Ένα χαρακτηριστικό των σύγχρονων ηλεκτροκινητήρων είναι ότι η μαγνητική ροή και ο ρότορας έχουν την ίδια ταχύτητα περιστροφής. Για το λόγο αυτό, ο ρότορας ενός ηλεκτροκινητήρα δεν αλλάζει την ταχύτητά του όταν αυξάνεται το φορτίο. Υπάρχει μια περιέλιξη στον ρότορα που δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο.
Μερικές φορές χρησιμοποιούνται ισχυροί μόνιμοι μαγνήτες. Συνήθως στις σύγχρονες μηχανές υπάρχουν τόσες περιελίξεις στον ρότορα όσες και στον στάτορα. Έτσι αποδεικνύεται ότι εξισώνεται η ταχύτητα περιστροφής της μαγνητικής ροής και του ρότορα. Το φορτίο που είναι συνδεδεμένο με τον κινητήρα δεν επηρεάζει καθόλου την ταχύτητα.
Σχέδιο ηλεκτρικού κινητήρα
Η συσκευή ενός σύγχρονου κινητήρα αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:
- Το σταθερό μέρος είναι ο στάτορας, στον οποίο βρίσκονται οι περιελίξεις.
- Κινητός ρότορας, που μερικές φορές ονομάζεται επαγωγέας ή οπλισμός.
- Μπροστινά και πίσω καλύμματα.
- Ρουλεμάν με ρότορα.
Υπάρχει ελεύθερος χώρος μεταξύ οπλισμού και στάτορα. Οι περιελίξεις τοποθετούνται στις αυλακώσεις, συνδέονται μέσααστέρι. Μόλις εφαρμοστεί τάση στον κινητήρα, το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω της περιέλιξης του οπλισμού. Γύρω από τον επαγωγέα σχηματίζεται ένα μαγνητικό πεδίο. Αλλά και ο στάτορας ενεργοποιείται. Και εδώ έρχεται η μαγνητική ροή. Αυτά τα πεδία είναι μετατοπισμένα μεταξύ τους.
Πώς λειτουργεί ένας σύγχρονος κινητήρας
Στις σύγχρονες μηχανές, οι ηλεκτρομαγνήτες στον στάτορα είναι πόλοι, αφού λειτουργούν με συνεχές ρεύμα. Συνολικά, υπάρχουν δύο σχήματα με τα οποία συνδέονται οι περιελίξεις του στάτορα:
- Salifole.
- Σιωπηρός πόλος.
Για τη μείωση της μαγνητικής αντίστασης και τη βελτιστοποίηση των συνθηκών διέλευσης του πεδίου, χρησιμοποιούνται πυρήνες από σιδηρομαγνήτες. Είναι διαθέσιμα τόσο στον στάτορα όσο και στον ρότορα.
Είναι κατασκευασμένα από ειδικές ποιότητες ηλεκτρικού χάλυβα, ο οποίος περιέχει τεράστια ποσότητα στοιχείου όπως το πυρίτιο. Με αυτό, είναι δυνατό να μειωθεί σημαντικά το δινορευματικό ρεύμα, καθώς και να αυξηθεί η ηλεκτρική αντίσταση του μετάλλου.
Η λειτουργία των σύγχρονων ηλεκτροκινητήρων βασίζεται στην αλληλεπίδραση των πόλων του στάτη και του δρομέα. Κατά την εκκίνηση, επιταχύνει στην ταχύτητα της ροής. Κάτω από τέτοιες συνθήκες ο ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί σε σύγχρονη λειτουργία.
Μέθοδος εκκίνησης με βοηθητικό ηλεκτροκινητήρα
Παλαιότερα χρησιμοποιούνταν ειδικοί κινητήρες εκκίνησης, οι οποίοι συνδέονταν με τον κινητήρα χρησιμοποιώντας μηχανικές συσκευές (κίνηση ιμάντα, αλυσίδα κ.λπ.). Κατά την εκκίνηση, ο ρότορας άρχισε να περιστρέφεται και, σταδιακά επιταχύνοντας,έφτασε στη σύγχρονη ταχύτητα. Μετά από αυτό, ο ίδιος ο κινητήρας άρχισε να λειτουργεί. Αυτή ακριβώς είναι η αρχή λειτουργίας ενός σύγχρονου κινητήρα, ανεξαρτήτως σχεδίασης και κατασκευαστή.
Απαίτηση είναι ο κινητήρας εκκίνησης να έχει ισχύ περίπου 15% αυτής του κινητήρα με επιτάχυνση. Αυτή η ισχύς είναι αρκετά αρκετή για την εκκίνηση οποιουδήποτε σύγχρονου κινητήρα, ακόμα κι αν είναι συνδεδεμένο ένα μικρό φορτίο σε αυτόν. Αυτή η μέθοδος είναι αρκετά περίπλοκη και το κόστος ολόκληρου του εξοπλισμού αυξάνεται σημαντικά.
Σύγχρονη μέθοδος εκκίνησης
Οι σύγχρονοι σχεδιασμοί σύγχρονων κινητήρων δεν είναι εξοπλισμένοι με τέτοια κυκλώματα υπερχρονισμού. Χρησιμοποιείται ένα διαφορετικό σύστημα σκανδάλης. Περίπου με αυτόν τον τρόπο ενεργοποιείται η σύγχρονη μηχανή:
- Με τη βοήθεια ενός ρεοστάτη, οι περιελίξεις του ρότορα κλείνουν. Ως αποτέλεσμα, ο οπλισμός βραχυκυκλώνεται, όπως στους απλούς επαγωγικούς κινητήρες.
- Ο ρότορας έχει επίσης μια περιέλιξη με κλουβί σκίουρου που είναι καταπραϋντική και εμποδίζει τον οπλισμό να ταλαντεύεται κατά τον συγχρονισμό.
- Μόλις ο οπλισμός φτάσει στην ελάχιστη ταχύτητα περιστροφής του, συνδέεται συνεχές ρεύμα στις περιελίξεις του.
- Εάν χρησιμοποιούνται μόνιμοι μαγνήτες, πρέπει να χρησιμοποιούνται εξωτερικοί κινητήρες εκκίνησης.
Υπάρχουν κρυογονικοί σύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες που χρησιμοποιούν σχέδιο ανάστροφου τύπου. Οι περιελίξεις διέγερσης κατασκευάζονται απόυπεραγώγιμα υλικά.
Πλεονεκτήματα των σύγχρονων μηχανών
Οι ασύγχρονοι και σύγχρονοι κινητήρες έχουν πολύ παρόμοια σχέδια, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν διαφορές. Στο τελευταίο υπάρχει ένα σαφές πλεονέκτημα στο ότι η διέγερση λαμβάνει χώρα από μια πηγή συνεχούς ρεύματος. Σε αυτή την περίπτωση, ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει με πολύ υψηλό συντελεστή ισχύος. Υπάρχουν επίσης άλλα πλεονεκτήματα των σύγχρονων κινητήρων:
- Λειτουργούν με διογκωμένους ρυθμούς. Αυτό σας επιτρέπει να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας και επίσης μειώνει σημαντικά τις απώλειες ρεύματος. Η απόδοση μιας σύγχρονης μηχανής θα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή ενός ασύγχρονου κινητήρα με την ίδια ισχύ.
- Η ροπή εξαρτάται άμεσα από την τάση στο δίκτυο. Ακόμα κι αν η τάση στο δίκτυο μειωθεί, η ισχύς θα παραμείνει.
Όμως, οι ασύγχρονες μηχανές χρησιμοποιούνται πολύ πιο συχνά από τις σύγχρονες. Το γεγονός είναι ότι έχουν μεγάλη αξιοπιστία, απλό σχεδιασμό, δεν απαιτούν πρόσθετη συντήρηση.
Μειονεκτήματα των σύγχρονων κινητήρων
Αποδεικνύεται ότι οι σύγχρονες μηχανές έχουν πολύ περισσότερα μειονεκτήματα. Εδώ είναι μόνο τα κύρια:
- Το κύκλωμα ενός σύγχρονου κινητήρα είναι αρκετά περίπλοκο, αποτελείται από μεγάλο αριθμό στοιχείων. Αυτός είναι ο λόγος που το κόστος της συσκευής είναι πολύ υψηλό.
- Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε μια σταθερή πηγή για την τροφοδοσία του επαγωγέαρεύμα. Αυτό περιπλέκει πολύ την όλη κατασκευή.
- Η διαδικασία για την εκκίνηση ενός ηλεκτροκινητήρα είναι αρκετά περίπλοκη από ό,τι για τις ασύγχρονες μηχανές.
- Είναι δυνατή η προσαρμογή της ταχύτητας του ρότορα μόνο χρησιμοποιώντας μετατροπείς συχνότητας.
Γενικά, τα πλεονεκτήματα υπερτερούν σημαντικά των μειονεκτημάτων των σύγχρονων κινητήρων. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται πολύ συχνά όπου είναι απαραίτητο να διεξαχθεί μια συνεχής συνεχής διαδικασία παραγωγής, όπου δεν είναι απαραίτητο να σταματά και να ξεκινά συχνά τον εξοπλισμό. Σύγχρονες μηχανές μπορούν να βρεθούν σε μύλους, θραυστήρες, αντλίες, συμπιεστές. Σπάνια σβήνουν, δουλεύουν σχεδόν συνεχώς. Μέσω της χρήσης τέτοιων κινητήρων, μπορεί να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας.
