ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
В этой статье мы поговорим об электродвигателях, какие типы существуют, где применяются. Двигатели подразделяются, по типу питания, на двигатели как переменного, так и постоянного тока. Из двигателей, рассчитанных на работу при переменном токе, наибольшее распространение получили двигатели с короткозамкнутым ротором.
Фото — двигатель с короткзамкнутым ротором
Фото такого двигателя можно видеть на рисунке выше. Само название ротора, “короткозамкнутый”, появилось из-за того, что ротор такого двигателя, представляет собой подобие беличьего колеса.
Устройство ротора двигателя беличье колесо
На следующем рисунке изображен такой двигатель в разрезе:
Двигатель с короткозамкнутым ротором в разрезе
Существуют также двигатели для работы при переменном токе с фазным ротором, но такие двигатели получили меньшее распространение. Один из таких двигателей в разрезе можно видеть на рисунке ниже:
Двигатель с фазным ротором в разрезе
В двигателях с фазным ротором для подведения питания к ротору пользуются контактными кольцами. Подключаются фазные обмотки через специальный пусковой реостат. Фото реостата небольшой мощности изображено на рисунке:
Фото пускового реостата
Пусковые токи асинхронных электродвигателей в 5-7 раз превышают номинальные. Для охлаждения двигателей при работе служит крыльчатка, чем-то напоминающая с виду лопасти вентилятора. Она насаживается на вал двигателя с противоположной стороны (с заднего торца) и вращается вместе с валом двигателя. Создаваемый при вращении вала с крыльчаткой воздушный поток, по специальным горизонтально расположенным пазам, охлаждает двигатель во время работы.
Фото кожух и крыльчатка двигателя
Крыльчатка, в целях безопасности, обычно закрывается металлическим кожухом, не препятствующим потокам воздуха. Обмотки трехфазного электродвигателя, (как впрочем трансформатора, генератора и любого другого трехфазного устройства имеющего обмотки) нельзя подключать непосредственно к трехфазной сети, напрямую. Обмотки между собой должны быть соединены в звезду либо треугольник.
Схемы подключения электродвигателей
Соединение обмоток звезда и треугольник
На рисунке 1 соединение обмоток в звезду, на рисунке 2 в треугольник. Наверное, многие, кому доводилось видеть клеммную колодку двигателя, запомнили, что там выходит шесть концов к шести зажимам. У неподготовленного человека сразу возникает вопрос, почему шесть, ведь у нас только 3 фазы и с питания идет 3 провода? Дело в том, что к этим 6-ти зажимам подводятся начала и концы всех трех обмоток.
Клеммная колодка электродвигателя
К каким выводам на клеммнике подходят начала и концы обмоток, знать в принципе необязательно, если у вас такой клеммник в коробке у двигателя, как на рисунке выше. Достаточно подать питание на выводы обозначенные как L1, L2, L3. Если же кому то будет интересно, то можно снять металлические перемычки и вызвонить тестером схему соединения обмоток. переключив его в режим омметра.
Подключение к 220 вольт треугольник
Существуют схемы для подключения двигателей рассчитанных на напряжение 380 вольт, треугольник, к сети 220 вольт. В таком случае заместо подключения 2 фазных проводов мы подключаем фазу и нуль. А как быть с третьим проводом? Для этого берется неполярный конденсатор для сдвига фаз, рассчитанный на работу в сети 220 вольт, и соединяется одним выводом, с одним из сетевых проводов, подключенных к контактам двигателя. А вторым выводом конденсатор подключается к оставшемуся неподключенным третьему контакту электродвигателя, что и можно видеть на схеме выше.
Конденсатор неполярный пусковой на 600 вольт
Если такой конденсатор будет подбираться самостоятельно, по справочнику, необходимо помнить о том, что конденсатор должен быть рассчитан на амплитудное напряжение в сети. Управление двигателями осуществляется с помощью магнитных пускателей.
Магнитный пускатель для электродвигателя
Существуют схемы как не реверсивного, (с вращением в одну сторону), так и реверсивного (с вращением в обе стороны) пуска двигателей. При питании двигателя от трехфазного тока, для того чтобы заставить двигатель вращаться в другую сторону, достаточно поменять местами любые две фазы. В схеме реверсивного пуска это осуществляется с помощью двух магнитных пускателей.
Схема реверсивного пуска двигателей
Эту схему мы сейчас подробно рассматривать не будем, скажу только вкратце, что управление осуществляется кнопками пуск вперед, пуск назад и стоп, защита схемы выполнена на предохранителях и тепловых реле. На пускателях реализован самоподхват питания и блокировка от одновременного включения пускателей с помощью блок контактов.
Двигатели постоянного тока
Устройство электродвигателя постоянного тока
Как видно на рисунке, простейший двигатель постоянного тока состоит из постоянных магнитов, сердечника, обмоток, коллектора и прижимающих токоподводящих контактов (графитовых щеток). На фото ниже изображены эти щетки, наверняка знакомые каждому кто работает с электроинструментом. Щетки со временем изнашиваются и их необходимо менять. Если, к примеру, ваш электроинструмент вдруг стал сильно искрить, одной из причин может быть износ щеток.
Щетки для электроинструмента
Двигатели постоянного тока выпускаются на различную мощность, начиная знакомых всем моторчиков для детских игрушек, до более крупных двигателей, используемых в дремелях радиолюбителями и значительно более крупных используемых в промышленности. У двигателей постоянного тока можно легко регулировать скорость вращения.
Электрический двигатель от детской игрушки
В промышленности используются и громадные двигатели постоянного тока длиной в несколько метров, один из таких в разрезе изображен на рисунке ниже:
Мощный электродвигатель постоянного тока
Электродвигатели постоянного тока находят применение и в общественном электрическом транспорте, это и трамваи, троллейбусы и разнообразный железнодорожный электротранспорт, электрички и метро.
Двигатели постоянного тока различают по типу возбуждения, которое в свою очередь может быть как последовательным, параллельным, так и смешанным. Также двигатели постоянного тока являются обратимыми. Это означает, что они могут работать и как генераторы, и как двигатели.
Электродвигатель своими руками — 100 фото постройки полноценного устрйоства
Для понимания процесса изготовления асинхронного электродвигателя своими руками следует знать его устройство и принцип работы. При следовании пошаговой инструкции самостоятельно изготовить конструкцию с минимальными затратами на материалы, так как при сборке используются подручные средства.
Краткое содержимое статьи:
Подготовка материалов
До начала сборки необходимо удостовериться в наличии необходимых материалов:
- изолента;
- термо- и суперклей;
- батарейка;
- несколько болтиков;
- велосипедная спица;
- проволочка из медного материала;
- пластинка из металла;
- гайка и шайба;
- фанера.
Необходимо подготовить несколько инструментов, в том числе плоскогубцы, пинцет, ножик, ножницы.
Изготовление
Сначала проводится равномерная намотка проволочки. Её аккуратно накручивают на катушку. Чтобы облегчить процесс, можно воспользоваться основой, взяв, к примеру, аккумуляторную батарейку. Плотность намотки не должна быть большой, но и лёгкая тоже не нужна.
Полученную катушку необходимо снять с основы. Делают это осторожно, чтобы намотка не была повреждена. Это необходимо для изготовления регулятора оборотов для двигателя своими руками. Следует на следующем этапе провести удаление изоляции на концах провода.
На следующем этапе изготавливают частотник для электродвигателя своими руками. Делается конструкция просто. В 5 пластинах электродрелью просверливается отверстие, потом следует их надеть на велосипедную спицу, которая берётся в качестве оси. Пластины прижимаются, при этом их фиксация проводится с помощью изоленты, излишек обрезается с помощью ножа канцелярского.
Когда через катушку проходит электрический ток, частотником создаётся возле себя магнитное поле, исчезающее после отключения электротока. Воспользовавшись этим свойством, следует проводить притягивание и отпускание деталей из металла, при этом проводят включение и отключение электротока.
Изготовление токового прерывательного приспособления
Взяв пластинку небольших размеров, проводят её крепление на оси, для надёжности прижав конструкцию с помощью плоскогубцев. Далее проводят изготовление обмотки якоря электродвигателя своими руками. Для этого необходимо взять нелакированную медную проволоку.
Проводят подключение одного её конца к пластинке из металла, установив на её поверхности ось. Электроток будет проходить через всю конструкцию, состоящую из пластины, металлического прерывателя и оси. При контакте с прерывателем происходит замыкание и размыкание цепи, что даёт возможность подключения электромагнита и его последующего отключения.
Изготовляем рамку
Рамка необходима, так как электродвигатель это приспособление руками позволяет не держать. Изготавливается конструкция рамки из фанеры.
Изготовление индуктора
В фанерной конструкции проделывают 2 отверстия, впоследствии здесь электродвигательная катушка закрепляется с помощью болтов. Подобные опоры выполняют следующие функции:
- якорная опора;
- осуществление функции электрического провода.
После соединения пластин следует конструкцию прижать болтами. Чтобы якорь был закреплён в вертикальном положении, делается рама из металлической скобы. В её конструкции сверлят 3 отверстия: одно из них равно по размеру оси, а два – диаметра шурупов.
Процесс изготовления щёчек
На гайку необходимо положить бумагу, сверху следует пробить отверстие болтом. После надевания бумаги на болт в верхней части его ставится шайба. Всего следует проделать четыре такие детали. Накручивание гаек проводят на верхнюю щёчку, снизу следует подложить шайбочку и зафиксировать конструкцию с помощью термоклея. Конструкция каркаса готова.
Далее необходима перемотка проволоки для электродвигателей своими руками. Конец проволоки наматывают на каркас, скручивая при этом концы проволоки, чтобы катушка была красива и презентабельна. Далее следует раскрутить гайки удалить болт. Начало и конец проволоки очищают от лака, а затем устанавливают конструкцию на болт.
Сделав подобным образом вторую катушку, необходимо соединить конструкцию и проверить, как работает электродвигатель. Шляпку болта подключают к плюсу. Следует провести плавный пуск электродвигателя, собранного своими руками.
Внимательно стоит отнестись к контактам. До пуска следует проверить их тщательность подключения. Конструкцию необходимо приклеить на суперклей. При увеличении тока происходит возрастание электродвигательной мощности.
Если катушки соединены параллельно, то происходит уменьшение суммарного сопротивления и возрастания электрического тока. Если соединяется конструкция последовательно. то суммарное сопротивление увеличивается, а электрический ток сильно уменьшается.
Проходя через конструкцию катушки, наблюдается увеличение электрического тока, что приводит к увеличению размеров магнитного поля. При этом электрический магнит сильно притягивает к себе электродвигательный якорь.
Если конструкция собрана правильно, то работа электродвигателя происходит быстро и эффективно. Чтобы собрать модель электродвигателя, не нужны какие-то специальные навыки и знания.
Можно на просторах интернета найти пошаговую инструкцию с фото на каждом из этапов. Воспользовавшись этим, любой человек быстро может собрать электродвигатель из подручных материалов.
Фото электродвигателей своими руками
Характеристики электродвигателей — правила подбора устрйоства по основным параметрам
Основной составной частью любого производственного механизма является электродвигатель. Правильный подбор этого устройства обеспечивает надежность и экономичность работы всей системы в целом. Простота управления электроприводом, а также его стоимость, зависят от технических характеристик электродвигателей.
Как правило, электропривод отвечает за значение таких характеристик движения как скорость, ускорение, пусковой и тормозной момент и другие.
При оценке электродвигателя учитываются следующие параметры:
- Мощность;
- КПД;
- Вращающий момент;
- Частота;
- Линейная скорость;
- Угловая скорость.
Значения этих параметров влияют на особенности проектирования и архитектуры промышленного оборудования.
Рассмотрим подробнее основные характеристики двигателей.
Краткое содержимое статьи:
Номинальная механическая мощность
Этот параметр электродвигателя записывается в паспортную табличку и измеряется в киловаттах. На фото характеристик электродвигателей показан внешний вид паспортной таблички (шильдика).
Номинальная механическая мощность относится к валу электродвигателя, и это понятие отличается от электрической мощности, рассчитываемой в зависимости от количества потребляемой электроэнергии.
Например, если на шильдике указана мощность 2200 ватт, это означает, что при оптимальной скорости работы устройство в секунду производит механическую работу, равную 2200 джоулей.
Номинальная активная электрическая мощность
Следующая характеристика двигателей переменного тока рассчитывается с помощью значения КПД, которое также указано на паспортной табличке. Чем больше КПД, тем больше мощности из сети переводится в механическую мощность движения вала. Допустим, если КПД равен 80%, то номинальная активная мощность равна 2200/0.8 = 2750 Вт.
Номинальная полная электрическая мощность
Для ее нахождения используется косинус фи, который прописан на шильдике электродвигателя. Полная электрическая мощность равна отношению активной мощности и косинуса фи. При косинусе фи равном 0,87 полная мощность равна 2750/0,87=3160 Вт.
Номинальная реактивная электрическая мощность
Мощность, которая возвращается в электрическую сеть, называется реактивная мощность. Она рассчитывается как квадратный корень из разности квадратов полной и активной электрической мощностей. В нашем примере она равна 2750 ВАР (вольт-ампер реактивных).
Механические характеристики электродвигателей также важны при выборе и покупке устройства. Рассмотрим правила, по которым они рассчитываются.
Частота вращения ротора
Для вычисления этого параметра электродвигателей нам понадобится частота переменного тока и количество оборотов в минуту при оптимальной нагрузке. Пусть в паспортной табличке указаны следующие данные: частота тока составляет 50 Гц, а количество оборотов – 2800.
Переменный ток создает магнитное поле, которое имеет частоту 50*60=3000 оборотов в секунду. Известно, что электродвигатель асинхронный, а это означает, что наблюдается отставание от номинальной частоты вращения на некоторую величину. Назовем ее скольжением и обозначим за s.
Величина скольжения определяется следующей формулой: s = ((3000 – 2800) / 3000) * 100% = 6,7%.
Угловая скорость
Следующей немаловажной характеристикой асинхронного электродвигателя является угловая скорость. Для того, чтобы ее вычислить, в первую очередь нужно перевести частоту вращения ротора в другие единицы измерения. Сначала посчитаем количество оборотов в секунду: 2800 / 60 = 46,7.
Далее нужно умножить полученное число на 2 Пи: 46,7 * 2 * 3,14 = 293,276 радиан в секунду. Полученная величина характеризует угловую скорость электродвигателя. Иногда, для удобства вычислений, угловую скорость переводят в градусы. Получаем: 46,7 * 360 = 16812 градусов в секунду.
Линейная скорость
Этот механический параметр характеризует оборудование, в устройстве которого используется данный асинхронный двигатель. Допустим, что к валу двигателя присоединен диск определенного радиуса R. В этом случае величина линейной скорости может быть определена по следующей формуле:
- Линейная скорость = Угловая скорость * R.
- Рассчитаем линейную скорость для нашего примера. Возьмем R = 0.3 м.
- Линейная скорость = 293,276 * 0,3 = 87,9828 м/c.
Номинальный вращающий момент
Такой параметр, как вращающий момент электродвигателя, показывает, каким образом механическая мощность устройства зависит от угловой скорости. Эту зависимость иллюстрирует простое соотношение: вращающий момент – это отношение мощности к угловой скорости.
Существует также соотношение между вращающим моментом и радиусом шкива: Момент = Сила * Радиус.
Это равенство говорит о том, что меньшем радиусе вращения сила увеличивается, и наоборот. То есть при проектировании устройства с асинхронным двигателем следует учесть тот факт, что действующая сила увеличивается с приближением к оси вала. В некоторых случаях эта особенность может сыграть важную роль.
Таким образом, для расчета всех необходимых электрических и механических характеристик электродвигателя достаточно знать данные, которые указаны на паспортной табличке или, другими словами, шильдике. Простые формулы помогут правильно настроить работу электрооборудования и оптимально использовать производственные ресурсы.
Фото основных характеристик электродвигателей
Конструкция асинхронного электродвигателя — 160 фото, схемы, чертежи и примеры использования
Асинхронные электродвигатели – это один из самых широко применяемых видов двигателей. Их можно встретить везде – в стиральной машинке, вентиляторе, вытяжке и т.п. вещах. Об особенностях конструкции подобных устройств и пойдёт речь в этой статье.
Краткое содержимое статьи:
Понятие асинхронного электрического двигателя
Как видно на фото асинхронного двигателя, подобный агрегат представляет собой электромашину, назначение которой заключается в преобразовании электроэнергии в энергию механического типа. Другими словами, подобное оборудование, потребляя электроток, даёт крутящий момент. Именно он позволяет вращать многие агрегаты.
Название «асинхронный» значит «неодновременный». Если изучить описание асинхронных двигателей, то можно заметить, что в таких устройствах ротор вращается с меньшей частотой, чем электромагнитное поле статора.
Данное отставание или, как его ещё называют, скольжение можно высчитать, используя следующую формулу:
S = (n1— n2)/ n1 — 100%, где
n1 – частота электромагнитного поля статора;
n2 – частота вращения вала.
Конструкционное решение электродвигателя асинхронного типа
Статор, ротор, подшипниковые щиты и подшипники, вентилятор, клеммный короб – все это элементы конструкции асинхронного двигателя.
Статор – это стационарная деталь конструкции, на которой располагается обмотка. Именно она создаёт электромагнитное поле.
Ротором называется подвижная комплектующая прибора. Именно в нём создаётся электромагнитный момент, способствующий движению как самого ротора, так и исполнительного механизма.
Сердечники двух вышеописанных элементов изготавливаются из электротехнической стали толщиной 1/2 мм. Обязательно присутствует изоляция: у статора её роль отводится лаковой плёнке, а у ротора – окалине. Роторную обмотку чаще всего делают из алюминия.
Сегодня производятся два типа асинхронных электромашин – одно- и трёхфазные. Чтьо касается последних, то они делятся на:
Машины, оснащённые короткозамкнутым ротором
Короткозамкнутый вариант ротора – это вал с насаженными на него наборными листами из стали, которые образуют сердечник. Его пазы заполняют сплавом алюминия. Он, застывая, формирует стержни. С краёв всё соединяют кольца из того же материала.
Устройства с фазным ротором
Фазный ротор состоит из вала с сердечником, оборудованным 3-мя обмотками. Часть концов, соединяясь, образуют звезду, а остальные крепятся к токосъёмным кольцам, которые подают электроток.
Наиболее широкая область использования у трёхфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.
Принцип работы
Принцип работы асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором заключается в следующем: при подаче на статорные обмотки тока возникает магнитный поток, который, вращаясь, способствует возникновению тока и магнитного поля в роторе. Роторное и статорное поле, взаимодействуя друг с другом, приводят ротор двигателя в движение.
У оборудования с фазным ротором принцип действия схожий. Поэтому не будем повторно описывать весь процесс работы устройства.
Положительные и отрицательные стороны электрических двигателей асинхронного типа
К преимуществам асинхронных машин с короткозамкнутым ротором относятся:
- Простота конструкционного исполнения и, как следствие, быстрота изготовления.
- Низкая стоимость.
- Несложная схема включения.
- Относительное постоянство скорости вращения вала при увеличении напряжения сети.
- Устойчивость к кратковременным перегрузкам.
- Возможность подключить к однофазной сети трёхфазный аппарат.
- Высокая степень надёжности.
- Универсальность.
- Значительный КПД.
Минусы:
- Отсутствие возможности контроля скорости вращения ротора без мощностных потерь.
- Уменьшение момента при увеличении нагрузки.
- Недостаточно высокое значение пускового момента.
- Если недогрузить устройство, то параметр cosφ резко увеличивается.
- Достаточно высокие значения пускового тока
Теперь разберём достоинства агрегатов с ротором фазного типа:
- Более высокий показатель вращающегося момента.
- Возможность функционировать в условиях малой перегрузки.
- Постоянство частоты, с которой вращается вал.
- Малое значение пускового тока.
- Возможность использовать АПУ.
Есть и недостатки:
- Крупногабаритность.
- Более низкий уровень КПД и cosφ.
- Необходимость обслуживать щёточный механизм.
Как выбрать асинхронный двигатель? На что следует обращать внимание? Ответы на эти и многие другие вопросы вам лучше уточнить у опытных мастеров. Они с удовольствием окажут вам посильную помощь в выборе подходящей модели.
Фото асинхронного электродвигателя
43208102039 Диск УРАЛ электродвигателя УРАЛАЗ-УВК — 4320-8102039
43208102039 Диск УРАЛ электродвигателя УРАЛАЗ-УВК — 4320-8102039 — фото, цена, описание, применимость. Купить в интернет-магазине AvtoAll.Ru Распечатать4
1
Применяется: УРАЛАЗАртикул: 4320-8102039
Код для заказа: 142284
270 ₽
В корзину
Способы оплаты: Наличные при получении VISA, MasterCard Оплата через банк Производитель: NO NAME Получить информацию о товаре или оформить заказ вы можете по телефону 8 800 6006 966. Есть в наличииДоступно для заказа — 4 шт.Данные обновлены: 24.10.2021 в 14:30
Код для заказа 142284 Артикулы 4320-8102039 Производитель NO NAME Каталожная группа: ..Отопление и вентиляция кабиныКузов Ширина, м: 0.17 Высота, м: 0.03 Длина, м: 0.17 Вес, кг: 0.25
Отзывы о товаре
Где применяется
Обзоры
- Диск УРАЛ электродвигателя УРАЛАЗ-УВК Артикул: 4320-8102039 Код для заказа: 142284
270 ₽
или оформите заказ по телефону 8 800 6006 966
Цены и наличие товара во всех магазинах и складах обновляются 1 раз в час. При достаточном количестве товара в нужном вам магазине вы можете купить его без предзаказа.
Интернет-цена — действительна при заказе на сайте или через оператора call-центра по телефону 8 800 6006 966. При условии достаточного количества товара в момент заказа.Цена в магазинах — розничная цена товара в торговых залах магазинов без предварительного заказа.
Срок перемещения товара с удаленного склада на склад интернет-магазина.
Представленные данные о запчастях на этой странице несут исключительно информационный характер.
df031a173807a4a803ca209fcd03f4e2
Добавление в корзину
Код для заказа:
Доступно для заказа:
Кратность для заказа:
ДобавитьОтменить
Товар успешно добавлен в корзину
!
В вашей корзине на сумму
Закрыть
Оформить заказМини электродвигатель 90 Вт 1300 об/мин 220 В 90YR90WDV22H
Электродвигатель 90 Вт 1300 об/мин 220 В
Малогабаритный асинхронный однофазный электродвигатель 90YR90WDV22H типоразмера 90YR (фланец 90 мм) мощностью 90 Вт с крутящим моментом 0.7 Н*м используются в различных системах автоматизации Электродвигатель однофазный асинхронный четырехполюсный с номинальной частотой вращения 1300 об/мин и с номинальным напряжением питания 220 В. Двигатель имеет встроенный тормозной диск и повышенный пусковой момент и пригоден для операций с частыми пусками и торможениями.
Крепление электродвигателя фланцевое, 4 отверстия диаметром 6.5 мм.
Чертеж электродвигателя
Серия 90YR90 мощностью 90 Вт с редуктором GK
Серия 90YR90 мощностью 90 Вт включает в себя электродвигатель (1300 об/мин) и 23 варианта мотор-редукторов (передаточные отношения от 1:3 до 1:200). Модели в наличии на складе выделены в таблице ниже светло-зелёными фоном строки. Также есть возможность благодаря использованию промежуточного редуктора 90GM уменьшить скорость в 10 раз.
В таблице приведены значения для стандартных передаточных отношений от 1:3 до 1:200.
Максимальный крутящий момент редуктора 90GF при агрегации с мотором мощностью 90 Вт составляет 20 Нм. Класс нагревостойкости изоляции электродвигателя — B (120°).
Ток потребления (1ф х 220 VAC) — 0.95 А.
Электродвигатели с тормозным диском изготавливаются только с однофазным питанием!
Мотор-редукторы с фрикционным диском
Однофазные электрические двигатели с фрикционным диском предназначены для работы в повторно-кратковременном режиме. Конструкция электродвигателя позволяет совершать работу с частыми пусками и остановами. Мотор-редукторы с фрикционным диском применяются в различном упаковочном оборудовании, в бутылочных укупорщиках, в системах дозирования, в некоторых решениях для полиграфического оборудования. Двигатели и мотор-редукторы типа YR изготавливаются в корпусах с фланцем от 60 мм до 90 мм, максимальная мощность аггрегируемого электродвигателя — 120 Вт.
Для двигателей серии YR с фрикционным диском нагрузочная характеристика как правило более пологая. Двигатели имеют меньший по времени выбег ротора по сравнению с сериями YS/YT и часто используются для операций, где нужно быстрое переключение направления вращения ротора.
Электромоторы серии YR с фрикционным диском предназначены для работы с постоянной скоростью. В англоязычных каталогах этот тип двигателя называется reversible motor, у всех производителей подобных электродвигателей моторы продолжительного режима имеют название induction motor, а кратковременного — reversible motor. Оба этих типа индукционные и оба реверсивные асинхронные двигатели, отличие в режиме работы и конструкции.
Максимальное время непрерывного включения для серии YR — 30 минут. Максимальный допустимый режим работы — 10 циклов в минуту (цикл подразумевает работу в одном направлении, смену направления и работу в обратном направлении).
Серия мотор-редукторов YR — аналог серии RK (2RK, 3RK, 4RK, 5RK — ZD Motor, Oriental Motor) R (2R, 3R, 4R, 5R — Panasonic) и других производителей.
В нашем интернет-магазине вы можете заказать различные модели малогабаритных однофазных маломощных двигателей и мотор-редукторов повторно-кратковременного режима (производитель — WANSHSIN).
Схема подключения
Маркировка электродвигателя 90YR90WDV22H
ТИПОРАЗМЕР | ТИП ДВИГАТЕЛЯ | МОЩНОСТЬ | ТИП ВАЛА | ТИП ПИТАНИЯ | КЛЕММНАЯ КОРОБКА |
90 | YR | 90W | D | V22 | H |
фланец 90 мм | со встроенным фрикционным диском | 90 Вт | вал гладкий | 1ф x 220 VAC В | с коробкой |
Наши преимущества
Коротко о том, почему мы считаем, что Вам выгодно купить электродвигатель 90YR90WDV22H в нашей компании?- продукция WANSHSIN высокого качества, гарантия 12 месяцев;
- склад 104 м2 электродвигателей, мотор-редукторов и другого оборудования, 12.5 тонн продукции в наличии на складе;
- регулярные поставки от производителя, 1 груз в месяц;
- мы официальный дилер WANSHSIN в России, все оборудование имеет необходимые сертификаты и ввозится официально через таможню;
- команда специалистов всегда на связи для решения ваших технических и экономических вопросов;
- удобный Интернет-магазин с актуальными ценами, остатками и информацией о предстоящих поставках;
Информация о наличии, ценах и характеристиках электродвигателя 90YR90WDV22H обновлена 11.09.2021 в 22:16:42
Неисправности электродвигателя. Основные причины. Фото, видео
Автор Alexey На чтение 11 мин. Просмотров 2.9k. Опубликовано Обновлено
Электродвигатели, как и все механизмы, подвержены износу, и при их эксплуатации часто встречаются неисправности, поломки или работа с параметрами, отличающимися от номинальных значений. Поскольку в электромоторе электроэнергия превращается в механическую энергию, то очевидно, что неисправности электродвигателей могут быть вызваны как неисправностями в электрических и электромагнитных системах, так и дефектами в механизмах.
Электрическую составляющую неисправностей подразделяют на внутреннюю – неисправности в обмотках и коллекторных контактах электродвигателя, и внешнюю – неисправности в компонентах пускателя и в питающих проводах.
Изношенная (справа) и новая (слева) коллекторные контактные щеткиСуществует множество алгоритмов для проверки и поиска неисправностей электрических двигателей в зависимости от их конструкции, типа, габаритов, массы, расположения и текущего режима работы.
Не может существовать единственно правильной инструкции проверки электродвигателей, например – один электромотор свободно помещается на ладони, тогда как другой необходимо поднимать краном, хоть и принцип их действия может быть одинаковым.
Различие размеров электродвигателейПервоначальная диагностика электродвигателя только своими руками
Допустим, электродвигатель средних размеров, мощностью до 10 кВт стоит на рабочем столе. Любой мастер первым делом попробует прокрутить рукой вал – если он вращается свободно, практически без шума, сохраняя достаточно долгое время (секунд десять) вращение по инерции, то можно сделать первый вывод, что с механической частью, возможно, неисправностей нет.
Прокрутка вала рукойХотя, неисправность в механизмах может обнаружиться только при работе на номинальных оборотах электрон двигателя, но, если при прокручивании вала рукой уже ощущается «тугой» ход и слышны скрежет, скрипение и постукивание, то можно заключить, что причиной этих явлений является износ подшипников. Если диагностируется электродвигатель с фазным ротором, или постоянного тока, то причиной нехарактерных звуков могут быть дефекты в токопередающих кольцах или коллекторных щетках.
Контактная система электро двигателя с фазным роторомЕще один способ проверки подшипников – подергать со стороны в сторону вал двигателя, перпендикулярно и параллельно его оси. Если ощущается шатание вала, то скорее всего шарикоподшипники изношены. Но может иметь место выработка посадочного места подшипника,
Посадочное место шарикоподшипника в торцевой крышке электродвигателяреже – истирание самого вала – такие неисправности характерны для электродвигателей, работавших с большой боковой нагрузкой на шкив, или подключенных к плохо центрированной соединительной муфте (оси ведущего и ведомого фланца не совпадали).
Сильно изношенный и деформированный вал электродвигателяПричины и последствия износа подшипников в электродвигателе
Таким образом, даже не подключая и не разбирая двигатель, ни наблюдая его в процессе работы, можно провести начальную диагностику и поиск неисправностей без измерительных устройств и инструментов, пробуя вращать вал рукой и слушая издаваемые им звуки.
Чтобы определить происхождение звуков, издаваемых работающим электродвигателем, нужно отключить питание – электромагнитная природа шума исчезнет и останется только трение или биение вращающихся механизмов. Если слышен визг или скрипение, которое не наблюдалось при малых оборотах, то причиной может быть отсутствие смазки в шарикоподшипниках или их сильное загрязнение.
Очень сильно загрязненный подшипникСильная вибрация вала электрон двигателя, вращающегося по инерции, указывает на износ подшипника или дисбаланс колеса вентилятора, у которого может отколоться одна из лопастей. Биение вала на изношенных подшипниках будет все больше изнашивать прилегающие поверхности, что может спровоцировать ещё одну неисправность – ротор будет касаться статора в процессе вращения, и при этом будет выделяться металлическая стружка, усугубляя трение.
Последствия биения вала ротора из-за разбитых подшипниковПоэтому эксплуатировать электродвигатель с изношенными подшипниками нельзя, иначе серьезно повредятся коллекторные пластины и магнитопровод ротора и статора, что сильно ухудшит их электромагнитные характеристики.
Износ шарикоподшипников вызывает повышенное тепловыделение и энергопотребление электродвигателя при снижении его эффективности. В асинхронных электродвигателях короткозамкнутый ротор контактирует со статором только через подшипники – поэтому их износ или дефекты являются основной причиной механических неисправностей.
Полуразобранный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым роторомНамного реже случаются деформации вала или трещины в корпусе.
Разборка типового асинхронного электро двигателя
Поскольку имеется большое разнообразие конструкций электрических двигателей, то для разборки конкретного электродвигателя нужно изучать его чертежи и инструкцию по ремонту, ознакомиться с наглядными видео.
Но в общих чертах конструкции популярных в быту электромоторов схожи – на валу ротора находятся шарикоподшипники качения, внешние обоймы которых запрессовываются в посадочные места на внутренних поверхностях торцевых щитов (крышек). Устройство асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором
Сами щиты центрируются при помощи проточенной цилиндрической кромки, совпадающей по размерах с проточкой на кожухе статора. Фиксация торцевых щитов осуществляется болтовыми соединениями. При разборке электродвигателя его вал разъединяют с ведомыми механизмами и снимают электродвигатель со станины.
Демонтаж двигателя с рабочего местаПосле этого необходимо снять с вала элемент передачи механической энергии (шкив, шестерня, фланец и т.д.). Открутив болты крепления, при помощью съемника снимают торцевые щиты с подшипников, после чего можно осторожно вынуть ротор.
Съемник для подшипниковПодшипники чистят, заново смазывают или заменяют, очищают поверхности ротора и статора, после чего собирают электро двигатель вновь. Существует множество способов съема подшипников, методов и инструментов.
Недостаточные обороты электродвигателя
Как правило, выявление механических неисправностей в подшипниках не дает ответа на вопрос, почему электродвигатель не набирает обороты. Причиной может быть неисправность в ведомой нагрузке. Но, если у свободного от нагрузки двигателя подшипники настолько загрязнены и износились, что вал не может раскрутиться, то такое явление будет наблюдаться очень недолго – из-за трения и большого тепловыделения сталь шарикоподшипников раскалится, и они будут буквально перемолоты, что в итоге приведет к заклиниванию ротора.
Часть валиков качения шарикоподшипника буквально «размазаны» по сепараторному кольцуПоэтому причину недостаточных оборотов следует искать во внутренних или внешних электрических неполадках. Первым делом нужно убедиться в качестве электроэнергии, поступающей на клеммы двигателя – напряжение должно соответствовать номинальному значению.
Межфазное напряжение в пределах нормыТакже следует проверить контактные площадки контакторов пускателя – при больших токах они могут подгорать, что будет вызывать падение напряжения на них. В неисправных изношенных контакторах может происходить дребезг контактов, что приводит к прерыванию тока.
На экране осциллографа отображен дребезг контактов, приведший к прерыванию токаНародный способ проверить работоспособность пускателя – подключить к нему другой исправный электродвигатель такого же типа, той же или немного меньшей мощности.
Основные неисправности во внутренней электрической системе, влияющие на обороты двигателя.
Исключив внешние электрические неисправности, необходимо проверить обмотки двигателя на пробой и обрыв. Мультиметр переключают в режим мегомметра и измеряют сопротивление изоляции обмоток, приложив щупы поочередно к каждому выводу и корпусом. Если на дисплее высвечивается ноль, то имеет место явный пробой – где-то изоляция перетерлась, и провод напрямую контактирует с корпусом.
Иллюстрация процесса измерения сопротивления обмоток электродвигателяПри данных измерениях дисплей может показывать сопротивление в пределах нескольких мегаом – в этом случае нужно смотреть документацию к двигателю, и свериться с графой сопротивления изоляции.
Таблица оценки качества сопротивления изоляции электродвигателейВполне возможно, что повышенная влажность, наличие в двигателе мелкой металлической стружки будет ухудшать диэлектрические свойства изолирующих материалов. Данные утечки тока, протекающие сквозь дефективную изоляцию, негативно влияют как на эффективность электродвигателя, так и электробезопасность его эксплуатации.
Обнаружение неисправностей в обмотках электродвигателей
Обрыв в одной из обмоток может стать причиной того, что двигатель не запустится вовсе и будет сильно гудеть, пока не сработает защита или не перегорят оставшиеся катушки. Для обнаружения обрыва в обмотках трехфазного асинхронного двигателя, необходимо отсоединить перемычки, формирующие подключение звездой или треугольником и проверить каждую обмотку в отдельности.
Иллюстрация процесса прозвонки обмоток электродвигателяТакой способ будет надежнее всего и не даст возможности запутаться начинающему мастеру. Проверку осуществляют в режиме омметра. В зависимости от качества прибора и мощности двигателя, показания омметра буду близки к нулю, составляя несколько Ом.
Здесь важно, чтобы сопротивление обмоток было одинаково. Условие равенства сопротивления обмоток справедливо также для двигателей постоянного тока. В данных электродвигателях имеются две или несколько статорных обмоток и множество обмоток на роторе, подключенных к коллекторным контактным пластинам.
Прозвонка обмоток ротора коллекторного электродвигателяЕсли в одной из обмоток сопротивление меньше, чем у других, то это указывает, что между некоторыми витками катушки произошло короткое замыкание, которое называют межвитковым.
Обнаружение межвиткового замыкания в обмотках двигателя
Именно такое межвитковое замыкание очень часто является причиной недостаточного набора оборотов двигателем. Точность у обычных мультиметров недостаточна для измерения десятых долей Ома. Поэтому используют дополнительное сопротивление реостата, формируя делитель напряжения вместе с испытуемой обмоткой, стабилизированный источник питания, вольтметр и амперметр. Измеряют падение напряжения на каждой обмотке – в случае их исправности, показания вольтметра будут одинаковыми. Меньшее напряжение будет указывать на наличие межвиткового замыкания даже без вычисления сопротивлений обмоток, которые можно произвести по формуле, приведенной на рисунке.
Вычисление сопротивления обмотки через падение напряженияПри условии равенства фаз, межвитковое замыкание в обмотках работающего асинхронного трехфазного двигателя можно обнаружить, измерив токи в каждой фазе. Увеличенный ток в одной фазе при подключении обмоток электродвигателя звездой, или больший ток в двух фазах при подключении обмоток треугольником будет указывать на межвитковое замыкание.
Иногда найти место межвиткового замыкания в асинхронном двигателе можно применив народный метод – вынимают ротор, и на обмотки подают пониженное трехфазное напряжение – не более 40 В (для обеспечения электробезопасности и чтобы катушки не перегорели).
В цилиндр горизонтально стоящего статора помещают металлический шарик, который начнет катиться по внутренней поверхности статора, следуя за вращающимся магнитным полем.
Обнаружение межвиткового замыкания при помощи стального шарикаЕсли шарик вдруг примагнитится к одному месту, то его местоположение будет указывать на межвитковое замыкание.
Основные неисправности коллекторных электродвигателей
У коллекторных электродвигателей постоянного и переменного тока часто встречается неисправность, связанная с износом контактных пластин и щеток коллектора. При сильном износе и загрязнении соприкасающихся поверхностей сопротивление коллекторных контактов будет увеличиваться, что приведет к снижению момента вращения и эффективности двигателя.
Очистка коллекторных пластин при помощи наждачной бумагиВ конечном итоге такой износ приводит к тому, что между щеткой и пластиной периодически пропадает контакт, и в процессе вращения наблюдается прерывистая работа электродвигателя.
Поврежденные коллекторные контактные пластины ротораПри запуске такой электродвигатель может не запустится вовсе. Если при подаче напряжения коллекторный двигатель постоянного или переменного тока иногда запускается после толчка его вала, то необходимо заменить щетки и почистить коллекторные пластины. Иногда наблюдается повышенное искрение у одной из щеток – это указывает на смещение щетки относительно перпендикулярной оси вала центральной линии, проходящей через центр. Центровка щеток поможет устранить данный дефект.
Правильно выставить коллекторные щеткиОзнакомиться с процессом проверки коллекторных двигателей можно, посмотрев приведенное ниже видео
Неисправности в магнитопроводе, ухудшающие характеристики электродвигателя
Если с механической и электрической частью двигателя переменного тока все в порядке, но ощущается, что он работает не на максимальной мощности и наблюдается повышенное тепловыделение, то возможно замыкание между пластинами магнитопровода.
Переменный ток в магнитопроводе вызывает вихревые токи, ухудшающие характеристики электродвигателя, поэтому статор и ротор набирают из шихтованных пластин специальной электротехнической стали. Данные пластины покрываются изоляцией в виде оксидного слоя, напыления или лака.
Если вследствие механических повреждений или появления ржавчины изоляция между шихтованными пластинами нарушается, происходит короткое замыкание между ними.
Наличие ржавчины на поверхности на магнитопроводе ротораОбнаружить замыкание пластин магнитопровода при помощи домашних измерительных приборов практически невозможно, поэтому нужна полноценная диагностика неисправностей двигателя в специализированной мастерской.
Иногда замыкание магнитопровода можно обнаружить при тщательном осмотре поверхности, или заметив локальный повышенный нагрев магнитопровода. Но без полной разборки всего двигателя, включая магнитопровод, данную неисправность устранить невозможно.
В приведенных ниже таблицах собраны наиболее часто встречаемые неисправности и поломки электродвигателей, а также методы их устранения.
Таблица неисправностей двигателя, часть перваяТаблица неисправностей электродвигателя, часть втораяВ бесконтактном электродвигателе Mahle мощность достигает ротора по беспроводной сети
Автопроизводители за пределами Китая изо всех сил пытаются разработать конструкции электродвигателей, в которых не используются постоянные магниты, отчасти потому, что для магнитов требуются редкоземельные элементы, а добыча редкоземельных элементов вызывает загрязнение. Отчасти это также связано с тем, что добыча полезных ископаемых ведется в Китае, грозном автомобильном конкуренте.
Эти альтернативные двигатели вращают ротор только за счет электромагнитной силы; в последнее время мы рассмотрели более одного такого двигателя.Одна проблема: конструкции с медными обмотками в роторе должны передавать электричество движущейся цели, а точка контакта — контактное кольцо — подвержена износу.
Сегодня Mahle, немецкая компания по производству автозапчастей, представила двигатель, не содержащий редкоземельных элементов и не имеющий физического контакта. Мощность передается в ротор по беспроводной связи через индукцию катушкой, по которой проходит переменный ток. Это индуцирует ток в приемном электроде внутри ротора, который возбуждает там медные обмотки, создавая электромагнитное поле.
Это означает, что практически нет ничего, что могло бы изнашиваться. «Нет контактов для передачи электричества, нет истирания, образования пыли и механического износа», — заявил в среду на онлайн-пресс-конференции Мартин Бергер, руководитель отдела исследований Mahle. «Также я должен сказать, что если нужно обслуживать немагнитный ротор, его несложно заменить».
Может показаться странным пытаться минимизировать износ электродвигателей, поскольку они уже славятся своей простотой и долговечностью.В отличие от двигателей внутреннего сгорания, электродвигатели практически не имеют движущихся частей, их довольно легко разобрать и собрать. Возможно, инженеры Mahle почерпнули эту идею из своей многолетней работы в области технологии беспроводной зарядки. Возможно, бесконтактная конструкция ротора обеспечивает не только долговечность, но и преимущества.
Ротор получает энергию через переменное поле, которая затем преобразуется в постоянный ток для электромагнитных катушек. Изображение: Mahle
Бергер говорит, что новый двигатель сочетает в себе лучшие черты нескольких двигателей, например, предлагая хорошую эффективность как при низком, так и при высоком крутящем моменте.В целом, утверждает компания, двигатель достигает КПД не менее 95% при типичном использовании электромобиля и достигает КПД 96% во многих рабочих точках. В сообщении Mahle говорится, что ни один электромобиль, за исключением гоночных автомобилей Формулы E, не показал себя лучше.
По словам Бергера, эту машину можно легко масштабировать от использования в малолитражных легковых автомобилях до небольших грузовиков. Однако он не идеален для сверхкомпактных автомобилей, таких как электровелосипеды, или для больших грузовиков, которые обычно работают при постоянной нагрузке.
«Очень быстрым или тяжелым транспортным средствам потребуется трансмиссия», — добавляет он.«Но в большинстве случаев, например, в легковых автомобилях, достаточно одной передачи».
Mahle не сообщает, какие компании заинтересованы в новом двигателе, только то, что образцы уже поставлены, а до массового производства осталось около двух с половиной лет.
Круглый и Круглый с простыми двигателями
1. Дайте определение термину «электродвигатель».
Сообщите классу, что электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую.Магнетизм играет важную роль в этом процессе. Объясните, что ученики собираются построить простой электродвигатель, который они будут использовать в эксперименте для проверки гипотезы. Во-первых, они примут участие в демонстрации частей двигателя.
2. Продемонстрируйте, что магниты имеют два полюса и что, когда два магнита сводятся вместе, эти полюса могут вызвать движение объекта.
Покажите магниты второго класса. Спросите: Что произойдет, если эти два магнита сблизить? (Магниты будут притягиваться друг к другу на противоположных полюсах, и они будут отталкиваться друг от друга на одинаковых полюсах.) Продемонстрируйте с помощью магнитов и попросите учащихся изложить свои наблюдения. Объясните: у магнитов есть два полюса, по одному с обоих концов, северный и южный. Когда противоположные полюса (север и юг) находятся рядом друг с другом, они притягиваются друг к другу. Когда одинаковые полюса находятся рядом друг с другом (например, север и север), они отталкиваются друг от друга. Для демонстрации прикрепите один магнит к задней части маленькой игрушечной машинки. Используйте второй магнит, чтобы заставить машину двигаться, держа столбы рядом друг с другом. Предложите учащимся попробовать передвинуть машину с помощью магнитов.Спросите: Будет ли машина двигаться, если держать друг напротив друга противоположные столбы? Попросите студента-добровольца провести демонстрацию.
3. Продемонстрируйте взаимосвязь между текущим электричеством и магнетизмом.
Продемонстрируйте, что катушка с проволокой и гвоздь могут действовать как магнит, когда через провод проходит электричество. Поднимите гвоздь, чтобы все могли видеть. Спросите: Смогу ли я подбирать скрепки этим гвоздем? Будет ли он действовать как магнит? Прижмите гвоздь к скрепкам, чтобы продемонстрировать, что вы не можете поднять скрепки, используя только гвоздь.Теперь вставьте гвоздь в катушку, которую вы создали перед уроком. Спросите: Смогу ли я поднять скрепки гвоздем, теперь, когда он завернут в металлическую катушку? Прижмите гвоздь с катушкой к скрепкам, чтобы продемонстрировать, что вы все еще не можете поднять скрепки. Объясните, что вы собираетесь превратить гвоздь и катушку в электромагнит с помощью батарейки.
Следуйте инструкциям в разделе «Настройка», чтобы создать электромагнит перед занятием. В классе поместите батарею ячейки D в держатель батареи ячейки D.Приклейте один конец провода к каждой клемме держателя батареи. Попросите класс предсказать, что произойдет, если вы будете держать гвоздь, завернутый в катушку и подключенный к батарее, рядом со скрепками. Держите гвоздь рядом со скрепками. Объясните, что теперь скрепки подбираются, потому что вы создали электромагнит, добавив электричество. Гвоздь намагничен, потому что через катушку течет электрический ток. Обязательно отсоедините провода от аккумулятора, чтобы он не перегрелся.
4.Объясните: электричество и магнетизм можно использовать для создания крутящего момента.
Объясните, что крутящий момент — это мера силы вращения. Продемонстрируйте крутящий момент для своего класса. Вызовите добровольца вперед и попросите ученика держать резинку за два конца. Вставьте пластиковую ложку в центр резинки и крутите ее, пока резинка не станет туго натянутой и перекрученной. Попросите класс предсказать, что произойдет, когда вы отпустите ложку. Отпустите ложку. Объясните, что при приложении кручения, скручивающего движения к резиновой ленте, была создана сила вращения, называемая крутящим моментом.Крутящий момент может использоваться для питания механических устройств, таких как роботизированные руки и системы мобильности, где шестерни используются для регулирования скорости, с которой этот крутящий момент применяется. Крутящий момент — это также сила вращения, которую вы используете, открывая бутылку с газировкой или используя гаечный ключ для ослабления или затягивания гайки.
Скажите классу, что крутящий момент может быть создан с помощью сил электричества и магнетизма — притяжения и отталкивания, проявляемых магнитами, свидетелями которых они были ранее. Объясните, что они будут строить в классе простой мотор, в котором используются эти принципы.
5. Учащиеся разрабатывают гипотезу о двигателях, слушают инструкции по технике безопасности, а затем конструируют простой двигатель для проверки своей гипотезы.
Задайте вопрос: Как можно использовать движение, создаваемое простым двигателем, для движения другого объекта? Напишите предложения студентов на доске. Продолжайте задавать вопросы, пока предложения не сведутся к одной проверяемой гипотезе, разработанной как класс. (Гипотеза предоставляется в разделе «Советы», если она вам нужна.) Объясните, что учащиеся построят простой мотор, который будет использовать в эксперименте для проверки этой гипотезы.
Перед тем, как раздавать материалы, скажите ученикам, что они никогда не должны соединять положительную и отрицательную стороны батареи напрямую друг с другом с помощью провода или чего-либо еще, что является проводящим, так как это вызовет короткое замыкание и приведет к сильному разряду батареи. горячий и может привести к болезненному шоку. Кроме того, попросите студентов немедленно разобрать свой проект, если какая-либо деталь станет горячей, а затем сообщите об этом инструктору.
Разделите студентов на группы по 2-4 человека. Раздайте каждой группе раздаточный материал «Как построить простой двигатель» и рабочий лист «Научный метод ». Просмотрите с классом шаги в раздаточном материале «Как построить простой мотор», затем попросите каждую группу отправить по одному члену для сбора предметов, которые потребуются группе для создания мотора. Попросите каждую группу заполнить разделы с проблемами / вопросами и гипотезами в своем рабочем листе по научным методам. Студенты также будут записывать информацию о создании своего двигателя в разделе процесса.Следите за прогрессом каждой группы по мере ее создания. Спроецируйте фотогалерею «Построить простой мотор», в которой при необходимости задокументирован каждый шаг раздаточного материала «Как построить простой мотор». Задавайте вопросы каждой группе и помогайте по мере необходимости.
6. Учащиеся планируют эксперимент, чтобы проверить свою гипотезу, используя простой мотор.
Когда все группы успешно построят свои моторы, предложите им поделиться своим опытом с остальным классом. Затем, работая в группах, попросите учащихся разработать эксперимент, используя свои двигатели, чтобы проверить гипотезу, разработанную классом ранее.Попросите учащихся нарисовать схему эксперимента в своих группах, пометить свои рисунки и написать полное описание шагов, которые они предпримут, в процедурной части рабочего листа «Научный метод».
7. Попросите группы поделиться своими описаниями экспериментов и обсудить в классе сходства и различия между всеми экспериментами для проверки одной и той же гипотезы. .
Задайте вопрос: Что общего между экспериментами? Чем отличались эксперименты? Если позволяет время, организуйте демонстрацию, где группы могут изучить схемы экспериментов других групп.Предложите студентам представить, как двигатель может приводить в движение более крупные объекты, например робота. (Двигатели обычно используются для обеспечения движения механических структур робота; например, колеса для перемещения робота или руки для взаимодействия с окружающей средой.)
Высокое напряжение: объяснение электродвигателей Porsche
Пожалуйста, откиньтесь на спинку кресла. Если вы полностью нажмете педаль акселератора в Porsche Taycan Turbo S, у вас появится 12 000 причин выбрать устойчивое положение для сидения.Водитель и пассажиры прижимаются к обивке таким образом, что у них почти захватывает дух, когда топовая модель электрического спортивного автомобиля раскрывает свой совокупный крутящий момент 12000 Нм на всех четырех колесах одновременно (Taycan Turbo S: потребление электроэнергии * в сочетании ( WLTP) 25,6 — 24,3 кВтч / 100 км, выбросы CO₂ в смешанном цикле (WLTP) 0 г / км, запас хода на электротяге (WLTP) 390-416 км, запас хода на электричестве в городе (WLTP) 434-477 км, Потребление электроэнергии * в смешанном цикле ( NEDC) 28,5 кВтч / 100 км, выбросы CO₂, комбинированные (NEDC) 0 г / км).Концентрированная мощность полностью разряжается без каких-либо задержек, а тяга двух электродвигателей на передней и задней осях остается практически неизменной до максимальной скорости.
Эта доза адреналина — активный ингредиент уникальной технологии привода Porsche. Неслучайно известный Центр автомобильного менеджмента (CAM) объявил Taycan самой инновационной моделью в мире 2020 года. Для Porsche инновации всегда означали доведение технологий до крайности. В данном случае это означает использование потенциала электропривода так, как никто раньше не делал.
Моторы с управляемыми ступицами от Ferdinand Porsche
Porsche придумал эту концепцию не вчера — и даже не накануне. На самом деле это было более 120 лет назад. В то время молодой Фердинанд Порше добился первенства в мире, разработав электромобили с двигателями с управляемыми колесными ступицами. Возможности, предоставляемые электромобильностью, подстегнули его спортивные амбиции, и его гоночный автомобиль стал первым в мире полноприводным легковым автомобилем.
Силовая установка: электродвигатель и двухступенчатая коробка передач (передняя) расположены параллельно задней оси.Силовая электроника расположена сверху.Простые двигатели постоянного тока прошлых лет давно были заменены более сложными машинами. Однако основной физический принцип остался прежним: магнетизм. Магнит всегда состоит из северного и южного полюсов. Неравные полюса привлекают; равные полюса отталкиваются. С одной стороны, это постоянные магниты, основанные на взаимодействии элементарных частиц. С другой стороны, магнитные поля также возникают каждый раз, когда перемещается электрический заряд. Чтобы усилить электромагнетизм в игре, проводник с током в электродвигателе выполнен в виде катушки.Электромагниты и — в зависимости от конструкции двигателя — постоянные магниты состоят из двух компонентов. Неподвижная часть называется статором, вращающаяся часть — ротором, который вращается, когда силы притяжения и противодействия создаются путем периодического включения и выключения электрического напряжения.
PSM вместо ASM
Не каждый тип электродвигателя подходит для приведения в движение транспортного средства. Porsche использует синхронную машину с постоянным возбуждением (PSM).По сравнению с преимущественно используемой конструкцией — более дешевой асинхронной машиной (ASM) — PSM предлагает более высокую непрерывную мощность, поскольку он менее легко перегревается и, следовательно, не требует отключения. PSM Porsche питается и управляется силовой электроникой с трехфазным переменным напряжением: скорость двигателя определяется частотой, с которой переменное напряжение колеблется вокруг нулевой точки от плюса до минуса. В двигателях Taycan импульсный инвертор устанавливает частоту вращающегося поля в статоре, тем самым регулируя скорость ротора.
Центральная часть: статор электродвигателя по существу состоит из круглых дисков из листового металла, уложенных в трубку, и медных катушек. П-образно изогнутые проволоки вставляются в зазоры в трубке и соединяются между собой.Ротор содержит высококачественные постоянные магниты из сплавов неодима, железа и бора, которые в процессе производства постоянно намагничиваются сильным направленным магнитным полем. Постоянные магниты также обеспечивают очень высокую степень рекуперации энергии за счет рекуперации во время торможения.В режиме выбега электродвигатель переходит в режим рекуперации, в то время как магниты индуцируют напряжение и ток в обмотке статора. Электромотор Porsche по рекуперации является лучшим среди конкурентов.
Обмотка шпилькой: особенность двигателей Taycan
Технологии, доведенные до предела: этот ген Porsche отражен в особой особенности двигателей Taycan, известной как шпилька намотки. Здесь обмотки статора состоят из проводов не круглой, а прямоугольной формы.И в отличие от классических процессов намотки, когда медная проволока получается из бесконечной катушки, технология шпильки известна как процесс сборки на основе формования. Это означает, что прямоугольный медный провод делится на отдельные участки и изгибается U-образно, как шпилька. Эти отдельные «шпильки» вставляются в пластинки статора, в которых установлена обмотка, таким образом, чтобы поверхности прямоугольного поперечного сечения лежали друг на друге.
Компактность: передний привод Taycan спроектирован так, чтобы занимать еще больше места, чем задний привод.Двигатель и коробка передач расположены соосно; ротор, коробка передач и полуоси расположены на одной линии.Это решающее преимущество шпилечной технологии: она позволяет уплотнять провода более плотно, тем самым добавляя больше меди к статору. В то время как у традиционных методов намотки коэффициент заполнения медью, как известно, составляет около 50 процентов, технология, используемая Porsche, имеет коэффициент заполнения почти 70 процентов. Это увеличивает мощность и крутящий момент при том же пространстве для установки. Концы проволочных шпилек свариваются лазером, образуя катушку.Еще одно важное преимущество состоит в том, что однородный контакт между соседними медными проводами улучшает теплопередачу, а статор шпильки можно охлаждать гораздо эффективнее. Электродвигатели преобразуют более 90 процентов энергии в двигательную установку. Но, как и в двигателе внутреннего сгорания, потери преобразуются в тепло, которое необходимо отвести. Поэтому у двигателей есть рубашка с охлаждающей водой.
Кульминация опыта Porsche в импульсном преобразователе
Для точного управления синхронным двигателем с постоянным возбуждением силовая электроника должна знать точное угловое положение ротора.Для этого и нужен резолвер. Он состоит из диска ротора из полнопроводящего металла, катушки возбудителя и двух катушек приемника. Катушка возбудителя создает магнитное поле, которое передается через энкодер на приемные обмотки. Это индуцирует напряжение в приемных катушках, фазовое положение которых смещено пропорционально положению ротора. Система управления может использовать эту информацию для расчета точного углового положения ротора. Эта система управления, известная как импульсный инвертор, является кульминацией опыта Porsche.Он отвечает за преобразование постоянного тока батареи с напряжением 800 вольт в переменный ток и подачу его на два электродвигателя.
Масса маховика: ротор заполнен постоянными магнитами, расположенными V-образно.Porsche был первым производителем, реализовавшим уровень напряжения 800 вольт. Первоначально разработанное для гоночного автомобиля Porsche 919 Hybrid, это напряжение теперь снижает вес и пространство для установки при серийном производстве благодаря более компактным кабелям, что сокращает время зарядки.Электродвигатели развивают до 16 000 оборотов в минуту. Чтобы оптимально использовать этот диапазон скоростей для отличного от Porsche разницы между динамикой, эффективностью и максимальной скоростью, каждый передний и задний приводы имеют свою собственную трансмиссию. Taycan — первый спортивный электромобиль, который когда-либо имел трансмиссию с двумя переключаемыми передачами на задней оси, первая из которых имеет очень короткое передаточное число. На передней оси входной планетарный редуктор передает мощность на колеса.
Все это вместе дает Taycan Turbo S.На передней оси передаточное число преобразует 440 Нм, создаваемые электродвигателем, примерно в 3000 Нм на колесах. Приблизительно 610 Нм от двигателя задней оси умножаются на первой передаче до примерно 9000 Нм крутящего момента оси. Задача второй передачи с более длинным передаточным числом — обеспечить КПД и запас мощности на высокой скорости. Это новаторская технология, примененная к мельчайшим деталям, и продолжение традиции инноваций Porsche в эпоху электропривода.
Информация
Текст, впервые опубликованный в журнале Porsche Christophorus, No.398.
Авторские права: авторские права на опубликованные здесь изображения и звука принадлежат Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Германия или другие лица. Его нельзя воспроизводить полностью или частично без предварительного письменного разрешения Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG. Пожалуйста, свяжитесь с [email protected] для получения дополнительной информации.
Изображения, фотографии и изображения двигателей постоянного тока 12 В на Alibaba
Примечание. Некоторые элементы запрещены к отображению / продаже на нашем веб-сайте в соответствии с Политикой листинга продуктов.Например, такие лекарства, как аспирин.
115-120 долл. США / шт. (цена FOB)
1 шт. (минимальный заказ)
1 шт. / долл. США (цена FOB)
500 шт. (минимальный заказ) Заказ)
1,5-2,0 долл. США / шт. (цена FOB)
100 шт. (минимальный заказ)
6,04-6,97 долл. США / шт. (цена FOB)
2 Штука (мин.Заказ)
5,23-6,6 / долл. США (цена FOB)
1 шт. (минимальный заказ)
15,0-48,0 долл. США / шт. (цена FOB)
2 шт. (Мин. Заказ)
3,3-6 / US $ (Цена FOB)
1000 шт. (Мин. Заказ)
US $ 3,2-4,2 / шт. (Цена FOB)
500 штук (мин.Заказ)
15-50 / долларов США (цена FOB)
50 штук (минимальный заказ)
36-88 долларов США / штука (цена FOB)
1 шт. (Мин. Заказ)
36,5-38,8 $ США / шт. (Цена FOB)
1 шт. (Мин. Заказ)
12,4-12,8 $ / шт. (Цена FOB)
2 штуки (мин.Заказ)
3-5 долл. США / Комплект (цена FOB)
200 комплектов (минимальный заказ)
8,9-13,5 долл. США / шт. (цена FOB)
2 шт. (минимальный заказ)
1–120 долларов США / шт. (цена FOB)
100 штук (минимальный заказ)
52,0-68,0 долларов США / Комплект (цена FOB)
1 комплект (Мин.Заказ)
3-19 / долл. США (цена FOB)
1 шт. (минимальный заказ)
2,18-4 / долл. США (цена FOB)
1 шт. (минимальный заказ)
1,65–2,0 долл. США / шт. (цена FOB)
1 шт. (минимальный заказ)
2,85–4 / долл. США (цена FOB)
500 штук (мин.Заказ)
29,0-46,0 долл. США / шт. (цена FOB)
1 шт. (минимальный заказ)
50-500 долл. США / шт. (цена FOB)
100 шт. (Мин. Заказ)
45,0-47,0 $ США / шт. (Цена FOB)
1 шт. (Мин. Заказ)
50-52 $ / шт. (Цена FOB)
1 штука (мин.Заказ)
14,0-32,0 долл. США / шт. (цена FOB)
2 шт. (минимальный заказ)
110,0–120,0 долл. США / шт. (цена FOB)
2 шт. (Мин. Заказ)
20-300 долларов США / Комплект (Цена FOB)
1 комплект (Мин. Заказ)
20-400 долларов США / Комплект (Цена FOB)
1 комплект (Мин.Заказ)
58/ долларов США (цена FOB)
100 штук (минимальный заказ)
0,6-1 / долларов США (цена FOB)
500 штук ( Мин. Заказ)
10-16 / US $ (Цена FOB)
1 шт. (Мин. Заказ)
14,5-25,0 US $ / шт. (Цена FOB)
2 штуки (мин.Заказ)
20,4-24,0 долл. США / шт. (цена FOB)
1 шт. (минимальный заказ)
75-95 / долл. США (цена FOB)
2 шт. (Мин. Заказ)
70-90 долл. США / шт. (Цена FOB)
1 шт. (Мин. Заказ)
100,0–100,0 долл. США / шт. (Цена FOB)
1 штука (мин.Заказ)
12-15 / долларов США (цена FOB)
1 штука (минимальный заказ)
60-350 долларов США / штука (цена FOB)
1 штука (Мин. Заказ)
{{#if priceFrom}}{{priceCurrencyType}} {{priceFrom}} {{#if priceTo}} — {{priceTo}} {{/если}} {{#if priceUnit}} / {{priceUnit}} {{/если}}
{{/если}} {{#if minOrderQuantity}}{{minOrderQuantity}} {{#if minOrderType}} {{minOrderType}} {{/если}}
{{/если}}Как электромобили на топливных элементах работают с использованием водорода?
Как и полностью электрические транспортные средства, электромобили на топливных элементах (FCEV) используют электричество для питания электродвигателя.В отличие от других электромобилей, FCEV вырабатывают электричество, используя топливный элемент, работающий на водороде, а не потребляя электричество только от батареи. В процессе проектирования транспортного средства производитель транспортного средства определяет мощность транспортного средства размером электродвигателя (двигателей), который получает электроэнергию от комбинации топливного элемента и батареи соответствующего размера. Хотя автопроизводители могут спроектировать FCEV с возможностью подключения для зарядки аккумулятора, большинство FCEV сегодня используют аккумулятор для возврата энергии торможения, обеспечения дополнительной мощности во время коротких событий ускорения и для сглаживания мощности, поступающей от топливного элемента с возможностью на холостом ходу или выключите топливный элемент во время низкой потребности в энергии.Количество энергии, хранящейся на борту, определяется размером водородного топливного бака. Это отличается от полностью электрического транспортного средства, где количество доступной мощности и энергии тесно связаны с размером батареи. Узнайте больше об электромобилях на топливных элементах.
Изображение в высоком разрешенииКлючевые компоненты электромобиля на водородных топливных элементах
Аккумулятор (вспомогательный): В транспортном средстве с электроприводом вспомогательная низковольтная аккумуляторная батарея обеспечивает электричеством для запуска автомобиля до включения тягового аккумулятора; он также приводит в действие автомобильные аксессуары.
Аккумулятор: Эта высоковольтная аккумуляторная батарея накапливает энергию, генерируемую рекуперативным торможением, и обеспечивает дополнительную мощность для тягового электродвигателя.
Преобразователь постоянного тока в постоянный: Это устройство преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока низкого напряжения, необходимую для работы аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательной аккумуляторной батареи.
Электрический тяговый двигатель (FCEV): Используя энергию топливного элемента и тягового аккумулятора, этот двигатель приводит в движение колеса автомобиля.В некоторых автомобилях используются мотор-генераторы, которые выполняют как приводную, так и регенеративную функции.
Блок топливных элементов: Набор отдельных мембранных электродов, которые используют водород и кислород для производства электричества.
Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.
Топливный бак (водород): Хранит газообразный водород на борту автомобиля до тех пор, пока он не понадобится топливным элементам.
Контроллер силовой электроники (FCEV): Этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой топливным элементом и тяговой батареей, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.
Тепловая система (охлаждение) — (FCEV): Эта система поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур топливного элемента, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов.
Трансмиссия (электрическая): Трансмиссия передает механическую энергию от тягового электродвигателя для привода колес.
Mahle разрабатывает безмагнитный двигатель для электромобилей
Поставщик автомобилей первого уровня Mahle разработал электродвигатель для электромобилей, в котором не используются постоянные магниты. Это не первая компания, которая сделала это, но она первая, кто создал двигатель, который можно масштабировать, чтобы он соответствовал потребностям автомобилей многих размеров, от малолитражных автомобилей до грузовиков средней грузоподъемности. Mahle говорит, что возможность настраивать и изменять параметры магнетизма ротора вместо того, чтобы зацикливаться на том, что предлагает постоянный магнит, позволила его инженерам достичь КПД выше 95% во всем диапазоне рабочих скоростей.Только двигатели, используемые в автомобилях Формулы E, обеспечивают такую эффективность, согласно New Atlas .
Двигатель Mahle также особенно эффективен на высоких скоростях, что может помочь расширить диапазон электромобилей при движении по шоссе. «Наш безмагнитный двигатель, безусловно, можно назвать прорывом, потому что он обеспечивает несколько преимуществ, которые еще не были объединены в продукте этого типа», — говорит д-р Мартин Бергер, вице-президент Mahle по корпоративным исследованиям и передовым технологиям.«В результате мы можем предложить нашим клиентам продукт с выдающейся эффективностью по сравнительно низкой цене».
Беспроводная индукция
Беспроводной передатчик передает мощность на ротор, используя переменное поле, которое преобразуется в постоянный ток для катушек магнита. Изображение предоставлено: Mahle
.Безмагнитные двигатели не являются чем-то необычным, но для большинства из них требуется какое-то вращающееся контактное устройство для передачи электричества на медные катушки в роторе. Это увеличивает вероятность большего износа двигателя, чем у сопоставимого двигателя, использующего постоянные магниты.
Но инженеры Mahle позаимствовали идеи из мира беспроводной зарядки, чтобы решить проблему с контактами. Мощность передается на ротор по беспроводной связи посредством индукции катушкой переменного тока. Это индуцирует ток в приемном электроде внутри ротора, который возбуждает медные обмотки, заменяющие постоянные магниты, и создает электромагнитное поле.
В результате практически нечего изнашиваться, говорит IEEE Spectrum . «Нет контактов для передачи электричества, нет истирания, образования пыли, нет механического износа», — сказал Бергер в среду во время онлайн-пресс-конференции. «Также я должен сказать, что если нужно обслуживать немагнитный ротор, его несложно заменить». Он добавляет, что новый двигатель сочетает в себе лучшие черты нескольких двигателей, предлагая хорошую эффективность как при низком, так и при высоком крутящем моменте.
По словам Бергера, он не идеален для сверхкомпактных транспортных средств, таких как электровелосипеды или большие грузовики, которые обычно работают с постоянной нагрузкой.«Очень быстрым или тяжелым транспортным средствам потребуется трансмиссия, но для большинства случаев применения — например, легковых автомобилей — достаточно одной передачи».
Дилемма редкой земли
В большинстве электродвигателей используются постоянные магниты из редкоземельных минералов, таких как неодим, диспрозий или иттрий. На самом деле редкоземельные минералы не так уж и редки. Проблема в том, что Китай контролирует 97% мировых поставок. Даже те, которые добываются в других местах, должны перерабатываться в Китае, который является единственной страной, которая может сделать их коммерчески пригодными для использования.Недавно Китай ввел экспортный контроль, который повысил цены на неодим на 750% и неодим на 2000%. Дело не в том, что цена на медь не выросла так же хорошо, как революция в электромобилях, но она далеко не так дорога, как эти редкоземельные минералы, а это означает, что двигатель Mahle должен стоить дешевле в производстве.
Из-за экономических и геополитических последствий зависимости от Китая в отношении редкоземельных минералов несколько компаний, включая BMW, Audi и Renault, уже производят некоторые из своих электродвигателей без постоянных магнитов.Любая другая компания по производству электромобилей тоже присматривается к новым технологиям. Компания Mahle не сообщила, какие компании заинтересованы в ее новом двигателе, но сообщает, что образцы уже были доставлены нескольким компаниям для тестирования и оценки. Ожидается, что массовое производство безмагнитных двигателей начнется к концу 2023 года.
Являются ли новые двигатели Mahle потрясающими новостями? Нет, но это пример крошечных улучшений, благодаря которым переход на электромобили происходит быстрее, чем мы, возможно, осмеливались надеяться всего несколько лет назад.Двигателю внутреннего сгорания потребовалось 100 лет, чтобы достичь той мощности, эффективности и долговечности, которую он имеет сегодня.
Темпы изменений в электрических трансмиссиях намного быстрее в начале эры электромобилей. Ожидается, что к концу этого десятилетия электромобили будут так же далеко в своем развитии, как бензиновые и дизельные автомобили после 70 лет улучшений. Изменения никогда не бывают достаточно быстрыми для одних и слишком быстрыми для других, но ничто не может остановить их.
Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или представителем CleanTechnica — или покровителем Patreon.Реклама
У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.