Trabajo de laboratorio Máquinas eléctricas de corriente continua. Entendemos los principios de funcionamiento de los motores eléctricos: las ventajas y desventajas de los diferentes tipos.
Ubicación de la lección programa de trabajo: 55 lección, una de las lecciones del tema "Fenómenos electromagnéticos".
El propósito de la lección: Explique el dispositivo y principio de operación motor eléctrico.
Tareas:
para estudiar el motor eléctrico, utilizando un método práctico: realizar trabajos de laboratorio.
aprender a aplicar lo que han aprendido a situaciones no estándar resolver problemas;
desarrollar el pensamiento de los alumnos, seguir elaborando las operaciones mentales de análisis, comparación y síntesis.
continuar la formación del interés cognoscitivo de los estudiantes.
Objetivo metodológico: aplicación de tecnologías salvadoras de la salud en las lecciones de física.
Formas de trabajo y actividades en la lección: prueba de conocimiento, teniendo en cuenta las características individuales de los estudiantes; El trabajo de laboratorio se realiza en microgrupos (en parejas), actualizando los conocimientos de los estudiantes en forma de juego; explicación de material nuevo en forma de conversación con un experimento de demostración, establecimiento de objetivos y reflexión.
durante las clases
1) Revisar la tarea.
El trabajo independiente (multinivel) se lleva a cabo durante los primeros 7 minutos de la lección.
1 nivel.
2do nivel
3er nivel
2). Aprendiendo material nuevo. (15 minutos).
El profesor dice el tema de la lección, los estudiantes forman la meta.
Actualización de conocimientos. Juego del si y el no
El docente lee la frase, si los alumnos están de acuerdo con el enunciado se levantan, si no, se sientan.
El campo magnético está formado por imanes permanentes o corriente eléctrica.
No hay cargas magnéticas en la naturaleza.
El polo sur de la aguja magnética indica el polo sur geográfico de la Tierra.
Un electroimán es una bobina con un núcleo de hierro en su interior.
Las líneas del campo magnético están dirigidas de izquierda a derecha.
Las líneas a lo largo de las cuales se instalan agujas magnéticas en un campo magnético se denominan líneas magnéticas.
Plano de presentación.
La acción de un campo magnético sobre un conductor portador de corriente.
La dependencia de la dirección de movimiento del conductor de la dirección de la corriente en él y de la ubicación de los polos del imán.
El dispositivo y el funcionamiento del motor eléctrico colector más simple.
El movimiento de un conductor y un marco con corriente en un campo magnético.
El dispositivo y principio de funcionamiento del motor de corriente continua.
Instrucción de seguridad.
El trabajo se lleva a cabo de acuerdo con la descripción en el libro de texto p.176.
4.La etapa final de la lección.
Tarea. Dos haces de electrones se repelen y dos alambres paralelos que transportan corriente en la misma dirección se atraen. ¿Por qué? ¿Es posible crear condiciones bajo las cuales estos conductores también se repelerán?
Reflexión.
¿Que has aprendido? ¿Es este conocimiento necesario en la vida cotidiana?
Preguntas:
¿Qué determina la velocidad de rotación del rotor en un motor eléctrico?
¿Qué es un motor eléctrico?
PAG . 61, haz un crucigrama sobre el tema “fenómenos electromagnéticos.
Apéndice.
1 nivel.
1. ¿Cómo interactúan los polos opuestos e iguales de los imanes?
2. ¿Es posible cortar un imán de modo que uno de los imanes resultantes tenga solo el polo norte y el otro solo el sur?
2do nivel
¿Por qué la caja de la brújula está hecha de cobre, aluminio, plástico y otros materiales, pero no de hierro?
¿Por qué los rieles y tiras de acero que se encuentran en un almacén se magnetizan después de un tiempo?
3er nivel
1. Dibujar el campo magnético de un imán de herradura e indicar la dirección de las líneas de fuerza.
2. Se atraen dos pines hacia el polo sur de un imán. ¿Por qué se repelen sus extremos libres?
1 nivel.
1. ¿Cómo interactúan los polos opuestos e iguales de los imanes?
2. ¿Es posible cortar un imán de modo que uno de los imanes resultantes tenga solo el polo norte y el otro solo el sur?
2do nivel
¿Por qué la caja de la brújula está hecha de cobre, aluminio, plástico y otros materiales, pero no de hierro?
¿Por qué los rieles y tiras de acero que se encuentran en un almacén se magnetizan después de un tiempo?
3er nivel
1. Dibujar el campo magnético de un imán de herradura e indicar la dirección de las líneas de fuerza.
2. Se atraen dos pines hacia el polo sur de un imán. ¿Por qué se repelen sus extremos libres?
MKOU "Escuela secundaria Allakskaya"
Una lección de física abierta en el grado 8 sobre el tema " La acción de un campo magnético sobre un conductor portador de corriente. motor electrico Trabajo de laboratorio No. 9 “Estudio de un motor eléctrico de constante Actual".
Preparado y realizado por: profesor de la primera categoría Taranushenko Elizaveta Alexandrovna.
Laboratorio #9
Asunto. El estudio del motor DC.
Objetivo: estudiar el dispositivo y el principio de funcionamiento del motor eléctrico.
Equipo: modelo de motor eléctrico, fuente de corriente, reóstato, llave, amperímetro, cables de conexión, dibujos, presentación.
TAREAS:
1 . Estudie el dispositivo y el principio de funcionamiento del motor eléctrico, utilizando una presentación, dibujos y un modelo.
2 . Conecte el motor a una fuente de alimentación y observe su funcionamiento. Si el motor no funciona, encuentre la causa, intente solucionar el problema.
3 . Indicar los dos elementos principales en el dispositivo del motor eléctrico.
4 . ¿En qué fenómeno físico se basa la acción de un motor eléctrico?
5 . Cambiar la dirección de rotación de la armadura. Escriba lo que debe hacerse.
6. Montar el circuito eléctrico conectando en serie un motor eléctrico, un reóstato, una fuente de corriente, un amperímetro y una llave. Cambie la corriente y observe el funcionamiento del motor eléctrico. ¿Cambia la velocidad de rotación de la armadura? Escriba la conclusión sobre la dependencia de la fuerza que actúa en el lado del campo magnético en la bobina, en la intensidad de la corriente en la bobina.
7 . Los motores eléctricos pueden ser de cualquier potencia, porque:
A) puede cambiar la intensidad de la corriente en el devanado del inducido;
B) puede cambiar el campo magnético del inductor.
Especifique la respuesta correcta:
1) solo A es verdadera; 2) solo B es verdadera; 3) tanto A como B son verdaderas; 4) tanto A como B están equivocados.
8 . Enumere las ventajas de un motor eléctrico sobre un motor térmico.
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Subtítulos de las diapositivas:
En las figuras, determine la dirección de la fuerza de amperios, la dirección de la corriente en el conductor, la dirección de las líneas del campo magnético, los polos del imán. N S F = 0 Recordar.
Trabajo de laboratorio nº 11 Estudio de un motor eléctrico de corriente continua (sobre maqueta). El propósito del trabajo: familiarizarse con el modelo de un motor eléctrico de CC con su dispositivo y funcionamiento. Dispositivos y materiales: modelo de motor eléctrico, fuente de alimentación de laboratorio, llave, cables de conexión.
Regulaciones de seguridad. No debe haber objetos extraños sobre la mesa. ¡Atención! Electricidad! El aislamiento de los conductores no debe romperse. No encienda el circuito sin el permiso del maestro. No toque las partes giratorias del motor con las manos. Se debe quitar el pelo largo para que no quede atrapado en las partes giratorias del motor. Después de completar el trabajo, ordene el lugar de trabajo, abra el circuito y desmóntelo.
El orden de la obra. 1. Considere el modelo del motor eléctrico. Indique en la figura 1 sus partes principales. 1 2 3 Fig.1 4 5 1 - ______________________________ 2 - ______________________________ 3 - ______________________________ 4 - ______________________________ 5 - ______________________________
2. Montar un circuito eléctrico que consta de una fuente de corriente, un modelo de un motor eléctrico, una llave, conectando todo en serie. Dibuja un diagrama de circuito.
3. Arranque el motor. Si el motor no funciona, busque las causas y elimínelas. 4. Cambia la dirección de la corriente en el circuito. Observe la rotación de la parte móvil del motor eléctrico. 5. Haz una conclusión.
Literatura: 1 . Física. Grado 8: estudios. para educación general instituciones / A. V. Peryshkin.- 4ª ed., revisada.- M.: Drofa, 2008. 2 . Física. Grado 8: estudios. Para la educación general instituciones / N.S. Purysheva, N.E. Vazheevskaya.-2nd ed., stereotype.-M.: Bustard, 2008 3 . trabajos de laboratorio y tareas de control en Física: Cuaderno para estudiantes del grado 8. Saratov: Lyceum, 2009. 4. Cuaderno para trabajos de laboratorio. Identificación de Sarakhman Escuela secundaria MOU No. 8 de Mozdok, República de Osetia del Norte-Alania. 5. Trabajo de laboratorio en la escuela y en el hogar: mecánica / V.F. Shilov.-M.: Educación, 2007. 6. Colección de problemas de física. Grados 7-9: una guía para estudiantes de educación general. instituciones / VI Lukashik, E.V. Ivanova.-24th ed.-M.: Ilustración, 2010.
Avance:
Laboratorio #11
(en modelo)
Objetivo
Dispositivos y materiales
Proceso de trabajo.
Laboratorio #11
El estudio del motor eléctrico de corriente continua.
(en modelo)
Objetivo : familiarícese con el modelo de un motor eléctrico de CC con su dispositivo y funcionamiento.
Dispositivos y materiales: modelo de motor eléctrico, fuente de alimentación de laboratorio, llave, cables de conexión.
Regulaciones de seguridad.
No debe haber objetos extraños sobre la mesa. ¡Atención! ¡Electricidad! El aislamiento de los conductores no debe romperse. No encienda el circuito sin el permiso del maestro. No toque las partes giratorias del motor con las manos.
Tareas y preguntas de entrenamiento
1. ¿En qué fenómeno físico se basa la acción de un motor eléctrico?
2. ¿Cuáles son las ventajas de los motores eléctricos frente a los térmicos?
3. ¿Dónde se utilizan los motores eléctricos de CC?
Proceso de trabajo.
1. Considere el modelo del motor eléctrico. Indique en la figura 1 sus partes principales.
2. Montar un circuito eléctrico que consta de una fuente de corriente, un modelo de un motor eléctrico, una llave, conectando todo en serie. Dibuja un diagrama de circuito.
Figura 1
Hacer una conclusión.
3. Arranque el motor. Si el motor no funciona, busque las causas y elimínelas.
4. Cambia la dirección de la corriente en el circuito. Observe la rotación de la parte móvil del motor eléctrico.
Figura 1
estudiar el dispositivo, el principio de funcionamiento, las características del motor de CC;
adquirir habilidades prácticas para arrancar, operar y detener un motor eléctrico de CC;
investigar experimentalmente información teórica sobre las características del motor DC.
Disposiciones teóricas básicas
Un motor eléctrico de CC es una máquina eléctrica diseñada para convertir energía eléctrica en energía mecánica.
El dispositivo del motor de CC no es diferente del generador de CC. Esta circunstancia hace que las máquinas eléctricas de CC sean reversibles, es decir, permite su uso tanto en modo generador como motor. Estructuralmente, un motor de CC tiene elementos fijos y móviles, que se muestran en la Fig. uno.
La parte fija: el estator 1 (marco) está hecho de acero fundido, consta de 2 principales y 3 polos adicionales con devanados de excitación 4 y 5 y un cepillo transversal con cepillos. El estator realiza la función de un circuito magnético. Con la ayuda de los polos principales se crea un campo magnético constante en el tiempo e inmóvil en el espacio. Se colocan polos adicionales entre los polos principales y mejoran las condiciones de conmutación.
La parte móvil del motor de CC es el rotor 6 (armadura), que se coloca sobre un eje giratorio. La armadura también juega el papel de un circuito magnético. Está hecho de delgadas láminas delgadas de acero eléctrico, aisladas eléctricamente entre sí, con un alto contenido de silicio, lo que reduce las pérdidas de energía. Los devanados 7 se presionan en las ranuras de la armadura, cuyos cables están conectados a las placas colectoras 8, colocadas en el mismo eje del motor (ver Fig. 1).
Considere el principio de funcionamiento de un motor de CC. Conectar un voltaje constante a los terminales de una máquina eléctrica provoca la ocurrencia simultánea en los devanados de excitación (estator) y en los devanados de armadura de corriente (Fig. 2). Como resultado de la interacción de la corriente de armadura con el flujo magnético creado por el devanado de campo, surge una fuerza en el estator. F, determinado por la ley de Ampère . La dirección de esta fuerza está determinada por la regla de la mano izquierda (Fig. 2), según la cual está orientada perpendicular tanto a la corriente i(en el devanado del inducido), y al vector de inducción magnética EN(creado por el devanado de excitación). Como resultado, un par de fuerzas actúan sobre el rotor (Fig. 2). La fuerza actúa en la parte superior del rotor a la derecha, en la parte inferior, a la izquierda. Este par de fuerzas crea un par, bajo cuya acción la armadura se pone en rotación. La magnitud del momento electromagnético emergente resulta ser igual a
METRO = C metro yo yo F,
donde con m - coeficiente según el diseño del devanado del inducido y el número de polos del motor eléctrico; F- flujo magnético de un par de polos principales del motor eléctrico; yo YO - corriente de armadura del motor. Como sigue de la Fig. 2, la rotación de los devanados del inducido va acompañada de un cambio simultáneo de polaridad en las placas colectoras. La dirección de la corriente en las vueltas del devanado del inducido cambia a la opuesta, pero el flujo magnético de los devanados de excitación conserva la misma dirección, lo que hace que la dirección de las fuerzas permanezca sin cambios. F, y por lo tanto el par.
La rotación de la armadura en un campo magnético conduce a la aparición de una fem en su devanado, cuya dirección ya está determinada por la regla de la mano derecha. En consecuencia, para el que se muestra en la Fig. 2 configuraciones de campos y fuerzas en el devanado del inducido, se producirá una corriente de inducción, en dirección opuesta a la corriente principal. Por lo tanto, el EMF emergente se llama contra-EMF. su valor es
mi = con mi n,
donde norte- frecuencia de rotación de la armadura del motor eléctrico; con e es un coeficiente que depende de los elementos estructurales de la máquina. Este EMF degrada el rendimiento del motor.
La corriente en la armadura crea un campo magnético que afecta el campo magnético de los polos principales (estator), lo que se denomina reacción de armadura. En el modo inactivo de la máquina, el campo magnético es creado solo por los polos principales. Este campo es simétrico con respecto a los ejes de estos polos y coaxial con ellos. Cuando se conecta a un motor de carga, debido a la corriente en el devanado del inducido, se crea un campo magnético: el campo del inducido. El eje de este campo será perpendicular al eje de los polos principales. Dado que la distribución de corriente en los conductores del inducido permanece invariable durante la rotación del inducido, el campo del inducido permanece estacionario en el espacio. La suma de este campo al campo de los polos principales da el campo resultante, que se desarrolla en un ángulo contra la dirección de rotación del inducido. En consecuencia, el par disminuye, ya que parte de los conductores entra en la zona del polo de polaridad opuesta y crea un par de frenado. En este caso, las escobillas chisporrotean y el colector se quema, se genera un campo longitudinal desmagnetizante.
Para reducir la influencia de la reacción del inducido en el funcionamiento de la máquina, se incorporan polos adicionales. Los devanados de dichos polos están conectados en serie con el devanado principal de la armadura, pero un cambio en la dirección de los devanados provoca la aparición de un campo magnético dirigido contra el campo magnético de la armadura.
Para cambiar la dirección de rotación de un motor de CC, es necesario cambiar la polaridad del voltaje suministrado al inducido o devanado de campo.
Dependiendo del método de encendido del devanado de excitación, los motores de CC se distinguen con excitación paralela, en serie y mixta.
Para motores con excitación paralela, el devanado está diseñado para el voltaje total de la red de suministro y está conectado en paralelo con el circuito de armadura (Fig. 3).
Un motor con excitación en serie tiene un devanado de campo que está conectado en serie con el inducido, por lo que este devanado está diseñado para la corriente total del inducido (Fig. 4).
Los motores con excitación mixta tienen dos devanados, uno está conectado en paralelo, el otro está conectado en serie con una armadura (Fig. 5).
Arroz. figura 3 4
Al arrancar motores de CC (sin importar el método de excitación) por conexión directa Se producen corrientes de arranque significativas en la red de suministro, lo que puede provocar su falla. Esto ocurre como resultado de la liberación de una cantidad significativa de calor en el devanado del inducido y la posterior violación de su aislamiento. Por lo tanto, la puesta en marcha de los motores de CC se lleva a cabo mediante dispositivos de arranque especiales. En la mayoría de los casos, para estos fines, se utiliza el dispositivo de arranque más simple: un reóstato de arranque. El proceso de arranque de un motor de CC con un reóstato de arranque se muestra en el ejemplo de un motor de CC con excitación en paralelo.
Según la ecuación compilada de acuerdo con la segunda ley de Kirchhoff para el lado izquierdo del circuito eléctrico (ver Fig. 3), el reóstato de arranque se elimina por completo ( R inicio = 0), corriente de armadura
,
donde tu- tensión suministrada al motor eléctrico; R i es la resistencia del devanado del inducido.
En el momento inicial de arranque del motor eléctrico, la velocidad del inducido norte= 0, por lo tanto, la fuerza contraelectromotriz inducida en el devanado del inducido, de acuerdo con la expresión obtenida anteriormente, también será igual a cero ( mi= 0).
Resistencia del devanado del inducido R soy bastante pequeño Para limitar la corriente inaceptablemente grande en el circuito del inducido durante el arranque, se enciende un reóstato de arranque en serie con el inducido, independientemente del método de excitación del motor (resistencia de arranque). R comienzo). En este caso, la corriente de arranque del inducido
.
Resistencia inicial del reóstato R el inicio se calcula para la operación solo para el tiempo de inicio y se selecciona de tal manera que la corriente de arranque de la armadura del motor no exceda el valor permitido ( yo yo, inicio 2 yo yo, nombre). A medida que el motor eléctrico acelera, la FEM inducida en el devanado del inducido debido a un aumento en su frecuencia de rotación n aumenta ( mi=con mi n). Como resultado de esto, la corriente de armadura, ceteris paribus, disminuye. En este caso, la resistencia del reostato de arranque R comienzo a medida que la armadura del motor acelera, debe reducirse gradualmente. Después del final de la aceleración del motor al valor nominal de la velocidad del inducido, la FEM aumenta tanto que la resistencia de arranque puede reducirse a cero, sin el peligro de un aumento significativo en la corriente del inducido.
Entonces la resistencia inicial R el arranque en el circuito del inducido es necesario solo en el arranque. Durante el funcionamiento normal del motor eléctrico, debe apagarse, en primer lugar, porque está diseñado para un funcionamiento a corto plazo durante el arranque y, en segundo lugar, si hay una resistencia de arranque, las pérdidas de potencia térmica son iguales a R comienzo yo 2 I, reduciendo significativamente la eficiencia del motor eléctrico.
.
Teniendo en cuenta la expresión para la FEM ( mi=con mi n), escribiendo la fórmula resultante para la frecuencia de rotación, obtenemos la ecuación para la característica de frecuencia (velocidad) del motor eléctrico norte(yo YO):
.
De ello se deduce que en ausencia de una carga en el eje y la corriente de armadura yo yo = 0 velocidad del motor a un valor dado de la tensión de alimentación
.
Velocidad del motor norte 0 es la velocidad de ralentí ideal. Además de los parámetros del motor eléctrico, también depende del valor del voltaje de entrada y del flujo magnético. Con una disminución en el flujo magnético, en igualdad de condiciones, aumenta la velocidad de rotación de una velocidad de ralentí ideal. Por lo tanto, en el caso de un circuito abierto del devanado de excitación, cuando la corriente de excitación se vuelve cero ( yo c = 0), el flujo magnético del motor se reduce a un valor igual al valor del flujo magnético residual F descanso. Al mismo tiempo, el motor “entra en sobremarcha”, desarrollando una velocidad muy superior a la nominal, lo que supone un cierto peligro tanto para el motor como para el personal de mantenimiento.
Característica de frecuencia (velocidad) de un motor de corriente continua con excitación en paralelo norte(yo i) a un valor constante del flujo magnético F=constante y un valor constante del voltaje de entrada U = constante parece una línea recta (Figura 6).
Expresando en las ecuaciones de características de frecuencia la corriente de armadura a través del par electromagnético del motor METRO =con metro yo yo F, obtenemos la ecuación de la característica mecánica, es decir, las dependencias norte(METRO) en U = constante para motores con excitación paralela:
.
Despreciando la influencia de la reacción del inducido en el proceso de cambio de carga, es posible aceptar el par electromagnético del motor como proporcional a la corriente del inducido. Por lo tanto, las características mecánicas de los motores de CC tienen la misma forma que las características de frecuencia correspondientes. El motor de derivación tiene una característica mecánica rígida (Fig. 7). A partir de esta característica, se puede ver que su velocidad de rotación disminuye ligeramente al aumentar el par de carga, ya que la corriente de excitación cuando el devanado de excitación está conectado en paralelo y, en consecuencia, el flujo magnético del motor permanecen prácticamente sin cambios, y la resistencia de la armadura circuito es relativamente pequeño.
Las características de rendimiento de un motor de CC con excitación paralela se muestran en la fig. 8. A partir de estas características se puede ver que la velocidad de rotación norte motores con excitación paralela con carga creciente disminuye un poco. La dependencia del momento útil en el eje del motor de la potencia. R 2 es una línea casi recta, ya que el momento de este motor es proporcional a la carga sobre el eje: METRO=kP 2 / norte. La curvatura de esta dependencia se explica por una ligera disminución de la velocidad de rotación al aumentar la carga.
En R 2 = 0 la corriente consumida por el motor eléctrico es igual a la corriente sin carga. Con un aumento de potencia, la corriente de armadura aumenta aproximadamente de acuerdo con la misma dependencia que el par de carga en el eje, ya que bajo la condición F=constante la corriente de armadura es proporcional al par de carga. La eficiencia de un motor eléctrico se define como la relación entre la potencia útil en el eje y la potencia consumida de la red:
,
donde R 2 - potencia útil en el eje; R 1 =interfaz de usuario- potencia consumida por el motor eléctrico de la red de suministro; R ey = yo 2 yo R i - pérdidas de energía eléctrica en el circuito de armadura, R ev = interfaz de usuario en, = yo 2 en R en - pérdidas de potencia eléctrica en el circuito de excitación; R piel - pérdida de potencia mecánica; R m - pérdidas de potencia debido a histéresis y corrientes de Foucault.
Con un voltaje de suministro constante y un flujo magnético constante, en el proceso de cambiar el valor de resistencia del circuito de armadura, se puede obtener una familia de características mecánicas, por ejemplo, para un motor eléctrico con excitación paralela (Fig. 9).
La ventaja del método de control considerado radica en su relativa simplicidad y la capacidad de obtener un cambio suave en la velocidad de rotación en un amplio rango (desde cero hasta el valor nominal de la frecuencia norte nombre). Las desventajas de este método incluyen el hecho de que existen pérdidas de potencia significativas en la resistencia adicional, que aumentan con la disminución de la velocidad, así como la necesidad de utilizar equipos de control adicionales. Además, este método no le permite ajustar la velocidad del motor por encima de su valor nominal.
También se pueden lograr cambios en la velocidad de rotación de un motor de CC como resultado de cambiar el valor del flujo magnético de excitación. Al cambiar el flujo magnético de acuerdo con la ecuación de respuesta de frecuencia para motores de CC con excitación paralela a un valor constante de la tensión de alimentación y un valor constante de la resistencia del circuito de armadura, se puede obtener una familia de características mecánicas, que se muestra en la fig. . diez.
Las desventajas de este método también deberían incluir un rango de regulación relativamente pequeño debido a la presencia de restricciones en la resistencia mecánica y la conmutación del motor eléctrico. La ventaja de este método de control es su simplicidad. Para motores con excitación paralela, esto se logra cambiando la resistencia del reóstato regulador R R en el circuito de excitación.
Para motores de CC con excitación en serie, se logra un cambio en el flujo magnético derivando el devanado de excitación con una resistencia de un valor apropiado, o cortocircuitando un cierto número de vueltas del devanado de excitación.
El uso generalizado, especialmente en accionamientos eléctricos construidos de acuerdo con el sistema generador-motor, ha recibido un método de control de velocidad al cambiar el voltaje en las abrazaderas de la armadura del motor. Con un flujo magnético y una resistencia constantes del circuito del inducido, como resultado de cambiar el voltaje del inducido, se puede obtener una familia de características de frecuencia.
Con un cambio en el voltaje de entrada, la velocidad de ralentí ideal n 0 de acuerdo con la expresión dada anteriormente, varía en proporción al voltaje. Dado que la resistencia del circuito del inducido no cambia, la rigidez de la familia de características mecánicas no difiere de la rigidez de la característica mecánica natural en tu=tu nom.
La ventaja del método de regulación considerado es una amplia gama de cambios de velocidad sin aumentar las pérdidas de potencia. Las desventajas de este método incluyen el hecho de que requiere una fuente de voltaje de suministro regulado, y esto conduce a aumento de peso, dimensiones y coste de la instalación.
Los motores eléctricos son dispositivos que convierten la energía eléctrica en energía mecánica. El principio de su funcionamiento se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética.
Sin embargo, los métodos de interacción de los campos magnéticos que hacen que el rotor del motor gire difieren significativamente según el tipo de voltaje de suministro: CA o CC.
El principio de funcionamiento de un motor eléctrico de CC se basa en el efecto de repulsión de los mismos polos de imanes permanentes y atracción de los opuestos. La prioridad de su invención pertenece al ingeniero ruso B. S. Jacobi. El primer modelo industrial de un motor de CC se creó en 1838. Desde entonces, su diseño no ha sufrido grandes cambios.
En los motores de CC de baja potencia, uno de los imanes está físicamente presente. Se fija directamente al cuerpo de la máquina. El segundo se crea en el devanado del inducido después de conectarle una fuente de CC. Para ello se utiliza dispositivo especial- conjunto colector-escobilla. El colector en sí es un anillo conductor unido al eje del motor. Los extremos del devanado del inducido están conectados a él.
Para que se produzca un par, es necesario cambiar continuamente los polos del imán permanente de la armadura. Esto debería suceder en el momento en que el polo cruza el llamado neutro magnético. Estructuralmente, este problema se resuelve dividiendo el anillo colector en sectores separados por placas dieléctricas. Los extremos de los devanados del inducido están conectados a ellos a su vez.
Para conectar el colector a la red eléctrica, se utilizan los llamados cepillos: varillas de grafito con alta conductividad eléctrica y bajo coeficiente de fricción deslizante.Los devanados del inducido no están conectados a la red eléctrica, pero están conectados al reóstato de arranque por medio de un conjunto colector-escobilla. El proceso de encender un motor de este tipo consiste en conectarse a la red eléctrica y reducir gradualmente a cero la resistencia activa en el circuito de armadura. El motor eléctrico gira suavemente y sin sobrecargas.
Características del uso de motores asíncronos en un circuito monofásico.
A pesar de que el campo magnético giratorio del estator es más fácil de obtener a partir de una tensión trifásica, el principio de funcionamiento de un motor eléctrico asíncrono le permite funcionar desde una red doméstica monofásica, si se realizan algunos cambios en su diseño.
Para hacer esto, el estator debe tener dos devanados, uno de los cuales es el "arranque". La corriente en él cambia de fase en 90 ° debido a la inclusión de una carga reactiva en el circuito. La mayoría de las veces por esto
El sincronismo casi completo de los campos magnéticos permite que el motor gane impulso incluso con cargas significativas en el eje, lo que se requiere para el funcionamiento de taladros, martillos perforadores, aspiradoras, amoladoras o pulidoras.
Si se incluye uno ajustable en el circuito de suministro de dicho motor, entonces su velocidad de rotación se puede cambiar suavemente. Pero la dirección, cuando se alimenta con un circuito de corriente alterna, nunca se puede cambiar.
Dichos motores eléctricos son capaces de desarrollar velocidades muy altas, son compactos y tienen un gran par. Sin embargo, la presencia de un conjunto colector-escobilla reduce su recurso motor: las escobillas de grafito se desgastan bastante rápido a altas velocidades, especialmente si el colector tiene daños mecánicos.Los motores eléctricos tienen la mayor eficiencia (más del 80%) de todos los dispositivos creados por el hombre. Su invención a finales del siglo XIX puede considerarse un salto cualitativo en la civilización, pues sin ellos es imposible imaginar la vida. sociedad moderna basado en altas tecnologías, y aún no se ha inventado algo más efectivo.
Principio síncrono de funcionamiento del motor eléctrico en video.
