מנוע מתייחס למכשיר אלקטרומגנטי המממש המרה או העברה של אנרגיה חשמלית על פי חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית.
המנוע מיוצג על ידי האות M במעגל (התקן הישן הוא D). תפקידו העיקרי הוא לייצר מומנט נהיגה. כמקור החשמל למכשירי חשמל או מכונות שונות, הגנרטור מיוצג על ידי האות G במעגל. תפקידו העיקרי הוא להמיר אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית.
חֲלוּקָה:
1. מחולק לפי סוג ספק הכוח: ניתן לחלק אותו למנועי DC ומנועי AC.
1) ניתן לחלק מנועי DC על פי מבנה ועקרון העבודה: מנועי DC ללא מברשות ומנועי DC מוברשים.
ניתן לחלק מנועי DC מוברשים ל: מנועי DC מגנט קבועים ומנועי DC אלקטרומגנטיים.
מנועי DC אלקטרומגנטיים מחולקים ל: מנועי DC הנרגשים מסדרה, מנועי DC הנרגשים מהמחלף, מנועי DC הנרגשים בנפרד ומנועי DC הנרגשים מתחמים.
מנועי DC קבועים למגנטים מחולקים ל: מנועי DC מגנט קבועים של אדמה נדירה, מנועי DC מגנטים קבועים של פריט ומנועי DC מגנט קבועים של אלניקו.
2) ניתן לחלק מנועי AC גם ל: מנועים חד פאזיים ומנועים תלת פאזיים.
2. על פי המבנה ועקרון העבודה, ניתן לחלק אותו למנועי DC, מנועים אסינכרוניים ומנועים סינכרוניים.
1) ניתן לחלק מנועים סינכרוניים: מנועים סינכרוניים מגנטים קבועים, מנועי סינכרון רתיעה ומנועים סינכרוניים של היסטרזיס.
2) ניתן לחלק מנועים אסינכרוניים למנועי אינדוקציה ומנועי מתח AC.
ניתן לחלק מנועי אינדוקציה למנועים אסינכרוניים תלת פאזיים, מנועים אסינכרוניים חד פאזיים ומנועים אסינכרוניים מוטיים מוצלים.
ניתן לחלק את מנועי המתח AC ל: מנועי סדרה חד פאזיים, מנועי AC ו- DC ומנועי דחייה.
לכל מנוע יש פונקציות שונות, ולכן המחיר של כל מנוע ישתנה.
3. על פי מצבי ההתחלה וההפעלה, ניתן לחלק אותו ל: מנוע אסינכרוני חד פאזי חד פעמי, מנוע אסינכרוני חד פעמי המפעיל קבלים, מנוע אסינכרוני חד פעמי המתחיל בקבלים, אסינכרוני חד פאזי חד-פאזי מפוצל. מָנוֹעַ.
4. על פי המטרה, ניתן לחלק אותו ל: מנוע כונן ומנוע בקרה.
1) ניתן לחלק מנועי כונן: מנועים לכלים חשמליים (כולל כלים לקידוח, ליטוש, ליטוש, חריץ, חיתוך, חריצה וכו '), מכשירי חשמל ביתיים (כולל מכונות כביסה, מאווררים חשמליים, מקררים, מזגנים, מכשירי קלטת) , ומקליטי וידאו), נגני DVD, שואבי אבק, מצלמות, מייבשי שיער, מכונות גילוח חשמליות וכו ') וציוד מכני קטן כללי אחר (כולל כלי מכונה קטנים שונים, מכונות קטנות, ציוד רפואי, ציוד אלקטרוני וכו') מנועים.
2) מנועי הבקרה מחולקים למנועי דריכה ומנועי סרוו.
5. על פי מבנה הרוטור ניתן לחלק: מנוע אינדוקציה לכלוב (תקן ישן הנקרא מנוע אסינכרוני של כלוב סנאי) ומנוע אינדוקציה של רוטור פצע (תקן ישן שנקרא מנוע אסינכרוני פצע).
6. על פי מהירות ההפעלה, ניתן לחלק אותו ל: מנוע במהירות גבוהה, מנוע במהירות נמוכה, מנוע במהירות קבועה ומנוע לוויסות מהיר. מנועים במהירות נמוכה מחולקים למנועי הפחתת הילוכים, מנועי הפחתה אלקטרומגנטית, מנועי מומנט ומנועים סינכרוניים עם מוט טופר.
ניתן לחלק מנועים לוויסות מהירות למנועי מהירות קבועים מדורגים, מנועי מהירות קבועים חסרי מדרגה, מנועים מדורגים במהירות משתנה ומנועים ללא צעדים מהירים, אך ניתן לחלק אותם גם למנועי ויסות מהירות אלקטרומגנטיים, מנועי ויסות מהירות DC, ויסות מהירות משתנה בתדר PWM מנועים ומנוע מהירות רתיעה.
מהירות הרוטור של מנוע אסינכרוני תמיד נמוכה מעט מהמהירות הסינכרונית של השדה המגנטי המסתובב.
למהירות הרוטור של המנוע הסינכרוני אין שום קשר לגודל העומס ותמיד שומר על המהירות הסינכרונית.
ראשית, הזרם הישיר:
עקרון העבודה של גנרטור DC הוא להמיר את הכוח האלקטרו-מוטורי המתחלף המושרה בסליל האבזור לכוח אלקטרומוטורי DC כאשר הוא נמשך מקצה המברשת על ידי הקומוטטור ופעולת ההסבה של המברשת.
כיוון הכוח האלקטרומטיבי המושרה נקבע על פי הכלל הימני (הקו המגנטי של האינדוקציה מצביע על כף היד, האגודל מצביע על כיוון התנועה של המוליך, וארבע האצבעות האחרות מצביעות על כיוון הכוח החשמלי המושרה במוליך).
עקרון העבודה:
כיוון כוח המוליך נקבע על ידי הכלל השמאלי. צמד כוחות אלקטרומגנטיים זה יוצר רגע הפועל על האבזור. רגע זה נקרא מומנט אלקטרומגנטי במכונה חשמלית מסתובבת. כיוון המומנט הוא נגד כיוון השעון, בניסיון לגרום לאבזור להסתובב נגד כיוון השעון. אם מומנט אלקטרומגנטי זה יכול להתגבר על מומנט ההתנגדות באבזור (כגון מומנט התנגדות הנגרם על ידי חיכוך ומומני עומס אחרים), האבזור יכול להסתובב נגד כיוון השעון.
מנוע DC הוא מנוע הפועל על מתח עבודה DC ונמצא בשימוש נרחב במכשירי קלטת, מקליטי וידאו, נגני DVD, מכונות גילוח חשמליות, מייבשי שיער, שעונים אלקטרוניים, צעצועים וכו '.
שנית, הסוג האלקטרומגנטי:
מנועי DC אלקטרומגנטיים מורכבים מעמודי סטטור, רוטור (אבזור), קומוטטור (הידוע בכינויו קומוטטור), מברשות, מעטפת, מיסבים וכו '.
הקטבים המגנטיים הסטטורים (הקטבים המגנטיים העיקריים) של מנוע DC אלקטרומגנטי מורכבים מליבת ברזל ומפתל עירור. על פי שיטות העירור השונות (הנקראות עירור בתקן הישן), ניתן לחלק אותו למנועי DC הנרגשים מסדרה, מנועי DC המופעלים על ידי מחלף, מנועי DC הנרגשים בנפרד ומנועי DC המורכבים מתרכובות. בשל שיטות העירור השונות, חוק שטף המוט המגנטי של הסטטור (שנוצר על ידי סליל העירור של מוט הסטטור מופעל) הוא גם שונה.
סלילת השדה וסיבוב הרוטור של מנוע ה- DC הנרגש מסדרה מחוברים בסדרה באמצעות המברשת והקומוטטור. זרם השדה פרופורציונלי לזרם האבזור. השטף המגנטי של הסטטור עולה עם עליית זרם השדה. המומנט דומה לזרם החשמלי. זרם האבזור פרופורציונלי לריבוע הזרם, והמהירות יורדת במהירות ככל שהמומנט או הזרם גדלים. מומנט ההתחלה יכול להגיע ליותר מפי 5 מהמומנט המדורג, ומומנט העומס יתר לטווח הקצר יכול להגיע ליותר מפי 4 מהמומנט המדורג. קצב שינוי המהירות גדול ומהירות העומס גבוהה מאוד (בדרך כלל אסור לפעול ללא עומס). ניתן להשיג ויסות מהירות על ידי חיבור נגד חיצוני בסדרה (או במקביל) לסדרה המתפתלת, או להחליף את הסדרה המתפתלת במקביל.
סלילת העירור של מנוע ה- DC הנרגש מחודרת מחוברת במקביל לסיבוב הרוטור, זרם העירור הוא קבוע יחסית, מומנט ההתחלה הוא פרופורציונלי לזרם האבזור, וזרם ההתחלה כפול פי 2.5 מהזרם המדורג. המהירות פוחתת מעט עם עליית הזרם והמומנט, ומומנט העומס הקצר לטווח קצר הוא פי 1.5 מהמומנט המדורג. קצב שינוי המהירות קטן ונע בין 5% ל -15%. ניתן לכוונן את המהירות על ידי החלשת הכוח הקבוע של השדה המגנטי.
סלילת העירור של מנוע DC הנרגש בנפרד מחוברת לספק כוח עירור עצמאי, וזרם העירור שלו קבוע יחסית, ומומנט ההתחלה פרופורציונלי לזרם האבזור. שינוי המהירות הוא גם 5% ~ 15%. ניתן להגביר את המהירות על ידי החלשת השדה המגנטי וההספק הקבוע או על ידי הפחתת המתח של הרוטור המתפתל להפחתת המהירות.
בנוסף להתפתלות המחלף על הקטבים המגנטיים של המנוע של מנוע DC הנרגש מתחם, מותקן גם סדרה המתפתלת (עם פחות סיבובים) המחוברת בסדרה עם סלילת הרוטור. כיוון השטף המגנטי שנוצר על ידי הסדרה המתפתלת זהה לזה של הסלילה הראשית. מומנט ההתחלה הוא פי 4 מהמומנט המדורג, ומומנט העומס הקצר לטווח קצר הוא פי 3.5 מהמומנט המדורג. קצב שינוי המהירות הוא 25% ~ 30% (קשור להתפתלות סדרה). ניתן לכוונן את המהירות על ידי החלשת חוזק השדה המגנטי.
קטעי הקומוטטורים של הקומוטטור עשויים מחומרי סגסוגת כגון כסף-נחושת, קדמיום-נחושת, ועוצבו עם פלסטיק חוזק גבוה. המברשות נמצאות במגע הזזה עם הקומוטטור בכדי לספק זרם אבזור לסיבוב הרוטור. המברשות של מנועי DC אלקטרומגנטיים משתמשים בדרך כלל במברשות גרפיט מתכתיות או במברשות גרפיט אלקטרוכימיות. ליבת הברזל של הרוטור עשויה יריעות פלדת סיליקון למינציה, בדרך כלל 12 חריצים, עם 12 סטים של פיתולי אבזור מוטבעים, וכל סלילה מחוברת בסדרה, ואז מחוברת ל -12 לוחות נסיעה.
שלישית, מנוע DC:
שיטת העירור של מנוע DC מתייחסת לבעיה כיצד לספק כוח למתפתל העירור ולייצר את הכוח המגנטומטיבי כדי לבסס את השדה המגנטי הראשי. על פי שיטות עירור שונות, ניתן לחלק מנועי DC לסוגים הבאים.
טא לי
לפיתול השדה אין קשר חיבור עם האבזור המתפתל, ומנוע ה- DC המופעל על ידי ספק כוח DC אחר לסיבוב השדה נקרא מנוע DC נרגש בנפרד. מנועי DC מגנטיים קבועים יכולים להיחשב גם כמנועי DC נרגשים בנפרד.
לעודד
פיתול העירור של מנוע ה- DC הנרגש מחודר מחובר במקביל להתפתלות האבזור. בתור גנרטור שמרגש שאנט, מתח המסוף מהמנוע עצמו מספק חשמל לשטח המתפתל; כמנוע נרגש שאנט, השדה המתפתל והאבזור חולקים את אותו מקור כוח, שהוא זהה למנוע DC הנרגש בנפרד מבחינת ביצועים.
עירור צולב
לאחר שחיבור השדה של מנוע ה- DC הנרגש מסדרה מחובר בסדרה עם מתפתל האבזור, הוא מחובר לספק הכוח DC. זרם העירור של מנוע DC זה הוא זרם האבזור.
עירור מתחם
למנועי DC הנרגשים מתחמים יש שני פיתולי עירור: עירור שאנטים ועירור סדרתי. אם הכוח המגנטי שנוצר על ידי הסדרה המתפתלת נמצא באותו כיוון כמו הכוח המגנטי שנוצר על ידי התפתלות השאנט, זה נקרא עירור תרכובות מוצר. אם לשני הכוחות המגנטומוטוריים יש כיוונים מנוגדים, זה נקרא עירור מתחם דיפרנציאלי.
מנועי DC עם שיטות עירור שונות בעלי מאפיינים שונים. באופן כללי, מצבי העירור העיקריים של מנועי DC הם עירור שאנט, עירור סדרתי ועירור תרכובות, ומצבי העירור העיקריים של גנרטורים של DC הם עירור נפרד, עירור שאנטים ועירור תרכובות.
רביעית, סוג המגנט הקבוע:
מנועי DC קבועים למגנטים מורכבים גם מעמודי סטטור, רוטורים, מברשות, מעטפות וכו '. עמודי הסטטור משתמשים במגנטים קבועים (מגנטים קבועים), כולל פריט, אלניקו, בורון ברזל ניאודימיום וחומרים אחרים. על פי מבנהו, ניתן לחלק אותו לסוג גליל וסוג אריחים. רוב החשמל המשמש במכשירי וידיאו הוא מגנטים גליליים, ואילו המנועים המשמשים בכלי עבודה חשמליים ובמכשירים חשמליים לרכב משתמשים בעיקר במגנטים בולטים מיוחדים.
הרוטור עשוי בדרך כלל יריעות פלדת סיליקון למינציה, שיש בהן פחות חריצים מאשר הרוטור של מנוע ה- DC האלקטרומגנטי. המנועים בעלי הספק נמוך הנמצאים בשימוש במכשירי וידיאו הם לרוב 3 חריצים, והמתקדמים יותר הם 5 חריצים או 7 חריצים. החוט האמייל נכרך בין שני החריצים של ליבת הרוטור (שלושה חריצים פירושו שלושה פיתולים), והמפרקים שלו מולחמים בהתאמה לדף המתכת של הקומוטטור. המברשת היא חלק מוליך המחבר בין ספק הכוח לבין סלילת הרוטור. יש לו מאפיינים מוליכים ועמידים בפני ללבוש. המברשות של מנועי מגנט קבועים משתמשים ביריעות מתכת חד מיניות, במברשות גרפיט מתכת ובמברשות גרפיט אלקטרוכימיות.
מנוע DC המגנט הקבוע המשמש במכשיר הווידאו מאמץ מעגל ייצוב מהירות אלקטרוני או מכשיר ייצוב מהירות צנטריפוגלי.
השכל הישר של הגנה מוטורית:
1. קל יותר לשרוף מנועים מאשר בעבר: בשל ההתפתחות הרציפה של טכנולוגיית הבידוד, תכנון המנועים דורש תפוקה מוגברת וגודל מופחת, כך שקיבולת החום של המנוע החדש הולכת וקטנה וקיבולת העומס יתר. הולך ונחלש; עקב העלייה במידת האוטומציה של הייצור, המנועים נדרשים לפעול בתדירות גבוהה בדרכים שונות, כגון התנעה תכופה, בלימה, סיבוב קדימה ואחור, ועומס משתנה, המעלה דרישות גבוהות יותר להתקני הגנה על המנוע. בנוסף, המנוע כולל מגוון רחב יותר של יישומים, ולעיתים קרובות עובד בסביבות קשות במיוחד, כגון לחות, טמפרטורה גבוהה, אבק וקורוזיה. כל אלה הופכים את המנוע ליותר נזק, במיוחד בתדירות הגבוהה ביותר של תקלות כמו עומס יתר, קצר חשמלי, איבוד פאזה וסחף גורף.
2. אפקט ההגנה של מכשיר ההגנה המסורתי אינו אידיאלי: מכשיר ההגנה המוטורי המסורתי הוא בעיקר ממסר תרמי, אך לממסר התרמי יש רגישות נמוכה, שגיאה גדולה, יציבות ירודה והגנה לא אמינה. העובדה גם כן נכונה. למרות שמכשירים רבים מצוידים בממסרים תרמיים, תופעת הפגיעה במנוע המשפיעה על ייצור רגיל עדיין נפוצה.
