Электрические двигатели (8 класс) — презентация онлайн

8 класс
Электрические двигатели
Электрический двигатель — это
электрическая машина в которой
электрическая энергия преобразуется в
механическую, побочным эффектом
является выделение тепла.
Конструкция
электродвигателя
Основными компонентами вращающегося
электродвигателя являются статор и
ротор. Статор — неподвижная часть, ротор вращающаяся часть.
Принцип работы электродвигателя
1. Согласно закону Ампера на проводник
с током I в магнитном поле будет
действовать сила F.
2. Если проводник с током I согнуть в
рамку и поместить в магнитное поле, то
две стороны рамки, находящиеся под
прямым углом к магнитному полю, будут
испытывать противоположно
направленные силы F
Принцип работы электродвигателя
3. Силы, действующие на рамку,
создают крутящий момент или момент
силы, вращающий ее.
4. Производимые электродвигатели имеют
несколько витков на якоре, чтобы
обеспечить больший постоянный момент.
5. Магнитное поле может создаваться как
магнитами, так и электромагнитами.
По закону электромагнитной
индукции ток протекающий в рамки будет
индуцировать ток в обмотки
электромагнита, который в свою очередь
будет создавать магнитное поле.
Принцип работы
электродвигателей
В основе работы электродвигателей лежит
процесс электромагнитной индукции,
которая возникает при движении
проводящей среды в магнитном поле.
Типы электродвигателей
Магнитоэлектрические двигатели, по типу
потребляемой энергии подразделяется на
две группы —
1.
двигатели постоянного тока
2. двигатели переменного тока
Электродвигатели
Само коммутируемые
Коллекторные
Бесколлекторные
Постоян
ного тока
Синхронные
Асинхронные
Вентильные
Переменного тока
Универсальные
С постоянными
магнитами
Внешне коммутируемые
Электрический ток
Двигатели постоянного тока
Двигатель постоянного тока —
электрический двигатель, питание
которого осуществляется постоянным
током.
По наличию щёточно-коллекторного узла,
они подразделяется на:
1. коллекторные двигатели;
2. бесколлекторные двигатели.
Электродвигатели
Постоянного тока
Коллектор
ные
Бесколлек
торные
Переменного тока
Устройство коллекторных
двигателей
индуктор (неподвижный статор),
2. якорь (подвижный ротор),
3. коллектор (щеточно-коллекторный узел
выполняет функцию датчика положения
ротора и переключателя тока в обмотках).
1.
Использование коллекторных
электродвигателей
Коллекторные электродвигатели используют в
бытовых приборах, для которых необходима
высокая частота вращения рабочих органов и
широкий диапазон регулировки скорости:
(пылесосы, полотеры, миксеры, смесители,
кофемолки, щетки для чистки одежды и
обуви).
Имеют частоту вращения более 3000 оборотов в минуту.
Виды коллекторных двигателей
Универсальный электродвигатель
Может работать на переменном и постоянном токе.
Широко используется в ручном электроинструменте и в
некоторых бытовых приборах (в пылесосах, стиральных
машинах и др.). В США и Европе использовался как
тяговый электродвигатель. Получил большое
распространение благодаря небольшим размерам,
относительно низкой цены и легкости управления.
Виды коллекторных двигателей
Коллекторный электродвигатель
постоянного тока
• Электрическая машина, преобразующая
электрическую энергию постоянного тока в
механическую.
Преимуществами электродвигателя постоянного тока
являются: высокий пусковой момент, быстродействие,
возможность плавного управления частотой вращения,
простота устройства и управления.
Недостатком двигателя является необходимость
обслуживания коллекторно-щеточных узлов и
ограниченный срок службы из-за износа коллектора.
Особенности коллекторных
двигателей
1. возможность регулирования частоты вращения в
широком диапазоне,
2. линейность механической и, в большинстве
случаев, регулировочной характеристики,
3. большой пусковой момент, высокое быстродействие,
4. малая масса и объем на единицу полезной
мощности и более высокий КПД по сравнению с
двигателями переменного тока той же мощности.
5. Требуется периодически заменять щётки коллектора.
6. Ограниченный срок службы из-за износа коллектора
Изменение скорости вращения
якоря ДПТ
Изменяя реостатом величину тока в
цепи обмотки возбуждения, мы тем
самым изменяем число оборотов
двигателя.
2. Менять число оборотов двигателя
можно изменяя напряжение на его
зажимах
1.
Бесколлекторные двигатели
постоянного тока
( вентильные двигатели )
Бесколлекторные двигатели
В отличие от обычного электродвигателя, у
бесколлекторного двигателя подвижной
частью является статор с постоянными
магнитами, а неподвижной частью — ротор с
обмотками трех фаз.
Бесколлекторные двигатели постоянного тока
( вентильные двигатели )
— Электродвигатели, выполненные в виде
замкнутой системы с использованием датчика
положения ротора (ДПР), системы управления
(преобразователя координат) и силового
полупроводникового преобразователя
(инвертора)
Применение бесколлекторных
двигателей постоянного тока
Благодаря высокой надёжности и хорошей управляемости,
вентильные двигатели применяются:
в компьютерных вентиляторах и CD/DVD-приводах,
в роботах и космических ракет,
в авиационной технике,
в автомобильном машиностроении
в биомедицинской аппаратуре,
в бытовой технике
в системах регулирования скорости с большим диапазоном и
высоким темпом пусков, остановок и реверса;
Принцип работы
У бесколлекторного двигателя подвижной
частью является статор с постоянными
магнитами, а неподвижной частью — ротор с
обмотками трех фаз.
Для того, чтобы заставить вращаться такую систему,
необходимо осуществлять в определенном порядке смену
направления магнитного поля в обмотках ротора — тогда
постоянные магниты статора будут взаимодействовать с
магнитными полями ротора и подвижный статор прийдет
в движение.
Принцип работы бесколлекторных
двигателей постоянного тока.
Движение статора основано на свойстве магнитов с
одноименными полюсами отталкиваться, а с
противоположными — притягиваться.
Достоинства бесколлекторных
двигателей П.Т.
Широкий диапазон изменения частоты вращения
Бесконтактность и отсутствие узлов, требующих частого
обслуживания (коллектора)
Возможность использования во взрывоопасной и
агрессивной среде
Высокие энергетические показатели (КПД выше 90 %)
Большой срок службы и высокая надёжность за счёт
отсутствия скользящих электрических контактов.
Недостатки БДПТ
Высокая стоимость двигателя, обусловленная
частым использованием дорогостоящих
постоянных магнитов в конструкции ротора.
Относительно сложная структура двигателя и
управление им.
Электродвигатели
переменного тока
Электродвигатели переменного
тока
— электрические машины, преобразующие
электрическую энергию в механическую,
являются наиболее совершенным и
распространенным видом привода машин
и механизмов.
Двигатели переменного тока
Двигатель переменного тока —
электрический двигатель, питание
которого осуществляется переменным
током.
По принципу работы двигатели переменного тока
разделяются на
1. Синхронные
2. Асинхронные
Устройство синхронных
электродвигателей
Синхронные электродвигатели состоят из
многофазной обмотки статора –
(неподвижной части) и ротора (подвижной
части).
Обмотка статора подключается к источнику
переменного тока, а обмотка ротора (в большинстве
случаев) — к источнику постоянного тока.
Принцип работы синхронных
электродвигателей
Ротор вращается синхронно с магнитным
полем питающего напряжения статора.
При взаимодействии электромагнитных полей ротора и
статора возникает крутящий момент, под действием
которого ротор приходит в движение, синхронное с
вектором напряженности магнитного поля статора.
Параметры работы
Электродвигатели переменного тока имеют
номинальный режим работы, который
соответствует продолжительному режиму,
кратковременному, повторно-кратковременному
или перемежающимися режиму работы. Также
электродвигатели имеют наибольшие параметры.
Область применения.
Электродвигатели переменного тока используются
при больших мощностях (от сотен киловатт и
выше) в крупных установках, таких, как привод
поршневых компрессоров, воздуховодов,
гидравлических мощных насосов,
характеризуемых большой продолжительностью
работы.
Асинхронный электродвигатель
Асинхро́нная маши́на —
электрическая машина переменного
тока, частота вращения ротора
которой не равна частоте
вращения магнитного поля,
создаваемого током обмотки статора.
Принцип работы.
На обмотку статора подаётся переменное напряжение, под
действием которого по этим обмоткам протекает ток и
создаёт вращающееся магнитное поле.
Магнитное поле воздействует на обмотку ротора и по
закону электромагнитной индукции наводит в ней ЭДС.
В обмотке ротора под действием наводимой ЭДС
возникает ток.
Ток в обмотке ротора создаёт собственное магнитное поле,
которое вступает во взаимодействие с вращающимся
магнитным полем статора. В результате создаётся
вращающий электромагнитный момент, заставляющий
ротор вращаться.
Характеристика асинхронных
электродвигателей.
Достоинства:
Лёгкость в изготовлении.
Отсутствие электрического контакта ротора
со статической частью машины.
Недостатки:
Небольшой пусковой момент.
Значительный пусковой ток.
Применение асинхронных
электродвигателей
Благодаря простоте конструкции, отсутствию
подвижных контактов, высокой
ремонтопригодности, невысокой цене по
сравнению с другими электрическими
двигателями применяются практически во
всех отраслях промышленности и сельского
хозяйства (для привода вентиляционного
оборудования, насосов, компрессорных
установок, станков, эскалаторов и т. п.).
Применение
Электрические двигатели находят
широкое применение благодаря таким
своим положительным качествам, как
высокая экономичность, постоянная
готовность к работе, удобство управления,
а также благодаря отсутствию при их
эксплуатации загрязняющих
окружающую среду выбросов.
Условия выбора
электродвигателя
При изготовлении и выборе электродвигателей
большое значение имеют условия их эксплуатации
и климатические условия, в зависимости от
которых используются разные виды
электродвигателей, имеющие конструкционные
особенности, делающие их пригодными для
эксплуатации в различных условиях.
При выборе электродвигателя необходимо учитывать
коэффициент их полезного действия, а также
нужно учитывать потери электрической энергии в
проводниках, питающих электродвигатель.
Тест: «Электродвигатели»
1. Что относится к источнику электроэнергии?
a) Аккумуляторная батарея
c) Вода
b) Ветер
d) Электродвигатель
2. Что входит в устройство бесколлекторного электродвигателя?
a) Ротор, статор, коллектор, щётки.
b) Ротор, статор, контроллер.
c) Ротор, статор, коллектор.
3. В коллекторных электродвигателях постоянного тока:
a) Статор подвижный
с) Статор и ротор не подвижны
b) Ротор подвижный
d) Статор и ротор подвижны
4. Какие двигатели используются в металлорежущих станках?
a) Асинхронные электродвигатели переменного тока.
b) Коллекторные электродвигатели постоянного тока.
c) Синхронные электродвигатели переменного тока.
d) Двигатели внутреннего сгорания.
5. Какие двигатели используют в миксерах, кофемолках, блендерах?
a) Синхронные электродвигатели переменного тока.
b) Асинхронные электродвигатели переменного тока.
c) Коллекторные электродвигатели постоянного тока.
6. Как можно изменить частоту оборотов электродвигателя?
a) Изменяя напряжение на его зажимах.
b) Изменяя силу тока в электрической цепи
c) Эта величина для каждого двигателя постоянна.
7. Главное достоинство электродвигателей постоянного тока?
a) Широкий диапазон регулировки скорости двигателя
b) Долговечность
c) Неприхотливость в обслуживании.
8. Недостатки асинхронных электродвигателей переменного тока?
a) Большие размеры
b) Значительный пусковой ток.
c) Неэкономичны
9. В каких электродвигателях электрический ток подаётся только на обмотки
статора?
a) Коллекторный
c) Синхронный
b) Бесколлекторный
d) Асинхронный
10. Якорь коллекторного электродвигателя, подключенный к батарейке,
вращается по часовой стрелке. Как изменить направление его вращения?
a) Поменять полярность подключения батарейки.
b) Взять батарейку с меньшим выходным напряжением.
c) Дополнительно включить в цепь электрическую лампочку.
d) Взять батарейку с большим выходным напряжением.
11. Какой электродвигатель обладает наибольшим КПД?
a) Коллекторный
c) Синхронный
b) Бесколлекторный
d) Асинхронный
12. Какой электродвигатель является самым распространённым по
применению?
a) Коллекторный
c) Синхронный
b) Бесколлекторный
d) Асинхронный

62 параграф физика Перышкин ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ – Рамблер/класс

62 параграф физика Перышкин ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ – Рамблер/класс

Интересные вопросы

Школа

Подскажите, как бороться с грубым отношением одноклассников к моему ребенку?

Новости

Поделитесь, сколько вы потратили на подготовку ребенка к учебному году?

Школа

Объясните, это правда, что родители теперь будут информироваться о снижении успеваемости в школе?

Школа

Когда в 2018 году намечено проведение основного периода ЕГЭ?

Новости

Будет ли как-то улучшаться система проверки и организации итоговых сочинений?

Вузы

Подскажите, почему закрыли прием в Московский институт телевидения и радиовещания «Останкино»?

Привет, кто добрался до данных вопросов?! , поделитесь ответами?
4. Опишите устройство технического электродвигателя.
5. Где применяются электрические двигатели? Каковы их преимущества по сравнению с тепловыми?
6. Кто и когда изобрёл первый электродвигатель, пригодный для практического применения?
 

ответы

 4.
Технический электродвигатель имеет в своем составе якорь — это железный цилиндр, имеющий вдоль боковой поверхности прорези, в которые укладываются витки обмотки. Сам якорь вращается в магнитном поле, создаваемом сильным электромагнитом. Вал двигателя, проходящий по центральной оси железного цилиндра, соединяют с прибором, который приводится двигателем во вращение.
 5. Двигатели постоянного тока нашли особенно широкое применение на транспорте (трамваи, троллейбусы, электровозы), в промышленности (для выкачивания нефти из скважины) в быту (в электробритвах). Электродвигатели имеют меньшие размеры по сравнению с тепловыми, а также гораздо более высокий КПД, кроме того они не выделяют газов, дыма и пара, т. е. более экологически чистые.
6.
 Первый электрический двигатель, пригодный для практического применения изобрел русский ученый — Борис Семенович Якоби в 1834 году.

ваш ответ

Можно ввести 4000 cимволов

отправить

дежурный

Нажимая кнопку «отправить», вы принимаете условия  пользовательского соглашения

похожие темы

Экскурсии

Мякишев Г.Я.

Психология

Химия

похожие вопросы 5

Приготовление раствора сахара и расчёт его массовой доли в растворе. Химия. 8 класс. Габриелян. ГДЗ. Хим. практикум № 1. Практ. работа № 5.

Попробуйте провести следующий опыт. Приготовление раствора
сахара и расчёт его массовой доли в растворе.
Отмерьте мерным (Подробнее…)

ГДЗШкола8 классХимияГабриелян О.С.

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.В.Перышкин Задание №475 В обоих случаях поплавок плавает. В какую жидкость он погружается глубже?

Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают
сначала в воду, потом в масло. В обоих (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.В.Перышкин Задание №476 Изобразите силы, действующие на тело.

Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

16. Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)… Цыбулько И. П. Русский язык ЕГЭ-2017 ГДЗ. Вариант 13.

16.
Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)
в предложении должна(-ы) стоять запятая(-ые). (Подробнее…)

ГДЗЕГЭРусский языкЦыбулько И.П.

ЕГЭ-2017 Цыбулько И. П. Русский язык ГДЗ. Вариант 13. 18. Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)…

18.
Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых)
в предложении должна(-ы) стоять запятая(-ые). (Подробнее…)

ГДЗЕГЭРусский языкЦыбулько И.П.

Электродвигатель – Типы электродвигателей

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Двигатель – это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Каждый двигатель имеет вал или шпиндель, который непрерывно вращается при пропускании через него тока. Вращение его валов используется для привода различных типов машин в быту и промышленности. Электродвигатель используется в электровентиляторах, стиральных машинах, холодильниках, миксерах и мясорубках и многих других приборах. Обычный электродвигатель работает на постоянном токе, поэтому его также называют двигателем постоянного тока, что означает «двигатель постоянного тока». Электродвигатель, о котором мы сейчас поговорим, представляет собой двигатель постоянного тока.

Существует два типа электродвигателей:

• Двигатель переменного тока и
• Двигатель постоянного тока.

Здесь мы будем описывать двигатель постоянного тока. Принцип работы двигателя постоянного тока сильно отличается от двигателя переменного тока. Важно помнить, что все электроприборы, такие как вентиляторы, кондиционеры, кулеры, стиральные машины, миксеры и блендеры, работают от переменного тока (бытовой источник питания), и поэтому в них установлены двигатели переменного тока.

ПРИНЦИП:

Когда катушка с током помещается в магнитное поле, она испытывает крутящий момент. В результате этого крутящего момента катушка начинает вращаться.

КОНСТРУКЦИЯ:

Он состоит из следующих пяти частей:

• Якорь: Якорь ABCD состоит из большого количества витков изолированного медного провода, намотанного на сердечник из мягкого железа.
• Полевой магнит : Магнитное поле (B) создается постоянным магнитом NS.
• Разрезное кольцо или коммутатор: Это две половинки одного и того же металлического кольца. К этим половинкам присоединены концы катушки якоря, которые также вращаются вместе с якорем.
• Щетки или скользящие контакты: Это две гибкие металлические пластины или угольные стержни X и Y, которые закреплены таким образом, что постоянно касаются вращающихся колец.
•  Батарея: Батарея состоит из нескольких элементов и подключается через щетки. Щетки пропускают ток к кольцам, откуда он переносится на якорь.

РАБОЧИЙ:

Работа двигателя постоянного тока будет понятна из следующего обсуждения:

а) Предположим, что батарея посылает ток на якорь в направлении, показанном на рисунке. Применяя правило левой руки Флеминга (моторное правило), мы находим, что на руку AB действует сила, действующая наружу и перпендикулярно ей, а на руку CD действует сила, действующая внутрь и перпендикулярно ей. Эти две силы образуют пару, называемую крутящим моментом, который заставляет якорь вращаться против часовой стрелки.

б) После того, как якорь совершил пол-оборота (т. е. повернулся на 180°), направление тока в плечах AB и CD меняется на противоположное. Теперь на руку CD действует направленная наружу сила, а на руку AB — направленная внутрь сила. Таким образом, якорь продолжает вращаться вокруг своей оси в том же направлении, то есть против часовой стрелки.

Скорость вращения двигателя можно увеличить на

• увеличение силы тока через якорь,
• увеличение числа витков в обмотке якоря,
• увеличение площади катушки, а
• увеличение силы магнитного поля.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА:

• Они используются в электрических вентиляторах (вытяжных, потолочных или настольных) для охлаждения и вентиляции.
• Они используются для перекачки воды.
• Большие двигатели постоянного тока используются для приведения в движение трамвайных вагонов.
• Небольшие двигатели постоянного тока используются в различных игрушках.

Электродвигатель — Tutormate

04 Магнитный

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

Двигатель представляет собой устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Например, у миксера есть вращающиеся лопасти, которые перемешивают продукты. Подводимая к смесителю электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения лопастей, и таким образом достигается желаемое действие.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

• Принцип работы двигателя основан на том, что когда прямоугольную катушку помещают в магнитное поле и через нее пропускают ток, на катушку действует сила, которая непрерывно вращает ее.
• Рассмотрим полюса двух стержневых магнитов, обращенных друг к другу, с небольшим выступом между ними. Небольшой отрезок токопроводящего провода выполнен в виде петли и удерживается в пространстве между магнитами таким образом, что находится в магнитном поле, создаваемом магнитами. Если концы петли подключить к клеммам аккумулятора, петля начинает вращаться. Это связано с тем, что магнитное поле магнита мешает электрическому току, протекающему по проводнику. Из-за магнитных полюсов, индуцированных в петле, индуцированный Южный полюс притягивается к северному полюсу и наоборот. Когда направление тока в петле меняется на противоположное, индуцированный южный полюс становится северным полюсом и притягивается к южному полюсу магнита. Это заставляет петлю постоянно вращаться.

ЧАСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

• Двигатель работает по тому принципу, что когда прямоугольную катушку помещают в магнитное поле и через нее пропускают ток, на катушку действует сила, которая непрерывно вращает ее.
• Рассмотрим полюса двух стержневых магнитов, обращенных друг к другу, с небольшим выступом между ними. Небольшой отрезок токопроводящего провода выполнен в виде петли и удерживается в пространстве между магнитами таким образом, что находится в магнитном поле, создаваемом магнитами. Если концы петли подключить к клеммам аккумулятора, петля начинает вращаться. Это связано с тем, что магнитное поле магнита мешает электрическому току, протекающему по проводнику. Из-за магнитных полюсов, индуцированных в петле, индуцированный Южный полюс притягивается к северному полюсу и наоборот. Когда направление тока в петле меняется на противоположное, индуцированный южный полюс становится северным полюсом и притягивается к южному полюсу магнита. Это заставляет петлю постоянно вращаться.

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

• Электродвигатель состоит из прямоугольной катушки ABCD из изолированного медного провода.
• Катушку помещают между двумя полюсами магнитного поля так, что плечи AB и CD перпендикулярны направлению магнитного поля.
• Катушка устанавливается между изогнутыми полюсами подковообразного постоянного магнита М таким образом, что она может свободно вращаться между полюсами N и S на валу.
• Устройство, изменяющее направление тока в цепи, называется коммутатором (или разъемным кольцом).
• Два конца катушки припаяны (или приварены) к двум полукольцам X и Y коллектора.
• Функция угольных щеток заключается в том, чтобы контактировать с вращающимися кольцами коллектора и через них подавать ток на катушку.

РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ:

• Ток в катушке ABCD поступает от источника батареи через проводящую щетку X и возвращается к батарее через щетку Y.
• Катушка и ось О, свободно вращающиеся вокруг оси, вращаются против часовой стрелки.
• Сила, действующая на плечо AB, толкает его вниз, а сила, действующая на плечо CD, толкает его вверх.
• Таким образом, катушка и ось О, свободно вращающиеся вокруг оси, вращаются против часовой стрелки.
• При половинном обороте Q соприкасается со щеткой X, а P со щеткой Y.
• Поэтому ток в катушке меняется на противоположный и течет по пути DCBA.
• Изменение направления тока также меняет направление силы, действующей на два плеча AB и CD. Таким образом, плечо AB катушки, которое ранее было опущено, теперь поднимается вверх, а плечо CD, ранее поднятое вверх, теперь опускается. Поэтому катушка и ось поворачиваются еще на пол-оборота в одном и том же направлении. Изменение направления тока повторяется при каждом полуобороте, что приводит к непрерывному вращению катушки и оси.

КОНСТРУКЦИЯ ГРУЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В коммерческих двигателях:

(a) Катушка намотана на сердечник из мягкого железа. Сердечник из мягкого железа намагничивается и увеличивает силу магнитного поля.