Pyörivät tyyppiset solenoidimoottorit. Sähkömagneettiset moottorit: kuvaus ja toimintaperiaate. Muutokset kierretyllä roottorilla
Tämän tyyppinen sähkömoottori on yksinkertaisin. Sen toiminta perustuu virran magneettiseen toimintaan. Sen pääelementti on kela, joka, kun virta kulkee sen läpi, vetää männän sisään. Sen liikkeet muunnetaan akselin pyörimiksi erilaisilla laitteilla.
Jos haluat tehdä tällaisen moottorin, sinun on varastoitava: suuri pyörä lelusta (esimerkiksi auto); kynä; pultti, jonka tangon halkaisija ei ylitä kahvan sisähalkaisijaa (voidaan korvata naulalla); viini korkki; ruuvit; paperiliittimet; teräslanka, jonka halkaisija on 1,3 ja 3,8 mm; sähköjohto (pituus - metri); hiekasta valmistettu lanka, jossa on eristys (leikkaus 0,4 mm); 12 voltin virtalähde; litteä puupalikka, johon moottori asennetaan.
Käsitöitä tehdessään he käyttävät seuraavia työkaluja: pihdit; ruuvimeisselit; paksuus; pyöreä pihdit; rautasaha; porat, joiden halkaisija on 3,8 ja 1,4 mm; liimapistooli; ruuvimeisseli.
Kokoa solenoidi. He purkavat kahvan, leikkaavat siitä kierteisen osan rautasahalla ja toisen 3,5 cm:n palan. Segmenttien päät leikataan viilalla.
Leikkaa viinikorkista kaksi 5 mm paksua levyä. Ne tekevät reikiä keskelleen ja asettavat ne kahvaan ilman kierrettä. Liitokset liimataan. Tuloksena olevaan kelaan kierretään kuparilanka, jonka halkaisija on 0,4 mm. Kierrosten lukumäärä on 500...600. Pääehto on, että niillä kaikilla on oltava sama suunta. Langan päät viedään korkkisivujen läpi. Käämitys kiinnitetään päältä sähköteipillä.
Mäntä on valmistettu naulasta tai pultista. He katkaisivat päänsä rautasahalla. Tee pieni leikkaus pituussuunnassa toiseen päähän ja tee sitten halkaisijaltaan 1,3 mm:n läpimenevä reikä aivan päähän.
Yhdystanko on valmistettu langasta, jonka halkaisija on 3,8 mm. Sen pää on litistetty niin, että se sopii naulan (pultin) päässä olevaan koloon. Siihen porataan halkaisijaltaan 1,3 mm:n läpimenevä reikä.
Kela asennetaan puulevyn toiseen reunaan. Mäntä työnnetään siihen, ja kiertokangen litteä pää kiinnitetään siihen reikien kautta.
Kampiakseli on valmistettu halkaisijaltaan 3,8 mm:n vaijerista. Siihen tehdään polvi, joka vetäytyy kolmanneksen pituudesta päästä. Se on tuettu kahteen jalkaan, jotka on valmistettu langasta, jonka halkaisija on 1,4 mm. Aseta se puulevyn vastakkaiseen päähän suhteessa kelaan ja sen poikki.
Kampiakselilla on koneen pyörä, joka toimii vauhtipyöränä. Yhdystanko ja kampiakseli on yhdistetty kahvakannen avulla, jonka päihin on järjestetty keskenään kohtisuorat läpimenevät reiät. Kansi asetetaan ensin kampiakselin kulmakappaleeseen, sitten kiertokanki kiinnitetään siihen.
Kuparilevystä leikataan kosketin. Se asetetaan puulevyn sivulle, lähellä kampiakselin kärkeä. Jälkimmäinen on taivutettu hieman niin, että kierrettäessä se koskettaa kosketinta.
Yksi akun johtimista on kytketty kelan johtimen lähtöön. Toinen on kampiakselille kuparikoskettimen asennusta vastakkaiselta puolelta. Järjestä lankaliitäntä kelan viimeisen ja toisen lähdön välille.
Kytke moottori virtalähteeseen. Virran kulun vuoksi kelaan ilmestyy magneettikenttä, joka vetää männän sisäänpäin. Tämä saa kampiakselin pyörimään kiertokangen läpi. Se kääntyy ja katkaisee kosketuksen kuparilevyyn. Piirin virta katoaa, käämiltä puuttuu magneettikenttä ja se "vapauttaa" männän - se tulee vauhtipyörän takia ulos kelasta.
Kampiakseli jatkaa pyörimistä ja sen kaareva pää koskettaa kuparilevyä. Tämä johtaa verkon sulkeutumiseen, magneettikentän ilmaantumiseen taas kelaan, joka vetää männän sisään. Sitten kaikki toistaa itseään.
Sähkömoottorit ovat laitteita, joissa sähköenergia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi. Niiden toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion ilmiöön.
Kuitenkin tapa, jolla magneettikentät toimivat vuorovaikutuksessa, mikä saa moottorin roottorin pyörimään, vaihtelee merkittävästi syöttöjännitteen tyypistä riippuen - vaihto- tai suora.
Tasasähkömoottorin toimintaperiaate perustuu kestomagneettien samankaltaisten napojen hylkimisvaikutukseen ja erilaisten napojen vetovoimaan. Sen keksinnön prioriteetti kuuluu venäläiselle insinöörille B. S. Jacobille. Ensimmäinen teollisuusmalli tasavirtamoottorista luotiin vuonna 1838. Sen jälkeen sen suunnittelussa ei ole tapahtunut perustavanlaatuisia muutoksia.
Pienitehoisissa tasavirtamoottoreissa yksi magneeteista on fyysisesti olemassa. Se kiinnitetään suoraan koneen runkoon. Toinen luodaan ankkurikäämiin sen jälkeen, kun siihen on kytketty tasavirtalähde. Tätä tarkoitusta varten käytetään erityistä laitetta - kommutaattori-harjayksikköä. Kerääjä itsessään on johtava rengas, joka on kiinnitetty moottorin akseliin. Ankkurin käämin päät on kytketty siihen.
Vääntömomentin syntymiseksi ankkurin kestomagneetin napoja on vaihdettava jatkuvasti. Tämän pitäisi tapahtua sillä hetkellä, kun napa ylittää niin kutsutun magneettisen neutraalin. Rakenteellisesti tämä ongelma ratkaistaan jakamalla kollektorirengas sektoreihin, jotka on erotettu eristelevyillä. Ankkurien käämien päät on kytketty niihin vuorotellen.
Kerääjän kytkemiseksi virtalähteeseen käytetään niin kutsuttuja harjoja - grafiittitankoja, joilla on korkea sähkönjohtavuus ja alhainen liukukitkakerroin.
Ankkurin käämit eivät ole kytkettynä syöttöverkkoon, vaan ne on kytketty käynnistysreostaattiin kommutaattori-harjakokoonpanon kautta. Tällaisen moottorin käynnistysprosessi koostuu kytkemisestä syöttöverkkoon ja ankkuripiirin aktiivisen vastuksen vähentämisestä asteittain nollaan. Sähkömoottori käynnistyy tasaisesti ja ilman ylikuormitusta.
Asynkronisten moottoreiden käytön ominaisuudet yksivaiheisessa piirissä
Huolimatta siitä, että staattorin pyörivä magneettikenttä on helpoin saada kolmivaiheisesta jännitteestä, asynkronisen sähkömoottorin toimintaperiaate mahdollistaa sen toiminnan yksivaiheisesta kotitalousverkosta, jos niiden suunnitteluun tehdään joitain muutoksia.
Tätä varten staattorissa on oltava kaksi käämiä, joista toinen on "käynnistys" käämi. Siinä oleva virta siirtyy vaiheessa 90° johtuen reaktiivisen kuorman sisällyttämisestä piiriin. Useimmiten tätä varten
Melkein täydellinen magneettikenttien synkronointi mahdollistaa moottorin nopeuden saavuttamisen jopa merkittävillä akselin kuormituksilla, mikä on mitä tarvitaan porien, pyörövasaroiden, pölynimurien, hiomakoneiden tai lattiankiillotuskoneiden toimintaan.
Jos säädettävä sisältyy tällaisen moottorin syöttöpiiriin, sen pyörimistaajuutta voidaan muuttaa sujuvasti. Mutta suuntaa, kun se saa virran vaihtovirtapiiristä, ei voida koskaan muuttaa.
Tällaiset sähkömoottorit pystyvät kehittämään erittäin suuria nopeuksia, ovat kompakteja ja niillä on suurempi vääntömomentti. Kommutaattori-harjakokoonpanon läsnäolo kuitenkin lyhentää niiden käyttöikää - grafiittiharjat kuluvat melko nopeasti suurilla nopeuksilla, varsinkin jos kommutaattorissa on mekaanisia vaurioita.
Sähkömoottoreilla on korkein hyötysuhde (yli 80 %) kaikista ihmisen luomista laitteista. Heidän keksintöään 1800-luvun lopulla voidaan pitää laadullisena harppauksena sivilisaatiossa, koska ilman niitä on mahdotonta kuvitella korkeaan teknologiaan perustuvan modernin yhteiskunnan elämää, eikä mitään tehokkaampaa ole vielä keksitty.
Sähkömoottorin synkroninen toimintaperiaate videolla
Sähkömagneettiset moottorit ovat laitteita, jotka toimivat induktioperiaatteella. Jotkut kutsuvat niitä sähkömekaanisiksi muuntimiksi. Näiden laitteiden sivuvaikutuksena pidetään liiallista lämmöntuotantoa. On olemassa vakio- ja muuttujatyyppisiä malleja.
Laitteet erotetaan myös roottorityypin mukaan. Erityisesti on oikosulku- ja vaihemuutoksia. Sähkömagneettisten moottoreiden käyttöalue on erittäin laaja. Niitä löytyy kodinkoneista sekä teollisuusyksiköistä. Niitä käytetään myös aktiivisesti lentokoneiden rakentamisessa.
Moottorin kaavio
Sähkömagneettinen moottoripiiri sisältää staattorin sekä roottorin. Keräimet ovat yleensä harjatyyppisiä. Roottori koostuu akselista ja kärjestä. Tuulettimet asennetaan usein jäähdyttämään järjestelmää. Akselin vapaata pyörimistä varten on rullalaakerit. On myös modifikaatioita magneettisydämillä, jotka ovat olennainen osa staattoria. Roottorin yläpuolella on liukurengas. Tehokkaat muutokset käyttävät kelausrelettä. Virta syötetään suoraan kaapelin kautta.
Moottorin toimintaperiaate
Kuten aiemmin mainittiin, toimintaperiaate perustuu: Kun malli kytketään, muodostuu magneettikenttä. Sitten käämin jännite kasvaa. Roottoria käyttää magneettikentän voima. Laitteen pyörimisnopeus riippuu ensisijaisesti magneettinapojen lukumäärästä. Keräimellä on tässä tapauksessa stabilisaattorin rooli. Virta syötetään piiriin staattorin kautta. On myös tärkeää huomata, että suojuksia ja tiivisteitä käytetään moottorin suojaamiseen.
Kuinka tehdä se itse?
Tavallisen sähkömagneettisen moottorin valmistaminen omin käsin on melko yksinkertaista. Ensimmäinen asia, joka sinun pitäisi tehdä, on roottori. Tätä varten sinun on löydettävä metallitanko, joka toimii akselina. Tarvitset myös kaksi voimakasta magneettia. Staattorissa täytyy olla käämitys. Seuraavaksi jäljellä on vain harjan keräimen asentaminen. Kotitekoiset sähkömagneettiset moottorit on kytketty verkkoon johtimen kautta.
Muutokset autoihin
Sähkömagneettisia valmistetaan vain kollektorityyppisinä. Niiden keskiteho on 40 kW. Nimellisvirtaparametri puolestaan on 30 A. Staattorit ovat tässä tapauksessa kaksinapaisia. Joissakin muutoksissa on tuulettimia, joita käytetään järjestelmän jäähdyttämiseen.
Laitteissa on myös erityisiä aukkoja ilmankiertoa varten. Moottoreiden roottorit on asennettu metallisydämillä. Tiivisteitä käytetään akselin suojaamiseen. Staattori sijaitsee tässä tapauksessa kotelossa. Solenoidireleillä varustettujen koneiden sähkömagneettiset moottorit ovat harvinaisia. Keskimäärin akselin halkaisija ei ylitä 3,5 cm.
Lentokoneiden laitteet
Tämän tyyppisten moottoreiden toiminta perustuu sähkömagneettisen induktion periaatteeseen. Tätä tarkoitusta varten käytetään kolminapaisia staattoreita. Myös sähkömagneettiset lentokonemoottorit sisältävät harjattomia kommutaattoreita. Laitteiden liitäntäkotelot sijaitsevat liukurenkaiden yläpuolella. Staattorin kiinteä osa on ankkuri. Akseli pyörii rullalaakereiden ansiosta. Joissakin muokkauksissa käytetään harjanpitimiä. On myös tärkeää mainita erityyppiset liitäntäkotelot. Tässä tapauksessa paljon riippuu muunnelman tehosta. Lentokoneiden sähkömagneettiset moottorit on varustettu tuulettimilla jäähdytystä varten.
Moottorigeneraattorit
Sähkömagneettisia moottorigeneraattoreita valmistetaan erityisillä bendixillä. Laitepiiri sisältää myös sisäänvetoreleet. Sydämiä käytetään roottorin käynnistämiseen. Laitteiden staattorit ovat kaksinapaisia. Itse akseli on asennettu rullalaakereihin. Useimmissa moottoreissa on kumitulppa. Siten roottori kuluu hitaasti. Mukana on myös muunnelmia harjanpidikkeillä.
Oravahäkkimallit
Kodinkoneisiin asennetaan usein sähkömagneettinen moottori, jossa on oravahäkkiroottori. Mallien keskiteho on 4 kW. Itse staattorit ovat kaksinapaisia. Roottorit on asennettu moottorin takaosaan. Malleissa on halkaisijaltaan pieni varsi. Nykyään tuotetaan useimmiten asynkronisia modifikaatioita.
Laitteissa ei ole liitäntäkoteloita. Virran syöttämiseen käytetään erityisiä napakappaleita. Moottoripiiri sisältää myös magneettipiirit. Ne on asennettu staattorien lähelle. On myös tärkeää huomata, että laitteita on saatavana harjatelineen kanssa tai ilman. Jos harkitsemme ensimmäistä vaihtoehtoa, tässä tapauksessa asennetaan erityiset, joten staattori on suojattu magneettikentältä. Laitteissa, joissa ei ole harjanpidintä, on tiiviste. Bendix-moottorit on asennettu staattorin taakse. Niiden kiinnittämiseen käytetään tappeja. Näiden laitteiden haittana on ytimen nopea kuluminen. Se johtuu moottorin kohonneesta lämpötilasta.
Muutokset kierretyllä roottorilla
Kierretty roottorin sähkömagneettinen moottori asennetaan työstökoneisiin ja sitä käytetään usein raskaassa teollisuudessa. Tässä tapauksessa magneettisydämet on varustettu ankkureilla. Laitteiden erityispiirteenä pidetään suuret akselit. Jännite syötetään suoraan käämiin staattorin kautta. Harjan pidikettä käytetään akselin pyörittämiseen. Joihinkin niistä on asennettu liukurenkaat. On myös tärkeää huomata, että mallien teho on keskimäärin 45 kW. Moottoreita voidaan käyttää suoraan vain vaihtovirtaverkosta.
Kommutaattorin sähkömagneettinen moottori: toimintaperiaate
Keräilijämuunnoksia käytetään aktiivisesti sähkökäytöissä. Niiden toimintaperiaate on melko yksinkertainen. Kun jännite on kytketty piiriin, roottori aktivoituu. aloittaa induktioprosessin. Käämityksen viritys saa roottorin akselin pyörimään. Tämä aktivoi laitteen levyn. Laakereita käytetään vähentämään kitkaa. On myös tärkeää huomata, että mallit on varustettu harjanpidikkeillä. Laitteiden takana on usein tuuletin. Jotta akseli ei hankautuisi tiivistettä vasten, käytetään suojarengasta.
Harjattomia modifikaatioita
Harjattomat muutokset eivät ole yleisiä nykyään. Niitä käytetään ilmanvaihtojärjestelmissä. Niiden tunnusomaisena ominaisuutena pidetään äänettömyyttä. On kuitenkin otettava huomioon, että mallit valmistetaan pienellä teholla. Keskimäärin tämä parametri ei ylitä 12 kW. Niissä olevat staattorit asennetaan usein kaksinapaisiin tyyppeihin. Käytetyt akselit ovat lyhyitä. Roottorin sulkemiseen käytetään erityisiä tiivisteitä. Joskus moottorit on suljettu koteloon, jossa on tuuletuskanavat.
Mallit itsenäisellä herätyksellä
Tämän tyyppiset modifikaatiot erottuvat päätemagneettisilla piireillä. Tässä tapauksessa laitteet toimivat verkossa vain vaihtovirralla. Tasajännite syötetään ensin staattoriin. Mallien roottorit on valmistettu keräilijöillä. Joidenkin muutosten teho on jopa 55 kW.
Laitteet eroavat ankkurien tyypistä. Harjatelineet asennetaan usein kiinnitysrenkaaseen. On myös tärkeää huomata, että laitteiden jakotukia käytetään tiivisteillä. Tässä tapauksessa levyt sijaitsevat staattorien takana. Monissa moottoreissa ei ole bendixiä.
Itsevirittyvä moottorikaavio
Tämän tyyppiset sähkömagneettiset moottorit voivat ylpeillä suurella teholla. Tässä tapauksessa käämit ovat suurjännitetyyppisiä. Jännite syötetään napojen koskettimien kautta. Roottori on kiinnitetty suoraan harjanpitimeen. Laitteiden käyttövirtataso on 30 A. Joissakin muokkauksissa käytetään ankkureita harjanpidikkeillä.
On myös laitteita, joissa on yksinapaiset staattorit. Itse akseli sijaitsee moottorin keskellä. Jos tarkastelemme suuritehoisia laitteita, ne käyttävät tuuletinta järjestelmän jäähdyttämiseen. Kotelossa on myös pieniä reikiä.
Rinnakkaisherätysmallit
Tämän tyyppiset sähkömagneettiset moottorit valmistetaan harjakommutaattorien pohjalta. Tässä tapauksessa ei ole ankkureita. Laitteiden akseli on asennettu rullalaakereihin. Myös erityisiä tassuja käytetään vähentämään kitkavoimaa. Joissakin kokoonpanoissa on magneettiytimet. Mallit voidaan liittää vain tasavirtaverkkoon.
On myös tärkeää huomata, että markkinat koostuvat pääasiassa kolmitahtisista modifikaatioista. Laitteiden harjanpitimet on valmistettu sylintereistä. Mallit eroavat teholtaan. Keskimäärin käyttövirta tyhjäkäynnillä ei ylitä 50 A. Sähkömagneettisen kentän tehostamiseksi käytetään roottoreita, joissa on suurjännitekäämit. Joissakin kokoonpanoissa käytetään magneettisydämiä koskevia vinkkejä.
Sarjan herätelaitteet
Tämän tyyppisen moottorin toimintaperiaate on melko yksinkertainen. Jännite syötetään suoraan staattoriin. Seuraavaksi virta kulkee roottorin käämin läpi. Tässä vaiheessa ensiökäämi jännitetään. Tämän seurauksena roottoria käytetään. On kuitenkin otettava huomioon, että moottorit voivat toimia vain vaihtovirtaverkossa. Tässä tapauksessa kärkiä käytetään magneettisydämen kanssa.
Jotkin laitteet on varustettu harjanpidikkeillä. Mallien tehot vaihtelevat 20 - 60 kW. Kiinnitysrenkaita käytetään akselin kiinnittämiseen. Bendixit sijaitsevat tässä tapauksessa rakenteen alaosassa. Ei ole riviliittimiä. On myös tärkeää huomata, että akseli on asennettu eri halkaisijoilla.
Sekaviritysmoottorit
Tämän tyyppisiä sähkömagneettisia moottoreita voidaan käyttää vain käytöissä. Tässä roottori asennetaan useimmiten ensiökäämillä. Tässä tapauksessa tehon osoitin ei ylitä 40 kW. Järjestelmän nimellinen ylikuormitus on noin 30 A. Laitteiden staattori on kolminapainen. Määritetty moottori voidaan kytkeä vain vaihtovirtaverkkoon. Niiden liitäntäkoteloita käytetään koskettimien kanssa.
Jotkut modifikaatiot on varustettu harjanpidikkeillä. Markkinoilla on myös tuulettimilla varustettuja laitteita. Tiivisteet sijaitsevat useimmiten staattorien yläpuolella. Laitteet toimivat sähkömagneettisen induktion periaatteella. Ensisijainen heräte suoritetaan staattorin magneettipiirissä. On myös tärkeää huomata, että laitteet käyttävät suurjännitekäämityksiä. Akselin kiinnittämiseen käytetään suojarenkaita.
AC-laitteet
Tämän tyyppisen mallin piirikaavio sisältää kaksinapaisen staattorin. Laitteen teho on keskimäärin 40 kW. Tässä roottoria käytetään ensiökäämin kanssa. On myös modifikaatioita, joissa on bendixejä. Ne on asennettu staattoriin ja niillä on sähkömagneettisen kentän stabilisaattorin rooli.
Akselin pyörittämiseen käytetään vetopyörää. Tässä tapauksessa tassut asennetaan kitkavoiman vähentämiseksi. Myös pylväitä käytetään. Kansia käytetään suojaamaan mekanismia. Mallien magneettiytimet asennetaan vain ankkureilla. Keskimäärin järjestelmän käyttövirta pidetään 45 A:ssa.
Synkroniset laitteet
Piiri sisältää kaksinapaisen staattorin sekä harjakommutaattorin. Jotkut laitteet käyttävät magneettipiiriä. Jos harkitsemme kotitalouksien muutoksia, he käyttävät harjanpitimiä. Keskimääräinen tehoparametri on 30 kW. Tuulettimilla varustetut laitteet ovat harvinaisia. Jotkut mallit käyttävät vaihteistoa.
Moottorin jäähdyttämiseksi kotelossa on tuuletusaukot. Tässä tapauksessa kiinnitysrengas asennetaan akselin pohjaan. Käämitys on pienjännitetyyppistä. Synkronisen muuntamisen toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen kentän induktioon. Tätä varten staattoriin asennetaan eri tehoisia magneetteja. Kun käämitys on jännittynyt, akseli alkaa pyöriä. Sen taajuus on kuitenkin alhainen. Tehokkaissa malleissa on keräilijät releillä.
Asynkronisen moottorin kaavio
Asynkroniset mallit ovat kompakteja ja niitä käytetään usein kodinkoneissa. Niillä on kuitenkin kysyntää myös raskaassa teollisuudessa. Ensinnäkin heidän turvallisuutensa on huomioitava. Laitteiden roottoreita käytetään vain yksinapaisia. Staattorit asennetaan kuitenkin magneettisydämillä. Tässä tapauksessa käämitys on suurjännitetyyppinen. Sähkömagneettisen kentän vakauttamiseksi on bendix.
Se kiinnitetään laitteeseen avaimen ansiosta. Niissä oleva kelausrele sijaitsee ankkurin takana. Laitteen akseli pyörii erityisillä rullalaakereilla. On myös tärkeää huomata, että harjattomiin kommutaattoreihin on tehty muutoksia. Niitä käytetään pääasiassa eri tehojen asemiin. Tässä tapauksessa ytimet asennetaan pitkänomaisesti ja ne sijaitsevat magneettisydämien takana.
Kulutusekologia Tiede ja tekniikka: Yksi magneettimoottorin vaihtoehto on tuote nimeltä Radial Solenoid Engine. Sen toimintatapaa testataan.
Tämä video näyttää kotitekoisen radiaalisolenoidimoottorin. Tämä on säteittäinen sähkömagneettinen moottori, sen toiminta testataan eri tiloissa. Näytetään kuinka sijaitsevat magneetit, joita ei ole liimattu, ne puristetaan levyllä ja kääritään sähköteipillä. Mutta suurilla nopeuksilla siirtymiä tapahtuu silti ja niillä on taipumus siirtyä pois rakenteesta.
Tämä testi sisältää kolme kelaa, jotka on kytketty sarjaan. Akun jännite 12V. Magneettien asento määritetään Hall-anturin avulla. Mittaamme kelan virrankulutuksen yleismittarilla.
Suoritetaan testi kolmen kelan kierrosten lukumäärän määrittämiseksi. Pyörimisnopeus on noin 3600 rpm. Piiri on koottu leipälevylle. Virtalähteenä 12 voltin akku, piiri sisältää stabilisaattorin ja kaksi LED-valoa, jotka on kytketty Hall-anturiin. 2-kanavainen hall-anturi AH59, yksi kanava aukeaa, kun magneetin etelä- ja pohjoisnavat kulkevat läheltä. LED-valot vilkkuvat ajoittain. Ohjaa tehokasta kenttätransistoria IRFP2907.
Hall-anturin toiminta
Leipälaudalla on kaksi LEDiä. Jokainen on kytketty omaan anturikanavaansa. Roottorissa on neodyymimagneetit. Niiden navat vuorottelevat pohjois-etelä-pohjoinen -kuvion mukaan. Etelä- ja pohjoisnavat kulkevat vuorotellen Hall-anturin läheltä. Mitä suurempi roottorin nopeus, sitä useammin LED-valot vilkkuvat.
Moottorin nopeutta ohjaa Hall-anturi. Yleismittari määrittää yhden kelan virrankulutuksen siirtämällä Hall-anturia. Kierrosten määrä muuttuu. Mitä suurempi moottorin nopeus, sitä suurempi virrankulutus.
Nyt kaikki kelat on kytketty sarjaan ja osallistuvat testiin. Yleismittari lukee myös virrankulutuksen. Roottorin nopeuden mittaus osoitti maksiminopeudeksi 7000 rpm. Kun kaikki kelat on kytketty, käynnistys tapahtuu sujuvasti ja ilman ulkoista vaikutusta. Kun kolme kelaa on kytketty, sinun on autettava kädelläsi. Kun roottoria jarrutetaan käsin, virrankulutus kasvaa.
Kuusi kelaa on kytketty. Kolme kelaa yhdessä vaiheessa, kolme toisessa. Laite poistaa virran. Jokaista vaihetta ohjataan kenttätransistorilla.
Roottorin kierrosten määrän mittaus. Käynnistysvirrat ovat kasvaneet ja myös nimellisvirta on kasvanut. Moottori saavuttaa nopeusrajan nopeammin noin 6 900 rpm:ssä. Moottorin jarruttaminen käsin on erittäin vaikeaa.
Kolme käämiä on kytketty 12 voltin tehoon. Muut 3 käämiä on oikosuljettu johdolla. Moottori alkoi nostaa nopeutta hitaammin. Laite kuluttaa virtaa. Kolme käämiä on kytketty 12 voltin tehoon. Nämä kolme kelaa on suljettu langalla. Roottori pyörii hitaammin, mutta saavuttaa maksiminopeuden ja toimii hyvin.
Yleismittari ottaa piirivirran kolmelta kelalta. Oikosulkuvirta. Neljä kelaa on kytketty sarjaan. Niiden ytimet ovat samansuuntaiset roottorimagneettien kanssa.
Laite mittaa virrankulutusta. Se kiihtyy hitaammin, mutta tässä kelajärjestelyssä ei ole tarttumiskohtaa. Roottori pyörii vapaasti. julkaistu
Keksintö koskee voimatekniikkaa ja sähkötekniikkaa, nimittäin kesto- ja sähkömagneettien energiaa käyttäviä laitteita. Sitä voidaan käyttää laajan tehoalueen käyttölaitteena ympäristöystävällisille moottoreille ja sähkögeneraattoreille.
Keksinnön tavoitteena on luoda yksinkertaisempi rakenne sähkömagneettisesta moottorista, jolla on paremmat vetoominaisuudet. Ehdotetun rakenteen pitäisi tarjota tehokkaampi kesto- ja sähkömagneettien magneettikentän muuntaminen liikeenergiaksi. Toinen tehtävä on laajentaa ympäristöystävällisten teknisten keinojen arsenaalia.
Tämä tehtävä saavutetaan sillä, että sähkömagneettinen moottori sisältää vähintään yhden liikkuvan ja yhden kiinteän koaksiaalisen magneettielementin, jotka ovat vuorovaikutuksessa magneettikenttiensä kanssa pääasiassa niiden pintoja pitkin kiihtyvällä vauhdilla liikkuvan elementin liikesuunnassa liikerataosassa.
Tällaiselle keksinnön mukaiselle magneettimoottorille on tunnusomaista se, että vuorovaikutuksessa olevat magneettielementit on tehty koaksiaalisesti, mikä lisää huomattavasti liikkuvien ja paikallaan pysyvien magneettielementtien välistä vuorovaikutusaluetta. Koaksiaalisilla magneettielementeillä on myös suurempi magneettikentän vuorovaikutuksen tiheys kuin litteillä levymagneeteilla, jotka ovat hajallaan toisin kuin koaksiaaliset.
Yhden ryhmän magneettiset elementit on asennettu ympyrään ja kytketty pyörimisakseliin, joka on sama kuin toisen elementtiryhmän asennusympyrän akseli, ja molemmat ympyrät ovat yhteneväisiä, ja yhdellä magneettielementtien ryhmällä on pituussuuntainen raot sisäisessä säteen suunnassa, ja rakojen leveys on riittävä aksiaaliliitoselementtien toisen ryhmän magneettisia elementtejä kulkemiseen.
Tässä tapauksessa yhden magneettielementtien ryhmän aksiaalinen liitoselementti voidaan tehdä levyn muotoiseksi.
Vaihtoehtoisesti yhden magneettielementtien ryhmän aksiaaliset liitoselementit on valmistettu pinnoiksi tai levyiksi.
Tietyssä suoritusmuodossa magneettimoottori sisältää liikkuvan elementin, esimerkiksi ympyrässä pyörivän pinnan muodossa, johon on kiinnitetty n-magneettiset elementit, jotka on asennettu siten, että ne voivat olla vuorovaikutuksessa m-magneettisen kanssa. elementit asennettuna liikkumatta. Jos jokainen ryhmään m kuuluvista magneettisista elementeistä on tehty kestomagneetin muodossa, niin ryhmän n magneettiset elementit tehdään sähkömagneetin muodossa. Yksi magneettielementtien ryhmistä (m tai n) koostuu magneettisista elementeistä, joista jokainen on tehty läpimenevällä kanavalla, joka yhdistää tämän magneettielementin päät, ja litteällä rakolla, joka yhdistää magneettielementin ulkopinnan läpimenevällä kanavalla. koko pituudeltaan. Toinen magneettielementtien ryhmä sisältää magneettielementit, joista jokainen on asennettu siten, että se pystyy kulkemaan toisen ryhmän magneettielementin läpimenokanavan läpi. Yhden ryhmän magneettiset elementit ovat sähkömagneetteja, joiden kierrokset on sijoitettu siten, että ne eivät mene päällekkäin läpimenokanavan koko pituudelta magneettielementin ulkopinnan kanssa yhdistävän litteän rakon kanssa.
Siinä tapauksessa, että yhden ryhmän magneettiset elementit ovat vuorovaikutuksessa olevien koaksiaalisten magneettielementtien ulkoisia elementtejä ja ovat sähkömagneetti, niiden kierrokset asetetaan siten, että ne eivät mene päällekkäin litteän rakon kanssa, joka yhdistää läpimenokanavan koko pituuden magneettielementin ulkopinta. Ja sisäiset elementit ovat kestomagneetteja toisesta ryhmästä, vuorovaikutuksessa koaksiaalielementtejä ja edustavat hieman kaarevaa sauvaa, jonka muotoa voidaan parhaiten kuvata osana runkoa, jossa on toroidaalinen pinta.
Toisessa tapauksessa, kun yhden ryhmän magneettiset elementit ovat vuorovaikutuksessa olevien koaksiaalisten magneettielementtien ulkoisia elementtejä ja ovat kestomagneetteja, jokaisessa niistä on läpimenokanava, joka yhdistää tämän magneettisen elementin päät ja litteän kohteen, joka yhdistää magneettielementin ulkopinnan. magneettielementti läpimenevällä kanavalla koko pituudeltaan. Ja sisäiset magneettiset elementit ovat sähkömagneetteja, toisesta vuorovaikutuksessa olevien koaksiaalisten magneettielementtien ryhmästä ja edustavat hieman kaarevaa sauvaa, jonka muotoa kuvataan parhaiten kehon osana, jolla on toroidaalinen pinta.
Näytämme ehdotetun moottorin toimintaperiaatteen kahdessa versiossa. Eräässä suoritusmuodossa yksi magneettielementtien ryhmistä, jotka ovat kiinteitä sähkömagneetteja, on kiinnitetty jäykästi moottorin koteloon. Toinen ryhmä magneettisia elementtejä kiinnitetään sähkömoottorin roottoriin pidikkeiden avulla. Liikkuvat magneettielementit ovat kestomagneetteja, jotka voivat kulkea vapaasti kiinteiden sähkömagneettien kanavien läpi. Sähkömoottorin toiminnan alkuvaiheessa sähkövirta syötetään kiinteisiin sähkömagneeteihin. Sähkömagneeteissa syntyy sähkömagneettinen kenttä, joka vetää liikkuvia kestomagneetteja onteloinsa. Liikkuvat kestomagneetit, jotka kiihtyvät magneettikenttien vuorovaikutuksen vuoksi sähkömagneettien kanavien sisäänkäynnissä, jatkavat liikkumista kanavaa pitkin ja lähestyvät sähkömagneetin lähtöreikää. Tämän sähkömagneetin osan napaisuus on sama kuin liikkuvan kestomagneetin lähestyvän osan napaisuus. Liikkuvan kestomagneetin jyrkkää jarrutusta ei kuitenkaan tapahdu, koska tällä hetkellä sähkömagneeteille syötetään automaattisesti vastakkaisen napaisuuden sähkövirta elektronisen tai mekaanisen kytkimen avulla. Tämän seurauksena liikkuva kestomagneetti jatkaa liikettä saatuaan lisäkiihdytystä ja poistuu sähkömagneetin ontelosta ja lähestyy seuraavaa ympyrällä sijaitsevaa kiinteää sähkömagneettia. Kun lähestyt seuraavaa sähkömagneettia, myös niiden vuorovaikutuksessa olevat saman napaisuuden magneettikentät lähestyvät, ja tällä hetkellä tapahtuu seuraava muutos paikallaan olevan sähkömagneetin polariteetissa. Ja liikkuva kestomagneetti jatkaa liikettä. Kuvattua prosessia voidaan jatkuvasti toistaa, ei vain yhdelle kestomagneetille ja sähkömagneetille, vaan useille muille liikkuville ja paikallaan oleville magneeteille.
Magneettiset elementit voidaan valmistaa sekä kestomagneettien muodossa että sähkömagneettien tai niiden yhdistelmien muodossa, asennettuna renkaaseen tai toiseen roottoriin.
Toinen sähkömoottorin suunnitteluvaihtoehto on annettu alla.
Esillä olevaa keksintöä havainnollistavat oheiset graafiset materiaalit:
Kuvassa Kuvassa 1 on sähkömagneettinen moottori versiossa, jossa kiinteät magneetit ovat sähkömagneetteja ja liikkuvat magneetit kestomagneetteja.
Kuvassa 2 – neliroottorisen sähkömagneettisen moottorin pituusleikkaus A-A.
Kuvassa 3 – V-V sähkömagneettisen moottorin poikkileikkaus.
Kuvassa 4 ja fig. 5 vaihtoehtoa sähkömagneettiselle moottorille, jossa on suurempi vuorovaikutusalue magneettisten elementtien välillä (vuorovaikutuksessa pitkänomaiset magneettielementit).
Kuvassa 6 sähkömagneettinen moottori versiossa, jossa kiinteät magneetit ovat kestomagneetteja ja liikkuvat magneetit sähkömagneetteja.
Eräässä toisessa suoritusmuodossa ehdotettu magneettimoottori liittyy yhteen keksinnön edullisen suoritusmuodon esimerkeistä. Se koostuu kotelosta 1 (kuva 2, kuva 3 ja kuva 6) ja kotelon kannesta 9 kiinteät kestomagneetit 2 tasaisella uralla, jotka on asennettu jäykästi koteloon 1. Siirrettävät sähkömagneetit 3 on asennettu jäykästi roottoriin 5 käyttämällä pidikkeitä 4. Roottori 5 on kiinnitetty jäykästi akselille 6 ja se on pyörimismahdollisuus yhdessä akselin 6 kanssa. Kotelo 1, kotelon kansi 9, pidike 4 ja akseli 6 on valmistettu materiaalista, joka ei ole vuorovaikutuksessa magneettien kanssa. Kiinteä kestomagneetti 2 on osa toroidista runkoa, jossa on läpimenevä kanava, joka yhdistää tämän rungon päät ja ontto rako, joka yhdistää ulkopinnan läpimenevään kanavaan tämän rungon koko pituudelta.
Liikkuva sähkömagneetti 3 on hieman kaareva sauva, jonka muoto on parhaiten kuvattu osana runkoa, jossa on toroidaalinen pinta. Sähkömagneettien 3 käämien 7 päät on kiinnitetty virranottoelementteihin 8 ja saavat sähköä kytkimen liukulevyjen avulla (kytkin-jakajaa ei ole esitetty). Kytkinjakaja muuttaa syötettävän sähkövirran napaisuutta riippuen sähkömagneetin 3 sijainnista suhteessa kiinteään kestomagneettiin 2.
Ehdotettu moottori toimii seuraavasti. Kuten kuviossa 1 on esitetty. Kuviossa 6 pyörivälle roottorille 5 oleviin pidikkeisiin 4 kiinnitetyt sähkömagneetit 3 voivat kulkea kiinteiden kestomagneettien 2 kanavien läpi. Kun sähkömagneeteissa 3 olevan kytkimen kautta syötetään sähkövirtaa virranottoelementteihin 8, kelojen 7 päät 7 kulkevat. 8, jotka on kiinnitetty virrankeräjiin 8, viritetään sähkömagneettinen kenttä. Sähkömagneetti 3 vedetään kestomagneetin 2 läpimenokanavaan, koska sähkömagneetin 3 ja kestomagneetin 2 napojen napaisuus niiden lähestymishetkellä on päinvastainen. Sähkömagneetti 3, jota kiihdyttää magneettikenttien vuorovaikutus kanavan sisäänkäynnissä, jatkaa liikkumistaan ja lähestyy kestomagneettikanavan lähtöreiän toista osaa. Sähkömagneetin 3 äkillistä jarrutusta ei kuitenkaan tapahdu. Rakenteellisesti varmistetaan, että ehto täyttyy, jossa sähkömagneeteille 3 syötetään automaattisesti vastakkaisen napaisuuden sähkövirtaa elektronisen tai mekaanisen kytkimen avulla. Tämän seurauksena kestomagneetti 2 työntää sähkömagneetin 3 ulos ontelostaan, kun sähkömagneetin 3 napaisuus muuttuu päinvastaiseksi, sähkömagneetin 3 ja kestomagneetin 2 vuorovaikutuksessa olevat magneettikentät tällä alueella ovat samat. Sähkömagneetin 3 myöhempi liike yhdessä roottorin 5 ja akselin 6 kanssa varmistaa, että sähkömagneetti 3 lähestyy seuraavaa kestomagneettia 2, joka sijaitsee ympyrän ympärillä. Kun sähkömagneetin 3 ja kestomagneetin 2 vuorovaikutuksessa olevat napat lähestyvät, tapahtuu seuraava muutos sähkömagneetin 3 polariteetissa ja sähkömagneetti 3 jatkaa liikettä. Kuvattua prosessia toistetaan jatkuvasti, ei vain kuvaillulle sähkömagneetille 3, vaan myös jokaiselle sähkömagneetille, joka on samalla tavalla kiinnitetty roottoriin 5.
Siten on mahdollista suunnitella ehdotettu moottori vuorovaikutteisten magneettielementtien pitkänomaisilla muodoilla (kuva 4), mikä lisää niiden vuorovaikutusaluetta. Tämä tarkoittaa sähkömoottorin tehon kasvua.
On pidettävä mielessä, että esillä olevan keksinnön mahdolliset muutokset ja muunnelmat tulevat ilmeisiksi alan ammattimiehelle.
Toinen ehdotetun keksinnön käyttöalue on mahdollisuus käyttää sitä rakenteina, joiden jokainen osa sisältää oman roottorinsa kiinteillä magneettielementeillä, jotka ovat vuorovaikutuksessa kiinteiden magneettisten elementtien kanssa.
