaltens eines solchen Motors besteht darin, eine Verbindung zum Stromnetz herzustellen und den aktiven Widerstand im Ankerkreis allmählich auf Null zu reduzieren. Der Elektromotor schaltet sich reibungslos und ohne Überlastung ein.

Merkmale der Verwendung von Asynchronmotoren in einem einphasigen Stromkreis

Obwohl das rotierende Statormagnetfeld am einfachsten aus einer dreiphasigen Spannung erhalten wird, Funktionsprinzip Ein asynchroner Elektromotor ermöglicht es ihm, von einem einphasigen Haushaltsnetz aus zu arbeiten, wenn einige Änderungen an seinem Design vorgenommen werden.

Dazu muss der Stator zwei Wicklungen haben, von denen eine das "Starten" ist. Der darin enthaltene Strom wird aufgrund der Einbeziehung einer reaktiven Last in den Stromkreis um 90 ° phasenverschoben. Meistens dafür

Der nahezu vollständige Gleichlauf der Magnetfelder lässt den Motor auch bei erheblichen Belastungen der Welle in Schwung kommen, was für den Betrieb von Bohrmaschinen, Bohrhämmern, Staubsaugern, Schleifern oder Polierern erforderlich ist.

Wenn ein einstellbarer im Versorgungskreis eines solchen Motors enthalten ist, kann seine Drehzahl stufenlos geändert werden. Aber die Richtung kann niemals geändert werden, wenn sie mit einem Wechselstromkreis betrieben wird.

Solche Elektromotoren können sehr hohe Drehzahlen entwickeln, sind kompakt und haben ein großes Drehmoment. Das Vorhandensein einer Kollektor-Bürsten-Baugruppe verringert jedoch ihre Motorleistung - Graphitbürsten verschleißen bei hohen Geschwindigkeiten ziemlich schnell, insbesondere wenn der Kollektor mechanisch beschädigt ist.

Elektromotoren haben den höchsten Wirkungsgrad (mehr als 80%) aller von Menschen geschaffenen Geräte. Ihre Erfindung Ende des 19. Jahrhunderts kann als qualitativer Zivilisationssprung angesehen werden, denn ohne sie ist das Leben nicht mehr vorstellbar. moderne Gesellschaft bezogen auf Hochtechnologien, und etwas Effektiveres wurde noch nicht erfunden.

Synchrones Funktionsprinzip des Elektromotors im Video

das Gerät, das Funktionsprinzip und die Eigenschaften des Gleichstrommotors zu untersuchen;

praktische Fähigkeiten zum Starten, Betreiben und Stoppen eines Gleichstrom-Elektromotors erwerben;

theoretische Informationen über die Eigenschaften eines Gleichstrommotors experimentell untersuchen.

Grundlegende theoretische Bestimmungen

Ein DC-Elektromotor ist eine elektrische Maschine, die dazu bestimmt ist, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln.

Das Gerät des Gleichstrommotors unterscheidet sich nicht vom Gleichstromgenerator. Dieser Umstand macht elektrische Gleichstrommaschinen reversibel, dh sie können sowohl im Generator- als auch im Motormodus verwendet werden. Strukturell hat ein Gleichstrommotor feste und bewegliche Elemente, die in Abb. eines.

Fester Teil - Stator 1 (Rahmen) ist aus Stahlguss gefertigt, besteht aus Haupt- 2 und Zusatzpolen 3 mit Erregerwicklungen 4 und 5 und eine Bürstentraverse mit Bürsten. Der Stator erfüllt die Funktion eines Magnetkreises. Mit Hilfe der Hauptpole wird ein zeitlich konstantes und räumlich unbewegliches Magnetfeld erzeugt. Zusätzliche Pole werden zwischen die Hauptpole gesetzt und verbessern die Schaltbedingungen.

Der bewegliche Teil des Gleichstrommotors ist der Rotor 6 (Anker), der auf einer rotierenden Welle angeordnet ist. Der Anker spielt auch die Rolle eines Magnetkreises. Es besteht aus dünnen, elektrisch voneinander isolierten, dünnen Blechen aus Elektroband mit hohem Siliziumgehalt, was Leistungsverluste reduziert. Wicklungen 7 werden in die Ankernuten gepresst, deren Leitungen mit Kollektorplatten 8 verbunden sind, die auf derselben Motorwelle angeordnet sind (siehe Fig. 1).

Betrachten Sie das Funktionsprinzip eines Gleichstrommotors. Das Anschließen einer konstanten Spannung an die Klemmen einer elektrischen Maschine bewirkt das gleichzeitige Auftreten in den Erregerwicklungen (Stator) und in den Stromankerwicklungen (Abb. 2). Durch die Wechselwirkung des Ankerstroms mit dem von der Feldwicklung erzeugten magnetischen Fluss entsteht im Stator eine Kraft f, bestimmt durch das Gesetz von Ampère . Die Richtung dieser Kraft wird durch die Regel der linken Hand (Abb. 2) bestimmt, wonach sie senkrecht zur Strömung orientiert ist ich(in der Ankerwicklung) und zum magnetischen Induktionsvektor BEI(erzeugt durch die Erregerwicklung). Dadurch wirkt ein Kräftepaar auf den Rotor (Bild 2). Die Kraft wirkt auf den oberen Teil des Rotors nach rechts, auf den unteren Teil nach links. Dieses Kräftepaar erzeugt ein Drehmoment, unter dessen Wirkung der Anker in Drehung versetzt wird. Die Größe des entstehenden elektromagnetischen Moments erweist sich als gleich

M = c m ich ich F,

wo Mit m - Koeffizient in Abhängigkeit von der Konstruktion der Ankerwicklung und der Polzahl des Elektromotors; F- magnetischer Fluss eines Hauptpolpaares des Elektromotors; ich ICH - Ankerstrom des Motors. Wie aus Abb. In Fig. 2 wird die Drehung der Ankerwicklungen von einem gleichzeitigen Polaritätswechsel an den Kollektorblechen begleitet. Die Richtung des Stroms in den Windungen der Ankerwicklung ändert sich in die entgegengesetzte Richtung, aber der magnetische Fluss der Erregerwicklungen behält dieselbe Richtung bei, wodurch die Richtung der Kräfte unverändert bleibt. f, und damit das Drehmoment.

Die Drehung des Ankers in einem Magnetfeld führt zum Auftreten einer EMK in seiner Wicklung, deren Richtung bereits durch die Rechte-Hand-Regel bestimmt ist. Als Ergebnis ist für den in Abb. 2 Konfigurationen von Feldern und Kräften in der Ankerwicklung entsteht ein Induktionsstrom, der dem Hauptstrom entgegengerichtet ist. Daher wird das entstehende EMF als Gegen-EMF bezeichnet. Sein Wert ist

E = Mit e nФ,

wo n- Rotationsfrequenz des Ankers des Elektromotors; Mit e ist ein von den Konstruktionselementen der Maschine abhängiger Koeffizient. Diese EMF verschlechtert die Leistung des Motors.

Der Strom im Anker erzeugt ein Magnetfeld, das das Magnetfeld der Hauptpole (Stator) beeinflusst, was als Ankerreaktion bezeichnet wird. Im Leerlauf der Maschine wird das Magnetfeld nur von den Hauptpolen erzeugt. Dieses Feld ist symmetrisch um die Achsen dieser Pole und koaxial zu ihnen. Beim Anschluss an einen Lastmotor entsteht durch den Strom in der Ankerwicklung ein Magnetfeld - das Ankerfeld. Die Achse dieses Feldes wird senkrecht zur Achse der Hauptpole sein. Da die Stromverteilung in den Ankerleitern während der Drehung des Ankers unverändert bleibt, bleibt das Ankerfeld im Raum stationär. Die Addition dieses Feldes zum Feld der Hauptpole ergibt das resultierende Feld, das sich über einen Winkel entfaltet  entgegen der Drehrichtung des Ankers. Infolgedessen nimmt das Drehmoment ab, da ein Teil der Leiter in die Zone des Pols mit entgegengesetzter Polarität eintritt und ein Bremsmoment erzeugt. In diesem Fall funken die Bürsten und der Kollektor brennt, es entsteht ein longitudinales Entmagnetisierungsfeld.

Um den Einfluss der Ankerreaktion auf den Betrieb der Maschine zu verringern, sind zusätzliche Pole eingebaut. Die Wicklungen solcher Pole sind mit der Hauptwicklung des Ankers in Reihe geschaltet, aber eine Änderung der Wicklungsrichtung in ihnen bewirkt das Auftreten eines Magnetfelds, das gegen das Magnetfeld des Ankers gerichtet ist.

Um die Drehrichtung eines Gleichstrommotors zu ändern, muss die Polarität der an die Anker- oder Feldwicklung angelegten Spannung geändert werden.

Je nach Einschaltart der Erregerwicklung werden Gleichstrommotoren mit Parallel-, Reihen- und Mischerregung unterschieden.

Bei Motoren mit Parallelerregung ist die Wicklung für die volle Spannung des Versorgungsnetzes ausgelegt und parallel zum Ankerkreis geschaltet (Bild 3).

Ein Motor mit Reihenerregung hat eine Feldwicklung, die in Reihe zum Anker geschaltet ist, also ist diese Wicklung für den vollen Ankerstrom ausgelegt (Bild 4).

Motoren mit Mischerregung haben zwei Wicklungen, eine ist parallel geschaltet, die andere ist in Reihe mit einem Anker geschaltet (Bild 5).

Reis. 3 Abb. vier

Beim Starten von Gleichstrommotoren (unabhängig von der Art der Erregung) durch direkten Anschluss an das Versorgungsnetz treten erhebliche Anlaufströme auf, die zu deren Ausfall führen können. Dies geschieht durch die Freisetzung einer erheblichen Wärmemenge in der Ankerwicklung und die anschließende Verletzung ihrer Isolierung. Daher wird das Anlaufen von Gleichstrommotoren durch spezielle Startgeräte durchgeführt. In den meisten Fällen wird für diese Zwecke das einfachste Startgerät verwendet - ein Startrheostat. Am Beispiel eines Gleichstrommotors mit Parallelerregung wird der Vorgang des Anlaufens eines Gleichstrommotors mit einem Anlaufwiderstand gezeigt.

Basierend auf der nach dem zweiten Kirchhoffschen Gesetz aufgestellten Gleichung für die linke Seite des Stromkreises (siehe Abb. 3) wird der Anlaufwiderstand komplett entfernt ( R Start = 0), Ankerstrom

,

wo U- dem Elektromotor zugeführte Spannung; R i ist der Widerstand der Ankerwicklung.

Im Anfangsmoment des Startens des Elektromotors die Ankerdrehzahl n= 0, daher ist die in der Ankerwicklung induzierte gegenelektromotorische Kraft gemäß dem zuvor erhaltenen Ausdruck ebenfalls gleich Null ( E= 0).

Ankerwicklungswiderstand R Ich bin ziemlich klein. Um den unzulässig großen Strom im Ankerkreis beim Anlaufen zu begrenzen, wird unabhängig von der Art der Erregung des Motors (Anlaufwiderstand) ein Anlaufwiderstand in Reihe zum Anker geschaltet R Anfang). In diesem Fall der Ankeranlaufstrom

.

Anlaufwiderstand des Rheostats R der Start wird für den Betrieb nur für die Startzeit berechnet und so gewählt, dass der Anlaufstrom des Motorankers den zulässigen Wert nicht überschreitet ( ich ich, starte 2 ich ich, nom). Wenn der Motor beschleunigt, wird die EMK in der Ankerwicklung aufgrund einer Erhöhung ihrer Rotationsfrequenz n induziert steigt ( E=Mit e nФ). Dadurch nimmt der Ankerstrom ceteris paribus ab. In diesem Fall der Widerstand des Anlaufwiderstands R Anfang Wenn der Motoranker beschleunigt, muss er allmählich reduziert werden. Nach dem Ende der Beschleunigung des Motors auf den Nennwert der Ankerdrehzahl steigt die EMK so stark an, dass der Anlaufwiderstand auf Null reduziert werden kann, ohne dass eine nennenswerte Erhöhung des Ankerstroms zu befürchten ist.

Also der Anlaufwiderstand R ein Anlassen im Ankerkreis ist nur beim Anlauf erforderlich. Im Normalbetrieb des Elektromotors muss dieser zum einen abgeschaltet werden, weil er für Kurzzeitbetrieb beim Anlaufen ausgelegt ist, und zum anderen, falls ein Anlaufwiderstand vorhanden ist, gleich thermische Verlustleistung R Anfang ich 2 I, was den Wirkungsgrad des Elektromotors erheblich reduziert.

Für einen Gleichstrommotor mit Parallelerregung hat gemäß dem zweiten Kirchhoffschen Gesetz für den Ankerkreis die elektrische Gleichgewichtsgleichung die Form

.

Unter Berücksichtigung des Ausdrucks für die EMF ( E=Mit e nФ), indem wir die resultierende Formel für die Rotationsfrequenz schreiben, erhalten wir die Gleichung für die Frequenz- (Drehzahl-) Charakteristik des Elektromotors n(ich ICH):

.

Daraus folgt, dass bei fehlender Belastung der Welle und des Ankerstroms ich ich = 0 Motordrehzahl bei gegebenen Wert Versorgungsspannung

.

Motor Geschwindigkeit n 0 ist die ideale Leerlaufdrehzahl. Neben den Parametern des Elektromotors hängt es auch vom Wert der Eingangsspannung und des magnetischen Flusses ab. Bei Abnahme des magnetischen Flusses steigt unter sonst gleichen Bedingungen die Drehzahl einer idealen Leerlaufdrehzahl an. Daher wird im Falle eines offenen Stromkreises der Erregerwicklung, wenn der Erregerstrom Null wird ( ich c = 0) wird der Magnetfluss des Motors auf einen Wert reduziert, der gleich dem Wert des Restmagnetflusses ist F sich ausruhen. Gleichzeitig „geht der Motor in den Overdrive“ und entwickelt eine viel höhere Drehzahl als die Nenndrehzahl, was sowohl für den Motor als auch für das Wartungspersonal eine gewisse Gefahr darstellt.

Frequenz-(Drehzahl-)Kennlinie eines Gleichstrommotors mit Parallelerregung n(ich i) bei einem konstanten Wert des magnetischen Flusses F=konst und einen konstanten Wert der Eingangsspannung U = konst sieht aus wie eine gerade Linie (Abb. 6).

Aus einer Betrachtung dieser Eigenschaft ist ersichtlich, dass mit einer Erhöhung der Belastung der Welle, d.h. mit einer Erhöhung des Ankerstroms ich ich die Motordrehzahl wird um einen Wert reduziert, der proportional zum Spannungsabfall am Ankerkreiswiderstand ist R ICH.

In den Gleichungen der Frequenzkennlinien wird der Ankerstrom durch das elektromagnetische Drehmoment des Motors ausgedrückt M =Mit m ich ich F erhalten wir die Gleichung der mechanischen Eigenschaft, also die Abhängigkeiten n(M) bei U = konst für Motoren mit Parallelerregung:

.

Unter Vernachlässigung des Einflusses der Ankerrückwirkung beim Lastwechsel kann das elektromagnetische Drehmoment des Motors als proportional zum Ankerstrom angenommen werden. Daher haben die mechanischen Eigenschaften von Gleichstrommotoren die gleiche Form wie die entsprechenden Frequenzeigenschaften. Der Nebenschlussmotor hat eine starre mechanische Charakteristik (Bild 7). Aus dieser Kennlinie ist ersichtlich, dass seine Drehzahl mit zunehmendem Lastmoment leicht abnimmt, da der Erregerstrom bei Parallelschaltung der Erregerwicklung und dementsprechend der magnetische Fluss des Motors und der Widerstand des Ankers praktisch unverändert bleiben Schaltung ist relativ klein.

Die Leistungsmerkmale von Gleichstrommotoren sind Drehzahlabhängigkeiten n, Moment M, Ankerstrom ich ich und Wirkungsgrad () aus der Nutzleistung an der Welle R 2 Elektromotor, d.h. n(R 2),M(R 2),ich ICH ( R 2),(R 2) mit einer konstanten Spannung an seinen Klemmen U=konst.

Die Leistungsmerkmale eines parallelerregten Gleichstrommotors sind in Abb. 1 dargestellt. 8. Aus diesen Kennlinien ist ersichtlich, dass die Drehzahl n Motoren mit paralleler Erregung nimmt mit zunehmender Belastung leicht ab. Die Abhängigkeit des Nutzmomentes an der Motorwelle von der Leistung R 2 ist eine fast gerade Linie, da das Moment dieses Motors proportional zur Belastung der Welle ist: M=kP 2 / n. Die Krümmung dieser Abhängigkeit erklärt sich durch eine leichte Abnahme der Drehzahl mit zunehmender Belastung.

Bei R 2 = 0 ist der vom Elektromotor aufgenommene Strom gleich dem Leerlaufstrom. Mit steigender Leistung steigt der Ankerstrom etwa in derselben Abhängigkeit wie das Lastmoment an der Welle, da unter der Bedingung F=konst der Ankerstrom ist proportional zum Lastmoment. Der Wirkungsgrad eines Elektromotors wird als Verhältnis definiert nutzbare Kraft auf der Welle zur vom Netz verbrauchten Leistung:

,

wo R 2 - nutzbare Wellenleistung; R 1 =Benutzeroberfläche- Stromverbrauch des Elektromotors aus dem Versorgungsnetz; R ey = ich 2 ich R i - elektrische Verlustleistung im Ankerkreis, R ev = Benutzeroberfläche ein, = ich 2 Zoll R in - elektrische Verlustleistung im Erregerkreis; R Pelz - mechanische Verlustleistung; R m - Leistungsverluste aufgrund von Hysterese und Wirbelströmen.

Es ist auch wichtig, die Drehzahl von Gleichstrommotoren steuern zu können. Eine Analyse von Ausdrücken für Frequenzeigenschaften zeigt, dass die Drehzahl von Gleichstrommotoren auf verschiedene Arten gesteuert werden kann: durch Einschalten eines zusätzlichen Widerstands R dem Ankerkreis hinzufügen, indem sie den magnetischen Fluss ändern F und Spannungsänderung du, dem Motor zugeführt.

Eine der gebräuchlichsten ist die Methode der Drehzahlregelung durch Einbau eines zusätzlichen Widerstands in den Ankerkreis des Elektromotors. Bei einer Widerstandserhöhung im Ankerkreis tritt ceteris paribus eine Abnahme der Drehzahl auf. Dabei gilt: Je größer der Widerstand im Ankerkreis, desto kleiner die Motordrehzahl.

Bei einer konstanten Versorgungsspannung und einem konstanten magnetischen Fluss kann bei der Änderung des Widerstandswerts des Ankerkreises ein mechanisches Kennfeld beispielsweise für einen Elektromotor mit Parallelerregung erhalten werden (Abb. 9).

Der Vorteil des betrachteten Steuerverfahrens liegt in seiner relativen Einfachheit und der Fähigkeit, eine sanfte Änderung der Drehzahl über einen weiten Bereich (von Null bis zum Nennwert der Frequenz) zu erhalten n Nom). Zu den Nachteilen dieses Verfahrens gehören die mit abnehmender Drehzahl zunehmenden Leistungsverluste im Zusatzwiderstand sowie die Notwendigkeit, zusätzliche Regelgeräte einzusetzen. Außerdem erlaubt Ihnen diese Methode nicht, die Drehzahl des Motors über seinen Nennwert hinaus anzupassen.

Änderungen der Drehzahl eines Gleichstrommotors können auch als Ergebnis einer Änderung des Werts des Erregermagnetflusses erreicht werden. Wenn der magnetische Fluss gemäß der Frequenzganggleichung für Gleichstrommotoren mit Parallelerregung bei einem konstanten Wert der Versorgungsspannung und einem konstanten Wert des Widerstands des Ankerkreises geändert wird, kann eine Familie mechanischer Eigenschaften erhalten werden, die in Abb . zehn.

Wie aus diesen Kennlinien ersichtlich ist, nimmt bei Abnahme des magnetischen Flusses die Drehzahl den idealen Leerlauf des Elektromotors an n 0 steigt. Da bei einer Rotationsfrequenz gleich Null der Motorankerstrom, d. h. der Anlaufstrom, nicht vom Magnetfluss abhängt, sind die Frequenzkennlinien der Familie nicht parallel zueinander, und die Steifheit der Kennlinien nimmt mit ab abnehmender Magnetfluss (eine Erhöhung des Motormagnetflusses wird normalerweise nicht durchgeführt, da in diesem Fall der Strom der Erregerwicklung den zulässigen, dh nominalen Wert überschreitet). Die Änderung des magnetischen Flusses erlaubt es also, die Drehzahl des Motors nur von seinem Nennwert aus zu regeln, was ein Nachteil dieser Regelungsmethode ist.

Zu den Nachteilen dieses Verfahrens gehört auch ein relativ kleiner Regelbereich aufgrund vorhandener Einschränkungen bei der mechanischen Festigkeit und dem Schalten des Elektromotors. Der Vorteil dieser Kontrollmethode ist ihre Einfachheit. Bei Motoren mit Parallelerregung wird dies durch Änderung des Widerstands des Regelwiderstands erreicht R R im Erregerkreis.

Bei Gleichstrommotoren mit Reihenerregung wird eine Änderung des magnetischen Flusses erreicht, indem die Erregerwicklung mit einem Widerstand von geeignetem Wert überbrückt oder eine bestimmte Anzahl von Windungen der Erregerwicklung kurzgeschlossen wird.

Weite Verbreitung, insbesondere bei nach dem Generator-Motor-System aufgebauten Elektroantrieben, hat ein Verfahren zur Drehzahlregelung durch Veränderung der Spannung an den Ankerklemmen des Motors erhalten. Bei einem konstanten magnetischen Fluss und Widerstand des Ankerkreises kann als Ergebnis der Änderung der Ankerspannung eine Familie von Frequenzcharakteristiken erhalten werden.

Als Beispiel in Abb. Fig. 11 zeigt ein solches Schar mechanischer Kennlinien für einen Motor mit Parallelerregung.

Bei einer Änderung der Eingangsspannung wird die ideale Leerlaufdrehzahl n 0 entsprechend dem zuvor gegebenen Ausdruck proportional zur Spannung variiert. Da der Widerstand des Ankerkreises unverändert bleibt, weicht die Steifigkeit des mechanischen Kennfeldes nicht von der Steifigkeit der natürlichen mechanischen Eigenschaft ab U=U nom.

Der Vorteil der betrachteten Regelungsmethode liegt in einem weiten Drehzahländerungsbereich ohne erhöhte Leistungsverluste. Die Nachteile dieses Verfahrens schließen die Tatsache ein, dass dies eine Quelle geregelter Versorgungsspannung erfordert, und dies führt zu Erhöhung des Gewichts, der Abmessungen und der Kosten der Installation.

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Beschriftungen der Folien:

Bestimmen Sie in den Abbildungen die Richtung der Amperekraft, die Richtung des Stroms im Leiter, die Richtung der Magnetfeldlinien und die Pole des Magneten. N S F = 0 Rückruf.

Laborarbeit Nr. 11 Untersuchung eines elektrischen Gleichstrommotors (an einem Modell). Der Zweck der Arbeit: Kennenlernen des Modells eines Gleichstrom-Elektromotors mit seiner Einrichtung und Funktionsweise. Geräte und Materialien: Elektromotormodell, Labornetzteil, Schlüssel, Verbindungskabel.

Sicherheitsbestimmungen. Es dürfen keine Fremdkörper auf dem Tisch liegen. Aufmerksamkeit! Elektrischer Strom! Die Isolierung der Leiter darf nicht beschädigt werden. Schalten Sie den Stromkreis nicht ohne die Erlaubnis des Lehrers ein. Berühren Sie die rotierenden Teile des Motors nicht mit Ihren Händen. Lange Haare müssen entfernt werden, damit sie sich nicht in den rotierenden Teilen des Motors verfangen. Nachdem die Arbeit erledigt ist Arbeitsplatz in Ordnung bringen, Stromkreis öffnen und zerlegen.

Die Reihenfolge der Arbeit. 1. Betrachten Sie das Modell des Elektromotors. Geben Sie in Abbildung 1 seine Hauptteile an. 1 2 3 Abb.1 4 5 1 - ______________________________ 2 - ______________________________ 3 - ______________________________ 4 - ______________________________ 5 - ______________________________

2. Montieren elektrische Schaltung, bestehend aus einer Stromquelle, einem Modell eines Elektromotors, einem Schlüssel, der alles in Reihe schaltet. Zeichne einen Schaltplan.

3. Starten Sie den Motor. Wenn der Motor nicht läuft, Ursachen finden und beseitigen. 4. Ändern Sie die Stromrichtung im Stromkreis. Beobachten Sie die Drehung des beweglichen Teils des Elektromotors. 5. Ziehen Sie eine Schlussfolgerung.

Literatur: 1. Physik. Klasse 8: Studium. für Allgemeinbildung Institutionen / A. V. Peryshkin - 4. Aufl., überarbeitet - M.: Drofa, 2008. 2 . Physik. Klasse 8: Studium. Für die Allgemeinbildung Institutionen / N. S. Purysheva, N. E. Vazheevskaya.-2. Aufl., Stereotyp.-M.: Bustard, 2008 3 . Laborarbeit und Kontrollaufgaben in der Physik: Notebook für Schüler der 8. Klasse - Saratov: Lyceum, 2009. 4. Notebook für Laborarbeiten. Sarakhman ID MOU Sekundarschule Nr. 8 von Mozdok, Republik Nordossetien-Alanien. 5. Laborarbeit in der Schule und zu Hause: Mechanik / V. F. Shilov.-M.: Education, 2007. 6. Sammlung physikalischer Aufgaben. Klassen 7-9: ein Leitfaden für allgemeinbildende Schüler. Institutionen / V.I. Lukashik, E.V. Ivanova.-24. Aufl.-M.: Enlightenment, 2010.

Vorschau:

Labor Nr. 11

(am Modell)

Zielsetzung

Geräte und Materialien

Fortschritt.

Labor Nr. 11

Die Untersuchung des elektrischen Gleichstrommotors

(am Modell)

Zielsetzung : Machen Sie sich mit dem Modell eines Gleichstrom-Elektromotors mit seiner Einrichtung und Funktionsweise vertraut.

Geräte und Materialien: Elektromotormodell, Labornetzteil, Schlüssel, Anschlusskabel.

Sicherheitsbestimmungen.

Es dürfen keine Fremdkörper auf dem Tisch liegen. Aufmerksamkeit! Elektrischer Strom! Die Isolierung der Leiter darf nicht beschädigt werden. Schalten Sie den Stromkreis nicht ohne die Erlaubnis des Lehrers ein. Berühren Sie die rotierenden Teile des Motors nicht mit Ihren Händen.

Trainingsaufgaben und Fragen

1. Auf welchem ​​physikalischen Phänomen beruht die Wirkung eines Elektromotors?

2. Welche Vorteile haben Elektromotoren gegenüber thermischen?

3. Wo werden DC-Elektromotoren eingesetzt?

Fortschritt.

1. Betrachten Sie das Modell des Elektromotors. Geben Sie in Abbildung 1 seine Hauptteile an.

2. Bauen Sie einen Stromkreis zusammen, der aus einer Stromquelle, einem Modell eines Elektromotors und einem Schlüssel besteht, und schalten Sie alles in Reihe. Zeichne einen Schaltplan.

Abb.1

Machen Sie eine Schlussfolgerung.

3. Starten Sie den Motor. Wenn der Motor nicht läuft, Ursachen finden und beseitigen.

4. Ändern Sie die Stromrichtung im Stromkreis. Beobachten Sie die Drehung des beweglichen Teils des Elektromotors.

Abb.1

Jeder Elektromotor ist dazu ausgelegt, durch den Verbrauch von zugeführter elektrischer Energie mechanische Arbeit zu verrichten, die in der Regel in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Obwohl es in der Technologie Modelle gibt, die sofort die Translationsbewegung des Arbeitskörpers erzeugen. Sie werden Linearmotoren genannt.

In Industrieanlagen treiben Elektromotoren verschiedene Maschinen und mechanische Geräte an, die am technologischen Produktionsprozess beteiligt sind.

In Haushaltsgeräten arbeiten Elektromotoren Waschmaschinen, Staubsauger, Computer, Haartrockner, Kinderspielzeug, Uhren und viele andere Geräte.

Grundlegende physikalische Prozesse und Wirkungsweise

Beim Einzug ins Innere elektrische Aufladungen, die als elektrischer Strom bezeichnet werden, wirkt immer eine mechanische Kraft, die dazu neigt, ihre Richtung in einer Ebene abzulenken, die senkrecht zur Ausrichtung der magnetischen Kraftlinien liegt. Wann elektrischer Strom durch einen Metallleiter oder eine daraus hergestellte Spule geht, dann neigt diese Kraft dazu, jeden stromführenden Leiter und die gesamte Wicklung als Ganzes zu bewegen / zu drehen.

Das Bild unten zeigt einen Metallrahmen, durch den Strom fließt. Das daran angelegte Magnetfeld erzeugt für jeden Schenkel des Rahmens eine Kraft F, die eine Drehbewegung erzeugt.

Diese Eigenschaft der Wechselwirkung von elektrischer und magnetischer Energie, die auf der Erzeugung einer elektromotorischen Kraft in einem geschlossenen Stromkreis beruht, wird von jedem Elektromotor in Betrieb genommen. Sein Design umfasst:

Wicklung, durch die elektrischer Strom fließt. Es wird auf einen speziellen Kernanker gesetzt und in Rotationslagern fixiert, um die Gegenwirkung von Reibungskräften zu reduzieren. Dieses Design wird Rotor genannt;

einen Stator, der ein Magnetfeld erzeugt, das mit seinen Kraftlinien elektrische Ladungen durchdringt, die durch die Windungen der Rotorwicklungen fließen;

Gehäuse für den Stator. Im Inneren des Gehäuses befinden sich spezielle Landebuchsen, in denen die äußeren Käfige der Rotorlager montiert sind.

Vereinfacht lässt sich der Aufbau des einfachsten Elektromotors durch ein Bild folgender Form darstellen.

Wenn sich der Rotor dreht, wird ein Drehmoment erzeugt, dessen Leistung von der Gesamtkonstruktion des Geräts und dem Wert des angelegten abhängt elektrische Energie, seine Verluste während der Transformationen.

Der Wert des maximal möglichen Drehmoments des Motors ist immer kleiner als die ihm zugeführte elektrische Energie. Er wird durch den Wert des Wirkungsgrades charakterisiert.

Arten von Elektromotoren

Je nach Art des durch die Wicklungen fließenden Stroms werden sie in Gleichstrom- oder Wechselstrommotoren unterteilt. Jede dieser beiden Gruppen hat große Menge Modifikationen mit verschiedenen technologischen Verfahren.

Gleichstrommotoren

Sie haben ein Statormagnetfeld, das durch fest montierte oder spezielle Elektromagnete mit Erregerwicklungen erzeugt wird. Die Ankerwicklung ist starr in der Welle montiert, die in Lagern fixiert ist und sich frei um ihre eigene Achse drehen kann.

Die Hauptvorrichtung eines solchen Motors ist in der Abbildung dargestellt.

Auf dem Kern des Ankers aus ferromagnetischem Material befindet sich eine Wicklung aus zwei in Reihe geschalteten Teilen, die an einem Ende mit leitfähigen Kollektorplatten verbunden sind und am anderen Ende miteinander kommutiert sind. Zwei Graphitbürsten befinden sich an diametral gegenüberliegenden Enden des Ankers und werden gegen die Kontaktflächen der Kollektorplatten gedrückt.

Der unteren Bürste des Musters wird ein positives Potential einer Konstantstromquelle zugeführt und der oberen Bürste ein negatives Potential. Die Richtung des durch die Wicklung fließenden Stroms wird durch den gepunkteten roten Pfeil angezeigt.

Der Strom verursacht das Magnetfeld des Nordpols im unteren linken Teil des Ankers und des Südpols im oberen rechten (Gimlet-Regel). Dies führt zur Abstoßung der Rotorpole von den stationären gleichnamigen Polen und zur Anziehung zu entgegengesetzten Polen des Stators. Durch die aufgebrachte Kraft entsteht eine Drehbewegung, deren Richtung durch den braunen Pfeil angedeutet ist.

Bei weiterer Drehung des Ankers gehen die Pole durch Trägheit auf andere Kollektorplatten über. Die Richtung des Stroms in ihnen ist umgekehrt. Der Rotor dreht sich weiter.

Der einfache Aufbau einer solchen Kollektoreinrichtung führt zu großen Verlusten an elektrischer Energie. Solche Motoren arbeiten in einfach aufgebauten Geräten oder Spielzeug für Kinder.

Am Produktionsprozess beteiligte Gleichstrommotoren sind komplexer aufgebaut:

die Wicklung ist nicht zweigeteilt, sondern in mehrere Teile;

jeder Wicklungsabschnitt ist auf einem eigenen Pol montiert;

die Kollektorvorrichtung wird entsprechend der Anzahl der Wicklungsabschnitte mit einer bestimmten Anzahl von Kontaktpads hergestellt.

Dadurch wird eine reibungslose Verbindung jedes Pols durch seine Kontaktplatten mit den Bürsten und der Stromquelle geschaffen und Leistungsverluste werden reduziert.

Die Vorrichtung eines solchen Ankers ist im Bild dargestellt.

Bei elektrischen Gleichstrommotoren kann die Drehrichtung des Rotors umgekehrt werden. Dazu reicht es aus, die Bewegung des Stroms in der Wicklung durch Ändern der Polarität an der Quelle in das Gegenteil zu ändern.

Wechselstrommotoren

Sie unterscheiden sich von bisherigen Konstruktionen dadurch, dass der in ihrer Wicklung fließende elektrische Strom durch periodischen Richtungswechsel (Vorzeichen) beschrieben wird. Um sie zu versorgen, wird die Spannung von Generatoren mit einem vorzeichenvariablen Wert geliefert.

Der Stator solcher Motoren besteht aus einem Magnetkreis. Es besteht aus ferromagnetischen Platten mit Rillen, in die Wicklungswindungen mit einer Rahmenkonfiguration (Spule) eingelegt werden.

Synchronmotoren

Das Bild unten zeigt Arbeitsprinzip Einphasenmotor Wechselstrom bei synchroner Drehung der elektromagnetischen Felder von Rotor und Stator.

In den Nuten des Magnetkreises des Stators sind an diametral gegenüberliegenden Enden Wicklungsleiter platziert, die schematisch in Form eines Rahmens gezeigt sind, durch den Wechselstrom fließt.

Betrachten Sie den Fall für den Zeitpunkt, der dem Durchgang des positiven Teils seiner Halbwelle entspricht.

In den Lagerkäfigen dreht sich frei ein Rotor mit eingebautem Permanentmagneten, bei dem die Nordpole „N-Mund“ und die Südpole „S-Mund“ ausgeprägt sind. Wenn eine positive Halbwelle des Stroms durch die Statorwicklung fließt, wird darin ein Magnetfeld mit den Polen "S st" und "N st" erzeugt.

Zwischen den Magnetfeldern des Rotors und des Stators entstehen Wechselwirkungskräfte (die gleichnamigen Pole stoßen sich ab, die entgegengesetzten Pole ziehen sich an), die dazu neigen, den Anker des Elektromotors von einer beliebigen Position in die endgültige Position zu drehen, wenn die Gegenpole möglichst nahe beieinander liegen.

Wenn wir den gleichen Fall betrachten, aber für den Moment, in dem die umgekehrte negative Halbwelle des Stroms durch den Rahmenleiter fließt, erfolgt die Drehung des Ankers in die entgegengesetzte Richtung.

Um dem Rotor im Stator eine kontinuierliche Bewegung zu verleihen, wird nicht eine Rahmenwicklung hergestellt, sondern eine bestimmte Anzahl von ihnen, sodass jede von ihnen von einer separaten Stromquelle gespeist wird.

Arbeitsprinzip Drehstrommotor Wechselstrom mit synchroner Rotation elektromagnetische Felder von Rotor und Stator ist im folgenden Bild dargestellt.

Bei dieser Konstruktion sind drei Wicklungen A, B und C innerhalb des Magnetkreises des Stators angebracht, die in einem Winkel von 120 Grad zueinander versetzt sind. Wicklung A ist gelb hervorgehoben, Wicklung B ist grün und Wicklung C ist rot. Jede Wicklung wird mit den gleichen Rahmen wie im vorherigen Fall hergestellt.

Im Bild fließt der Strom jeweils nur durch eine Wicklung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung, was durch die Zeichen „+“ und „-“ angedeutet ist.

Beim Durchgang einer positiven Halbwelle in Phase A in Vorwärtsrichtung nimmt die Achse des Rotorfeldes eine horizontale Lage ein, da die Magnetpole des Stators in dieser Ebene ausgebildet sind und den sich bewegenden Anker anziehen. Gegenüberliegende Rotorpole tendieren dazu, sich den Statorpolen zu nähern.

Wenn die positive Halbwelle in Phase C geht, dreht sich der Anker um 60 Grad im Uhrzeigersinn. Nachdem Strom an Phase B angelegt wurde, tritt eine ähnliche Drehung des Ankers auf. Jeder nächste Stromfluss in der nächsten Phase der nächsten Wicklung dreht den Rotor.

Wenn eine um einen Winkel von 120 Grad verschobene Spannung eines dreiphasigen Netzwerks an jede Wicklung angelegt wird, zirkulieren in ihnen Wechselströme, die den Anker abwickeln und seine synchrone Drehung mit dem angelegten elektromagnetischen Feld erzeugen.

Das gleiche mechanische Design wurde erfolgreich in angewendet dreiphasiger Schrittmotor. Nur in jeder Wicklung werden mit Hilfe der Steuerung Gleichstromimpulse gemäß dem oben beschriebenen Algorithmus zugeführt und entfernt.

Ihr Start startet eine Rotationsbewegung, und die Beendigung zu einem bestimmten Zeitpunkt sorgt für eine dosierte Drehung der Welle und einen Stopp in einem programmierten Winkel, um bestimmte technologische Operationen auszuführen.

Bei beiden beschriebenen Drehstromsystemen ist es möglich, die Drehrichtung des Ankers zu ändern. Dazu müssen Sie nur die Phasenfolge "A" - "B" - "C" in eine andere ändern, zum Beispiel "A" - "C" - "B".

Die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors wird durch die Dauer der Periode T geregelt. Ihre Reduzierung führt zu einer Beschleunigung der Rotation. Die Amplitude des Stroms in der Phase hängt vom Innenwiderstand der Wicklung und dem Wert der daran angelegten Spannung ab. Es bestimmt die Höhe des Drehmoments und der Leistung des Elektromotors.

Asynchronmotoren

Diese Motorkonstruktionen haben den gleichen Statormagnetkreis mit Wicklungen wie in den zuvor betrachteten einphasigen und dreiphasigen Modellen. Sie erhielten ihren Namen aufgrund der nicht synchronen Rotation der elektromagnetischen Felder von Anker und Stator. Dies wurde durch eine verbesserte Konfiguration des Rotors erreicht.

Sein Kern besteht aus Platten aus Elektrostahl mit Rillen. In ihnen sind Aluminium- oder Kupferleiter montiert, die an den Enden des Ankers durch leitfähige Ringe verschlossen sind.

Wenn Spannung an die Statorwicklungen angelegt wird, wird durch eine elektromotorische Kraft ein elektrischer Strom in der Rotorwicklung induziert und ein Magnetfeld des Ankers erzeugt. Wenn diese elektromagnetischen Felder zusammenwirken, beginnt die Drehung der Motorwelle.

Bei dieser Konstruktion ist die Bewegung des Rotors erst möglich, nachdem im Stator ein rotierendes elektromagnetisches Feld entstanden ist und es in einem asynchronen Betriebsmodus mit diesem weitergeht.

Asynchronmotoren sind einfacher aufgebaut. Daher sind sie billiger und in Industrieanlagen und Haushaltsgeräten weit verbreitet.

Linearmotoren

Viele Arbeitskörper industrieller Mechanismen führen eine hin- und hergehende oder translatorische Bewegung in einer Ebene aus, die für den Betrieb von Metallbearbeitungsmaschinen, Fahrzeugen, Hammerschlägen beim Rammen von Pfählen erforderlich ist ...

Das Bewegen eines solchen Arbeitskörpers mit Hilfe von Getrieben, Kugelumlaufspindeln, Riemenantrieben und ähnlichen mechanischen Vorrichtungen von einem rotierenden Elektromotor erschwert die Konstruktion. Zeitgenössisch technische Lösung Eines dieser Probleme ist der Betrieb eines elektrischen Linearmotors.

Sein Stator und Rotor sind in Form von Streifen verlängert und nicht wie bei rotierenden Elektromotoren zu Ringen gefaltet.

Das Funktionsprinzip besteht darin, dem Läuferrotor aufgrund der Übertragung eine hin- und hergehende lineare Bewegung zu geben elektromagnetische Energie von einem festen Stator mit einem offenen Magnetkreis einer bestimmten Länge. In seinem Inneren wird durch Einschalten des Stroms wiederum ein magnetisches Wanderfeld erzeugt.

Es wirkt mit dem Kollektor auf die Ankerwicklung. Die in einem solchen Motor auftretenden Kräfte bewegen den Rotor nur in linearer Richtung entlang der Führungselemente.

Linearmotoren sind für den Betrieb mit konstantem oder ausgelegt Wechselstrom, kann im synchronen oder asynchronen Modus arbeiten.

Die Nachteile von Linearmotoren sind:

technologische Komplexität;

hoher Preis;

geringe Energieleistung.