Электродвигатель

1. «Электродвигатель»

Индивидуальный проект:
«Электродвигатель»
z

2. Содержание

z
1. Введение
2. Универсальные электродвигатели
2.1. Устройство
3. Тенденции развития электродвигателей
3.1. Классификация
3.2. Виды
4. Перспективы
5. Сравнение ЭД и ДВС
6. Заключение

3. Введение

z
Введение
Актуальность: Повышение спроса на экологически
чистые и энергоэффективные технологии делает
развитие электродвигателей приоритетной задачей.
Цель: Кратко описать преимущества и недостатки
электродвигателей, особенно универсальных моторов,
и обозначить тенденции их развития.
Задачи: Сравнить ЭД и ДВС, описать особенности
универсальных моторов, выделить основные
направления развития ЭД.

4. Универсальные электродвигатели

z
Универсальные электродвигатели
Электродвигатель — электротехническое изделие, основной функцией которого
является преобразование энергии электрической в механическую. Это основной
элемент электропривода. Превращение энергии происходит за счет
взаимодействия магнитного поля ротора и статора. Электромеханические
преобразователи широко применяются в приборах, которые используются в
бытовом хозяйстве. Среди них стиральные машины, электробритвы,
соковыжималки, пылесосы и многие другие. Электрические моторы приводят в
движение подключенные к ним механизмы.

5. Устройство

z
Устройство
Чтобы понять, как работает мотор, нужно знать, из чего
состоит электродвигатель. Изобретателем
электродвигателя считается Майкл Фарадей. Он сделал
открытие в 1821-ом году: показал, что непрерывное
вращение происходит при взаимодействии магнита с
электрическим током в проводнике.
Независимо от вида устройство электродвигателя
однотипное. Внутри цилиндрической проточки
расположены ротор (вал, вращающаяся часть машины)
и статор, которым называют неподвижную часть. Это
основные элементы электромашины. У большинства
двигателей ротор расположен внутри статора. Но есть и
такие, в которых он установлен снаружи. Их называют
двигателями обращенного типа.

6.

7. Классификация электродвигателей

Электрические двигатели
делятся на 2 большие группы:
z
• постоянного тока, которые, в свою
очередь, подразделяются на
бесщеточные и с щетками.
• переменного тока, которые могут
быть универсальными, индукционными
или синхронными.

8.

z
Электрические
преобразователи постоянного тока со щетками имеют
4 системы возбуждения:
1. последовательная, где у ДТП значительный начальный момент;
2. параллельная: в таком моторе обмотки статора и якоря соединены
параллельно. Скорость вращения подвижной части от нагрузки не
зависит;
3. от постоянных магнитов: отличается небольшими габаритами;
4.смешанное возбуждение: здесь электромагнит разделен на 2 части.
Первая подключена параллельно обмотке якоря, вторая —
последовательно. Применяется в механизмах, где требуется высокий
момент трогания.

9. Виды электродвигателей:

z
Виды электродвигателей:
Электродвигатели
переменного тока
Электродвигатели
постоянного тока
Синхронные электродвигатели переменного тока
широко применяются в приборах, используемых
в быту. Здесь ротор имеет постоянную скорость,
которую можно регулировать. Синхронные
двигатели, питание которых осуществляется
переменным током, применяют там, где скорость
вращения должна быть более 3 000 оборотов в
минуту. Регулировка производится изменением
подаваемого напряжения. Разберемся, как
работает электродвигатель переменного тока.
Вращение ротора происходит при контакте тока
якоря с магнитным потоком в обмотке
возбуждения. Меняется магнитный поток при
изменении движения переменного тока. Таким
образом происходит одностороннее вращение.
Синхронные двигатели переменного тока
применяются в пылесосах, соковыжималках,
стиральных машинах, различных
электроинструментах, в насосах и так далее.
Электродвигатели постоянного тока широко
применяются в промышленном оборудовании.
Отличаются от преобразователей переменного
тока высоким КПД (коэффициентом полезного
действия) — на 15% выше. У них простая схема
управления благодаря использованию
микроприводов. Все это позволяет
изготавливать электродвигатели постоянного
тока небольших размеров.
Электрические машины постоянного тока
отличаются высоким начальным моментом. Их
используют в оборудовании, где
предусматривается запуск под большой
нагрузкой. В основном это тяговые и
электроподъемные механизмы. Они применяют
там, где требуется постоянство механического
момента. Используются как двигатель и
генератор.
Двигатели
универсальные
Универсальные двигатели могут работать от
источников постоянного и переменного тока. Их
применяют в маломощных приборах и мелкой
бытовой технике.
Отличительная черта универсальных двигателей
— их строение. Магнитная система представляет
собой секции, изолированные друг от друга.
Обмотка разделена на две части. При подаче
тока от источника переменного напряжения он
поступает только в одну половину. Описанный
принцип работы электродвигателя необходим для
снижения радиопомех.
Универсальные моторы могут развивать скорость
свыше 10 000 оборотов в минуту. Скорость можно
регулировать без необходимости использования
дополнительных устройств. К недостаткам этого
вида электродвигателей можно отнести лишь
следующие:ограниченная мощность и
необходимость периодического технического
обслуживания коллекторного узла.

10. Перспективы

z
Перспективы
Перспективы электродвигателей в будущем очень
оптимистичны, особенно в контексте устойчивого
развития и электрификации различных отраслей.
Электродвигатели продолжат играть ключевую
роль в транспорте, промышленности и бытовой
технике, причем основной акцент будет сделан на
повышении эффективности, снижении стоимости
и улучшении экологических показателей.
Основные тенденции развития электродвигателей:
Повышение эффективности:
Разработка новых типов электродвигателей,
таких как гибридные двигатели, сочетающие
преимущества разных технологий, и улучшение
существующих конструкций, включая
использование новых материалов и технологий
производства.
Снижение стоимости:
Поиск новых материалов и технологий, которые
позволят снизить стоимость производства
электродвигателей, что сделает их более
доступными для широкого круга потребителей.
Улучшение экологических показателей:
Сокращение выбросов вредных веществ в
атмосферу, повышение энергоэффективности и
использование возобновляемых источников
энергии для питания электродвигателей.
Расширение областей применения:
Электродвигатели будут находить все более
широкое применение в различных отраслях,
включая транспорт (электромобили,
электробусы, электропоезда), промышленность
(робототехника, автоматизация производства), а
также в бытовой технике.
Интеграция с системами накопления энергии:
Развитие технологий для более эффективной
интеграции электродвигателей с системами
накопления энергии, такими как аккумуляторы и
суперконденсаторы, что позволит повысить
автономность и гибкость использования
электродвигателей.
Умные системы управления:
Внедрение систем умного управления
электродвигателями, которые позволят
оптимизировать их работу, повысить
эффективность и снизить потребление энергии

11. ЭД и ДВС

Электродвигатели
z (ЭД) и двигатели внутреннего сгорания (ДВС) имеют свои сильные и слабые стороны.
ЭД выигрывают по экологичности, эффективности и простоте обслуживания, в то время как ДВС превосходят в
плотности энергии и времени заправки.
Преимущества электродвигателей
Экологичность:
Отсутствие выбросов
вредных веществ при
работе, что делает их
более экологически
чистыми.
Высокий КПД:
КПД электродвигателей
значительно выше, чем
у ДВС, что означает
меньшие потери
энергии.
Низкие
эксплуатационные
расходы:
Электродвигатели
имеют меньше
движущихся частей, что
упрощает обслуживание
и снижает затраты на
ремонт и замену
деталей.
Простота
конструкции:
Электродвигатели
проще по
конструкции и не
требуют сложной
трансмиссии, как в
случае с ДВС.
Низкий уровень
шума:
Электродвигатели
работают тише, чем
ДВС, что повышает
комфорт.
Возможность
рекуперации энергии:
Электродвигатели
могут рекуперировать
энергию при
торможении, что
повышает
эффективность.
Недостатки электродвигателей
Ограниченный запас хода:
Автомобили на электротяге имеют
меньший запас хода, чем
автомобили с ДВС, из-за
ограниченной емкости
аккумуляторов.
Время зарядки:
Зарядка электромобиля занимает
больше времени, чем заправка
бензином или дизелем.
Необходимость зарядной
инфраструктуры:
Для использования
электромобилей требуется
развитая сеть зарядных станций.
Высокая стоимость аккумуляторов:
Аккумуляторы для
электромобилей пока еще дороги,
что влияет на стоимость
электромобилей

12.

z
Преимущества двигателей
внутреннего сгорания
Высокая плотность энергии: ДВС
обеспечивают большую энергию
на единицу объема топлива, что
позволяет создавать автомобили с
большим запасом хода.
Быстрая заправка: Заправка
автомобиля с ДВС занимает
считанные минуты.
Более низкая стоимость:
Автомобили с ДВС на данный
момент дешевле электромобилей.
Развитая инфраструктура:
Существующая сеть заправочных
станций значительно шире, чем
сеть зарядных станций.
Недостатки двигателей
внутреннего сгорания
Выбросы вредных веществ:
ДВС являются источником выбросов
вредных веществ в атмосферу.
Более низкий КПД:
КПД ДВС ниже, чем у
электродвигателей, что означает
большие потери энергии.
Сложное обслуживание:
ДВС требуют регулярного
обслуживания, включая замену масла,
фильтров и других расходных
материалов.
Более высокий уровень шума:
ДВС работают громче, чем
электродвигатели

13. Заключение

z
Заключение
Электродвигатели представляют собой перспективную
технологию с существенными преимуществами в плане
экологичности и эффективности, но их широкое внедрение
сдерживается ограничениями, связанными с запасом хода,
временем зарядки и стоимостью. Несмотря на это,
постоянное развитие технологий обещает преодоление этих
недостатков и дальнейшее укрепление позиций
электродвигателей в различных отраслях.