АЦ Мотор Тхеори

DC Motor vs AC Motor - Difference between DC Motor and AC Motor (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

АЦ Мотор Тхеори

АЦ електрични кругови


Питање 1

Електромеханички ватометар користи алуминијумски диск који се окреће електричним мотором. Да би се створио константни "повући" на диск потребан да би се ограничила брзина ротације, јак магнет је постављен на такав начин да његове линије магнетног флукса пролазе кроз вертикалну дебљину диска:

Сам диск не треба направити од феромагнетног материјала, како би магнет створио "вучну" сила. Једноставно треба да буде добар проводник електричне енергије.

Објасните феномен који обрачунава ефекат повлачења, а такође објасните шта би се догодило ако би магнети и диск били обрнути: ако је магнет био помјерен у круг око периферије стационарног диска.

Открити одговор Сакриј одговор

Ово је пример Лензовог закона . Ротирајући магнет би изазвао обртни момент на диску.

Напомене:

Механички склопови брзиномера који се користе у многим аутомобилима користе овај принцип: склоп магнета се ротира помоћу кабла повезаног са погонским вратилом возила. Овај магнет ротира у непосредној близини металног диска, који се "вуче" у истом правцу од којег се магнет врти. Момент диска делује против отпорности опруге, одбацујући показивач дуж скале, што указује на брзину возила. Што је бржи, магнет се окреће, диск се више осјећа обртним моментом.

Питање 2

Објасните шта ће се догодити са неагнетизованим ротором када се на стационарне електромагнетске калемове примењује 3-фазна напајање наизменичном струјом. Имајте на уму да је ротор заправо краткоспојни електромагнет:

Открити одговор Сакриј одговор

Ротор ће се окретати због деловања Лензовог закона.

Питање о следећем питању: шта би се догодило ако би се роторски намотај отворио у "скривене белешке"> Напомене:

Овде видимо практични 3-фазни индукциони мотор. Обавезно пажљиво размотрите оно што је потребно за повећање или смањење брзине ротора и упоредите то са оним што је потребно да повећате или смањите брзину у ДЦ мотору.

Питање 3

Објасните која је брзина клизања за индукциони мотор АЦ, и зашто мора постојати нешто попут "клизања" како би индукциони мотор генерирао обртни момент.

Открити одговор Сакриј одговор

Разлика између брзине ротирајућег магнетног поља (фиксираног са фреквенцијом снаге линије) и брзине ротора назива се "брзина клизања". Нека количина слип је неопходна за стварање обртног момента, јер без њега не би било промјене у магнетном флуксу (((дφ) / дт)), видљивом од стране ротока, и стога нема индукованих струја у ротору.

Напомене:

Довољно је лако ученицима да истражују "брзину клизања" у било којој референтној књизи мотора и представите дефиницију. Сасвим друго је да им објасни зашто је клизање потребно. Обавезно допустите довољно времена у разреду да дискутујете о овом концепту, јер је у самом центру рада индукционог мотора.

Питање 4

Веома уобичајени дизајн АЦ мотора је такозвани мотор са кавезним кавезима . Описати како је изграђен мотор "вјеверице" и класификује га као "индукциони" мотор или "синхрони" мотор.

Открити одговор Сакриј одговор

Постоји пуно информација о електромоторима "веверица". Оставићу вам то да истражите.

Напомене:

Иако је довољно лако ученицима да пронађу информације о мотоциклима кавезних веверица које их класификују као индукционе или синхроно, требало би да изазовете својим ученицима да објасне зашто је то један или други тип. Циљ овде, као и увек, је схватање памћења .

Питање 5

Шта би требало да урадимо да би се обрнут ротација овог трофазног индукционог мотора?

Објасните свој одговор. Опишите како функционише (једноставно) решење овог проблема.

Открити одговор Сакриј одговор

Обрнути било која два реда. Ово ће обрнути фазну секвенцу (од АБЦ-а до ЦБА).

Напомене:

Један од разлога у којима су трифазни мотори пожељни у индустрији је једноставно окретање ротације. Међутим, то је такође проблем јер када спојите трофазни мотор са својим изворима напајања током поступака одржавања или инсталације, често не знате на који начин ће се окретати док не укључите напајање!

Разговарајте са својим ученицима о томе како електричар може радити на свом послу приликом инсталације трофазног мотора. Која би била исправна секвенца закључавања / означавања и кораци које треба предузети приликом прикључивања мотора на извор напајања "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 6

Ако се бакарни прстен приближи крају трајног магнета, развија се одбојна сила између магнета и прстена. Међутим, ова сила ће престати, када прстен престане да се креће. Шта се зове овај ефекат?

Такође, опишите шта ће се догодити ако се бакарни прстен помери од краја перманентног магнета.

Открити одговор Сакриј одговор

Овај феномен је познат као Лензов закон . Ако се бакарни прстен помери од краја перманентног магнета, правац силе ће се обрнути и постати привлачан, а не одвратан.

Питање за праћење: прати смер ротације за индуковану електричну струју у прстену неопходном да би се произвела одбојна и привлачна сила.

Питање изазова: шта би се десило ако би магнетова оријентација била обрнута (јужни пол на левом и северном полу десно) "напомене скривене"> Напомене:

Овај феномен је тешко показати без врло снажног магнета. Међутим, ако имате такав апарат доступан у вашој лабораторији, то би било одлично за демонстрације!

Један од практичних начина који сам показао Лензов закон је да добијем магнет за ретке земље ( врло моћан!), Поставите га на столу, а затим спустите алуминијумски новчић (на пример јапански јен), тако да се налази на врху магнет. Ако је магнет довољно јак и довољно лаган, новчића ће лагано доћи на магнет, а не ударити и одскочити.

Драматичнија илузија Лензовог закона је да узму исту новчићу и окрену га (на ивици) на површини стола. Затим, доведите магнет близу ивице предење, и гледајте новчиће одмах зауставите, без контакта између новчића и магнета.

Још једна илустрација је поставити алуминијумски новчић на глатку површину стола, а затим брзо преместити магнет над новчићем, паралелно са површином стола. Ако је магнет довољно близу, новчића ће бити "вучена" на кратко растојање док магнет пролази.

У свим овим демонстрацијама, значајно је показати својим ученицима да сам новац није магнетски. Неће се држати магнета јер би жељезни или челични новчић био, па је свака сила настала између новчићеве и магнета строго због индукованих струја, а не феромагнетизма.

Питање 7

Техника која се обично користи у освјетљењу специјалних ефеката је да секвенца укључи / искључи трепћуће низ жаруље, како би произвела ефекат кретања без покретних предмета:

Шта би био ефекат ако је овај низ свјетла распоређен у кругу уместо линије "# 7"> Открити одговор Сакри одговор

Ако су распоређени у кругу, изгледа да се светла окрећу. Брзина ове "ротације" зависи од фреквенције укључивања / искључивања.

Питање о следећем питању: која електрична промена бисте требали направити да бисте променили правац очитог покрета светла?

Питање изазова: шта би се догодило са очигледним кретањем светала ако би једна од фаза (било 1, 2 или 3) пропала, тако да ниједна сијалица са том бројем не би икада запалила?

Напомене:

Питајте своје ученике да опишу шта ће се десити са трепћућим светлима ако је напон повећан или смањен. Да ли би ово промијенило брзину кретања?

Иако ово питање може изгледати увредљиво једноставно за многе, његова сврха је да уведе другу појаву засновану на феномен, као што је теорија полифазних електромотора, где одговори на аналогна питања нису толико очигледни.

Питање 8

Ако је скуп од шест електромагнетних намотаја био распоређен око периферије круга и напајан трофазним напајањем, шта би магнетни компас ставио у центар?

Напомена: замислите да су електромагнети уместо светлих сијалица, а учесталост снаге наизменичног напона је била довољно спора да би се сваки циклус сијалице појавио у освјетљености, од потпуно тамног до потпуно осветљеног и назад. Како би изгледао светлосни сигнал да ради "# 8"> Открит одговор Сакриј одговор

Игла компаса би се ротирала.

Питање изазова: шта би се десило са очигледним кретањем магнетног поља ако би једна од фаза (или 1, 2 или 3) пропала, тако да ни један од намотаја с тим бројем никада не би био енергичан?

Напомене:

Концепт ротирајућег магнетног поља је централно за теорију мотора мотора, тако да је императив да студенти схвате овај концепт пре него што пређу на напредније концепте. Ако случајно имате низ трепавих "божићних светала" које бисте користили као помоћник у илустрацији ротирајућег магнетног поља, ово би било добро показати ученицима током разговора.

Питање 9

Објасните шта ће се догодити са магнетизованим ротором када се на стационарне електромагнетске калемове примјењује 3-фазна напајање наизменичном струјом:

Открити одговор Сакриј одговор

Магнетни ротатор ће се окретати док покушава да се оријентише са ротирајућим магнетним пољем.

Питање о следећем питању: шта морамо да радимо са напајањем наизменичном струјом која покреће завојнице како би повећала брзину ротације ротора "белешке скривене"> Напомене:

Овде видимо практичан трофазни електромотор. Обавезно пажљиво размотрите оно што је потребно за повећање или смањење брзине ротора и упоредите то са оним што је потребно да повећате или смањите брзину у ДЦ мотору.

Питање 10

Ако се жичани намотај затвореног кола приближава крају трајног магнета, развија се одбојна сила између магнета и завојнице. Ова сила ће престати, међутим, када завојница престане да се креће. Шта се зове овај ефекат?

Такође, опишите шта ће се десити ако жичани намотај не отвори. Да ли исти ефекат и даље траје "# 10"> Откриј одговор Сакриј одговор

Овај феномен је познат као Лензов закон, и постоји само када постоји стална путања струје (тј. Комплетног кола) у жичној намотаји.

Напомене:

Појав Лензовог закона обично се приказује помоћу металне чврсте супстанце, као што је диск или прстен, а не жичани намотај, али је феномен исти.

Питање 11

Опишите шта ће се догодити са жичаним навојом затвореног кола ако је постављен у непосредној близини електромагнета активираног наизменичном струјом:

Такође, опишите шта ће се десити ако жичани намотај не отвори.

Открити одговор Сакриј одговор

Жичани намотај ће вибрирати јер се наизменично привлачи и одбија од електромагнета. Ако завојница не отвори, вибрација ће престати.

Питање изазова: како можемо променити вибрациону силу завојнице без промјене амплитуде извора напајања наизменичном струјом "белешке скривене"> Напомене:

У разговору са ученицима обавезно примијетите да намотај не мора бити направљен од магнетног материјала, као што је гвожђе. Бакар или алуминијум ће радити сасвим лијепо, јер је Лензов закон електромагнетски ефект, а не магнетски ефекат.

Прави одговор на ово питање је знатно сложенији од оног који је дат. У датом примјеру, претпостављам да отпор постављен у кругови завојнице преплављује самовину индуктивности завојнице. У случају као што је ова, струја калема ће бити (приближно) у фази са индукованим напоном. С обзиром да индуковани напон заостаје за 90 степени иза поља инцидента (електромагнет), то значи да ће тренутна струја такође заостати за 90 степени иза поља инцидента, а сила која се ствара између тог завојница и електромагнета наизменичне струје ће се мењати између привлачења и одбијања:

Запазите истакнуте амплитуде привлачне и одбојне врхове приказане на графикону.

Међутим, у ситуацијама када је намотајна индуктивност значајна, струја завојнице ће заостајати од индукованог напона, што доводи до тога да таласна струја таласне струје падне даље од фазе електромагнетним струјним таласима:

С обзиром на фазно померање између две струје веће од 90 степени (приближне за 180 степени), постоји већа сила одбијања за веће трајање него што је привлачна сила. Ако је намотај суперпреводни прстен (без отпорности), сила би била само одвратна!

Дакле, одговор на ово "једноставно" Лензово питање у праву зависи од кругова кола: да ли се сматра примарним или првенствено индуктивним. Само ако је самоиндустријска завојница занемарљива, реактивна сила се једнако мења између привлачења и одбијања. Што је индуктивни (мање отпоран) коло круга постаје, то ће бити већа одбојност мреже.

Питање 12

Ови два дизајна електромотора су прилично слични по изгледу, али се разликују у специфичном принципу који помера покретач мотора:

Синхрони мотори наизменичне струје користе перманентни магнетни ротор, а индукциони мотори користе електромагнетски ротор. Објасните коју практичну разлику ради у сваком раду мотора, а такође објашњавати значење назива мотора. Зашто се зове "синхрона", а друга се зове "индукција" "# 12"> Открити одговор Сакриј одговор

Синхрони мотори се ротирају у "синхронизацији" на фреквенцију даљинског управљача. Индукциони мотори ротирају мало спорије, њихови ротори увек "клизају" нешто спорије од брзине ротирајућег магнетног поља.

Питање изазова: шта би се догодило ако би индукциони мотор механички подигнут да би се убрзао својим ротирајућим магнетним пољем? Замислите да користите мотор или неки други механизам померања мотора да бисте применили ротор индукционог мотора да се ротира синхроним брзином, а не "клизање" иза синхроних брзина као што то обично чини. Који ефекат би имао?

Напомене:

Веома је важно да ученици схвате да је Лензов закон индукован ефекат, који се манифестује само када се промјенљиво магнетско поље своди кроз перпендикуларне проводнике. Питајте своје ученике да објасне како се реч "индукција" односи на Лензов закон и на дизајн индуктивног мотора. Питајте их које су услове потребне за појаву електромагнетне индукције и како се ти услови испуњавају у нормалном раду индукционог мотора.

Питање изазова је заиста тест да ли су студенти схватили концепт. Ако стварно разумеју како се електромагнетна индукција одвија у индукционом мотору, они ће схватити да неће бити индукције када се ротатор ротира у "синхронизацији" са ротирајућим магнетним пољем и они ће моћи да преносе овај губитак индукције на ротор обртни момент.

Питање 13

Синхрони мотори наизменичне струје раде са нултом слипом, што их првенствено издваја од индукционих мотора. Објасните шта ßлип "значи за индукциони мотор, и зашто га синхрони мотори немају.

Открити одговор Сакриј одговор

Синхрони мотори не клизају јер су њихови ротори магнетизовани тако да увек прате ротирајуће магнетно поље. Индукциони моторни ротори постају магнетизовани индукцијом, што захтева разлику у брзини ("клизање") између ротирајућег магнетног поља и ротора.

Напомене:

Концепт "клизања" је збуњен многим ученицима, па будите спремни да им помогнете да разумеју више објашњења, Сократовог испитивања и можда живих демонстрација.

Питање 14

Интересантна варијација на теми индукционих мотора је индукциони мотор ране-ротор . У најједноставнијем облику мотора са навојем ротора, роторски електромагнетски завој завршава на пар клизних прстена који омогућавају додир са стационарним угљеним четкицама, омогућавајући спољном кругу да се повеже са роторским намотајима:

Објасните како овај мотор може да ради као синхрони мотор или "обични" индукциони мотор.

Открити одговор Сакриј одговор

Мотор са навојем ротора са једноделним завојницом ротора може се управљати као синхрони мотор тако што се енергија ротора врши помоћу једносмерне струје (ДЦ). Индукциони рад се остварује кратким спојем клизних прстенова заједно, преко прикључака четкице.

Питање изазова: шта ће се догодити са овим мотором ако је отпор повезан између четкица, умјесто ДЦ извора или кратког споја "скривене белешке"> Напомене:

У стварности, скоро сви велики синхрони мотори су изграђени на овај начин, са електромагнетним ротором, а не са ротором сталног магнета. То омогућава да мотор постане много лакши. Питајте своје ученике зашто сматрају да ће то бити важна карактеристика великог синхроног мотора, како би се започела као индукциони мотор. Шта би се догодило ако би се напајање наизменичног напона изненада применило на велики синхрони мотор са његовим магнетизованим ротором?

Ако је отпор повезан између четкица, то омогућава још лакши почетак рада. Под "лакшим" мислим на почетак који привлачи мање струје, што резултира нежнијим рамовима до пуних брзина.

Питање 15

Претпоставимо да је индукциони мотор изграђен да ради на једнофазном напону наизменичном струјом, а не у вишефазном напајању. Умјесто више сетова намотаја, има само један сет намотаја:

На који начин би се ротор кретао када се примењује напајање "# 15"> Открити одговор Сакриј одговор

Ротор се уопште не би окретао - само би вибрирало. Међутим, ако сте механички присилили ротора да се окреће у једном правцу, наставиће у том смеру, убрзавајући се док не достигне пуну брзину.

Следеће питање: шта нам ово говори о понашању једнофазних индукционих мотора који су фундаментално различити од полифазних индукционих мотора?

Питање изазова: шта нам ово говори о ефектима отвореног проводника на трофазни индукциони мотор?

Напомене:

Ово је "трик" питање, у којем се од ученика тражи да одреди у ком смеру ће ротор почети да се окреће, када заправо нема "пожељан" правац ротације. Одлично средство за демонстрирање овог ефекта јесте да узмете регуларни једнофазни мотор и искључите стартни прекидач тако да је електрично идентичан мотору приказаном у питању, а затим га прикључите на извор напајања наизменичном струјом. Неће се окретати док не вратите ручицу окрету. Али будите пажљиви: када се појави, брзо се брзо пења!

Права сврха овог питања јесте да ученици препознају главну "хендикепу" једногфазног мотора мотора и да разумеју шта је потребно за превазилажење тог ограничења. Питање изазова у суштини пита ученицима шта се дешава са трофазним мотором који је одједном присиљен да ради као једнофазни мотор због пропуста у линији. Успут, ово се зове једнофазно моторно, а то није добро!

Питање 16

Опишите начине рада ових три метода за покретање једнофазних индукционих мотора:

Осенчени стуб
Сплит-фаза, кондензатор
Сплит-фаза (отпорник или индуктор)
Открити одговор Сакриј одговор

У свакој од ових техника, "трик" се користи да створи стварно ротирајуће магнетно поље од онога што би нормално било једнозначно (једнофазно) магнетно поље. Техника "осенченог пола" је магнетна, док друге две технике користе фазно померање. Ја ћу оставити истраживање детаља до вас.

Напомене:

Постоји много детаља о којима се може разговарати са ученицима у вези са овим методама стартовања једногфазног мотора. К срећу, постоје многи добри квалитетни извори информација о једнофазној теорији мотора и изградњи, тако да проналазење информација о овој теми неће бити тешко за ваше студенте.

Питање 17

Многи једнофазни индукциони мотори "веверичје каде" користе специјално почетно намотавање које је напајано само са ниским (или без) брзином. Када ротор достигне пуну брзину рада, стартни прекидач се отвара да деактивира почетни навој:

Објасните зашто је ово специјално намотавање неопходно за покретање мотора, а такође и зашто је кондензатор повезан серијски са овим почетним намотавањем. Шта би се догодило ако стартни прекидач, кондензатор или почетни намотај не би били отворени "# 17"> Открити одговор Сакри одговор

Једнофазни АЦ нема дефинисан правац "ротације" као што је полифазни АЦ. Сходно томе, потребно је генерисати друго магнетно поље померено фазом како би се ротору дало почетни обртни момент.

Питање изазов: објасните шта бисте морали да урадите да бисте променили смер овог покретача кондензатора.

Напомене:

Индукциони мотори са качкетом-кавезом су веома популарни у применама где постоји потреба за високим почетним обртним моментом. Многи инзењерски алати за машине (бургије, стругови, радијалне ручне тестере, ваздушни компресори) користе кондензаторске стартне моторе.

Питање 18

Линије трофазног система напајања могу се повезати на терминале трофазног мотора на неколико различитих начина. Која од ових измењених прикључака мотора ће довести до смера обртања мотора?

Открити одговор Сакриј одговор

Примери # 1 и # 3 ће обрнути ротацију мотора (у поређењу са оригиналним ожичењем). Пример # 2 неће.

Напомене:

Корисно је прегледати концепте секвенци ротације фаза као низ слова: АБЦ или ЦБА. Иако су ове две словне секвенце најчешће за означавање два различита правца ротације, они нису једине секвенце могуће користећи три слова. На пример, АЦБ, БАЦ, ЦАБ и БЦА су такође могућности. Разговарајте са својим ученицима која од ових словничких секвенци представља исти смјер ротације као што је АБЦ и који представљају исти правац ротације као ЦБА. Затим, питајте ученике како могу применити ове словне секвенце на различите дијаграме дијаграма приказаних у овом питању.

Питање 19

Неки АЦ индукциони мотори опремљени су вишеструким намотајима тако да могу радити на двије различите брзине (ниска брзина је обично једна половина велике брзине). Приказано је дијаграм повезивања за један тип двостепеног мотора:

Постоји шест терминала на самом моторном погону где су прикључци направљени:

Технички лист мотора одређује како ће се везе вршити. Ово је типично:


Брзинаφ-Аφ-Бφ-ЦЛево отвореноСкраћено заједно


Ниско1234, 5, 6


Високо4561, 2, 3


Објасните зашто мотор ради на пола брзине у једној прикључној шеми и пуној брзини у другој. Шта се то дешава чини то могуће "# 19"> Открити одговор Сакриј одговор

Разлика између две шеме везе је поларитет три од калемова у односу на друга три. Ово се назива последични дизајн двобрзег мотора, где у суштини удвостручите број полова у мотору поновним укључивањем.

Напомене:

Последични мотори пола нису једини дизајн са више брзина. Понекад су мотори навијени са потпуно одвојеним, вишеструким намотајима, који им дају било коју комбинацију жељених брзина.

Питање 20

Овај електромотор је функционисао сасвим добро, а онда је један дан мистериозно искључио. Електричар је открио два упуштена осигурача, који је затим заменио:

Када је прекидач за укључивање / искључење поново затворен, мотор је направио гласан "звук" буке, а након неколико секунди постао је тих. Међутим, никада се није окренуло. Након прегледа, електричар је открио исте две осигураче који су поново пукли.

Ако вам је затражено да помогнете у решавању проблема са овим електричним круговима, шта бисте саветовали као следећи корак "# 20"> Открити одговор Сакриј одговор

Очигледно је да нешто није у реду са колом, ако настави истопити исте две осигураче. Дакле, одговор није, "инсталирајте веће осигураче!"

Било би смисла наставити одговарајући на ово питање: која врста грешака обично пада осигурачи? Које врсте тестова можете извести на таквом кругу како бисте пронашли те врсте грешака? Имајте на уму да понашање електромотора прилично разликује од многих других врста терета. Ово је електромеханички уређај, па се проблем не мора нужно ограничити на електричне грешке!

Напомене:

Ово питање би требало да изазове интересантну дискусију! Интересантан "твист" овом проблему јесте да се након неколико дискусија (у некој дискусији) покаже да сам мотор добро проверава када се тестира са охмметром (без грешака на земљи, без отворених или кратких навоја) и да се његова осовина може слободно окретати . Шта би сада могло да буде извор невоље?

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →