Электродвигатели

1. Электродвигатели

Цель: изучить
устройство и принцип
действия электрических
двигателей различных
конструкций.

2. Электрические двигатели служат для превращения электрической энергии в механическую.

Электродвигатели самых разных конструкций находят широкое
применение в деятельности человека.
На производстве и в быту электрические двигатели приводят в
движение станки и механизмы, трамваи, троллейбусы, электровозы,
доильные аппараты, приборы, игрушки и др.
Перед другими видами двигателей (паровыми, внутреннего сгорания)
электродвигатели имеют большие преимущества.
При работе они не выделяют вредных газов, дыма или пара, не
нуждаются в запасах топлива и воды, их легко установить в любом
удобном месте (на стене, под полом трамвая или троллейбуса, в
корпусе магнитофона или в колёсах лунохода)

3.

Модель простейшего коллекторного электродвигателя показана на рисунке .
Неподвижная часть электродвигателя — статор, представляющий собой
постоянный магнит, служит для создания постоянного магнитного поля.
Вращающаяся часть электродвигателя — ротор — состоит из якоря и
коллектора.
Простейший якорь — это электромагнит, состоящий из сердечника и обмотки.
Коллектор, укреплённый на валу якоря, выполнен из двух полуколец,
изолированных друг от друга и от вала двигателя.
Каждый вывод обмотки якоря припаян к отдельному полукольцу.
Электрический ток от источника (батарейки) подаётся в обмотку якоря через
специальные скользящие контакты — щётки. Это две упругие
металлические пластины, соединённые проводами с источником тока и
прижатые к полукольцам коллектора.

4.

В электродрели применяется коллекторный электродвигатель.
На стиральных машинах применяется асинхронный однофазный
электродвигатель.
В пылесосах применяется коллекторный электродвигатель.

5. Особенности работы коллекторного электродвигателя.

Изменяя напряжение на щётках двигателя можно регулировать скорость
вращения ротора. Благодаря этому коллекторный двигатель используют в тех
машинах, где необходимо изменять скорость вращения механизмов. (кухонные
электроприборы; электродрель; электробритва; фен; магнитофоны; швейная
машина; электрические столярные инструменты и т.д., а также
электротранспорт)
N
щётки
Обмотка ротора
S
коллектор

6. Как работает коллекторный электродвигатель?

Принцип действия двигателя основан на взаимодействии
проводника (якоря) с электрическим током и магнитным полем,
создаваемым электромагнитом (индуктором). Механическая сила,
возникающая при таком взаимодействии, заставляет вращаться
якорь (ротор).
Такие двигатели подразделяются на:
Двигатели переменного тока, станина и сердечник у которых
выполнены из листов электротехнической стали;
Двигатели постоянного тока, у которых названные детали
изготавливаются сплошными.
Обмотка возбуждения электромагнита в двигателях переменного
тока включается последовательно с обмоткой якоря, что
обеспечивает большой пусковой момент.

7. Устройство асинхронного электродвигателя

Далее рассмотрим принцип работы асинхронного двигателя.
статор
ротор

8. Работа асинхронного двигателя

Принцип работы асинхронного двигателя основан на
взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами,
которые наводятся полем в проводниках коротко замкнутого
ротора.
Ротор укреплён в подшипниках и поэтому приходит в движение
в направлении вращающегося ротора.
конструктивно асинхронный двигатель состоит из двух основных
частей:
- неподвижной – статора;
- подвижной – ротора.
Статор имеет три обмотки, намотанные под углом 120°. Ротор
имеет обмотку в виде беличьего колеса.

9. Работа асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели имеют свои:
* преимущества – просты по устройству, надёжны в работе и
применяются во всех отраслях народного хозяйства;
* недостатки – невозможность получения постоянного числа
оборотов (по сравнению с коллекторными); при пуске имеет
большой ток, чувствительны к колебаниям напряжения в
сети.
Из общего количества выпускаемых электродвигателей - 95% асинхронные.

10. Особенности работы асинхронного электродвигателя

В отличии от коллекторного двигателя, где происходит трение угольных щёток
по коллектору, в асинхронном двигателе обмотки расположены в статоре,
поэтому не имея трущихся деталей срок службы асинхронного двигателя
значительно выше коллекторного, а спектр применения его значительно
шире. (стиральные машины, пылесосы, деревообрабатывающие и
металлообрабатывающие станки, вентиляторы, насосы, компрессоры и т. д.
обмотки
Я к о р ь

11. Использование трёхфазного двигателя в быту

Для использования трёхфазного двигателя в быту, где
однофазная электропроводка, в схему необходимо подключать
конденсатор. Недостатком такого способа является
использование дорогостоящих бумажных конденсаторов. (на
каждые 100Вт мощности 10Мкф на напряжение 250-450В.
220В
С

12. Включение асинхронного однофазного двигателя в сеть

В бытовых машинах применяются однофазные асинхронные
двигатели которые имеют две обмотки:
# рабочую; # пусковую; Обмотки расположены под углом 90°.
При включении в сеть образуется вращающееся магнитное
поле, и короткозамкнутый ротор приходит во вращение,
после чего пусковую обмотку отключают.
пусковая обмотка
~ 220В

13. домашнее задание

Изучить устройство двигателя постоянного тока.
По плакатам, моделям и натурным образцам
изучите устройство и принцип действия
коллекторного электродвигателя постоянного
тока.
Определите название и назначение входящих в
двигатель основных узлов и деталей.
Используя интернет ресурсы подготовьте таблицу
по предлагаемой форме и занесите данные в
соответствующие графы: