Увод у АЦ Моторс

Tesla Motors & EV's: Beginners Guide to Charging, Adapters, Public Stations, DC Fast Charging (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Увод у АЦ Моторс

Поглавље 13 - АЦ мотори


Након увођења система за дистрибуцију електричне енергије од стране Едисон у Сједињеним Државама, почело је постепено прелазак на економичнији АЦ систем. Расвета је радила и на АЦ-у као на ДЦ. Пренос електричне енергије покрива већа растојања при смањеном губитку са промјенљивом струјом. Међутим, мотори су били проблем са изменичном струјом. У почетку су АЦ мотори конструисани као ДЦ мотори. Наилазили су на бројне проблеме због промене магнетних поља, у поређењу са статичким пољима у ДЦ моторним моторима.

Дијаграм фамилије електромотора електричног мотора.

Цхарлес П. Стеинметз је допринео рјешавању ових проблема с његовим истраживањем губитака хистерезе у арматурама жељеза. Никола Тесла је замишљао потпуно нову врсту мотора када је визуелизовао турбину која се врти, а не окренута водом или паром, већ ротирајућим магнетним пољем. Његов нови тип мотора, АЦ индукциони мотор, је радна верзија индустрије до данас. Његова робустност и једноставност (Фигуреабове) чине за дуг живот, високу поузданост и ниско одржавање. Ипак, мали мотори малог брушеног мотора, слични ДЦ разноликости, и даље постоје у малим апаратима, уз мале индукционе моторе Тесла. Изнад једне коњске снаге (750 В), мотор Тесла влада врховним.

Савремени електронски колути од солидног стања покрећу моторе без четкица са АЦ таласним таласима генерисаним из ДЦ извора. ДЦ мотор без четкица, заправо АЦ мотор, замењује конвенционални брушени ДЦ мотор у многим апликацијама. А, корачни мотор, дигитална верзија мотора, погоњен је квадратним таласима наизменичне струје, који се поново генеришу помоћу чврстог стања. Фигуреабове приказује породично стабло АЦ мотора описаних у овом поглављу.

Крстарице и остали велики бродови замјењују редукцију погонских вратила са великим генераторима и моторима са више мегавата. Такав је био случај са дизел-електричним локомотивама у мањој мери већ дуги низ година.

Дијаграм нивоа мотора.

На нивоу система, (Фигуреабове) мотор узима електричну енергију у смислу потенцијалне разлике и токовног тока, претварајући га у механички рад. Без сумње, електрични мотори нису 100% ефикасни. Нека електрична енергија је изгубљена за загревање, други облик енергије, због И 2 Р губитака у моторним намотинама. Топлота је нежељени производ по конверзији. Мора се уклонити са мотора и може негативно утицати на дуговечност. Дакле, један циљ је максимизирати ефикасност мотора, смањујући губитак топлоте. АЦ мотори такође имају неке губитке на које немају ДЦ мотори: хистереза ​​и струјне струје.

Рани дизајнери моторе наизменичне струје су се суочили са проблемима који су пратили губицима јединственим магнетима наизменичне струје. Ови проблеми су наишли приликом прилагођавања ДЦ мотора на АЦ рад. Иако неколико АЦ мотора данас имају сличност на моторе ДЦ, ови проблеми морају бити ријешени прије него што се АЦ мотори било ког типа могу исправно пројектовати прије него што су изграђени.

Оба ротора и статорских језгара АЦ мотора састоје се од гомиле изолованих ламелација. Ламинације су премазане изолационим лаком пре слагања и завртања у финалну форму. Вртичке струје су минимизиране разбијањем потенцијалног проводног петља у мање мање губитке. (Фигуребелов) Актуелне петље изгледају као кратки секундарни окрети трансформатора. Танке изоловане ламинације расклапају ове петље. Такође, силицијум (полупроводник) који је додан легури коришћен у ламинацијама повећава електрични отпор који смањује величину струјних струја.


Вијци струје у гвозденим језгрима.

Ако се ламинације израђују од силиконске легуре оријентисаног на житарице, губици хистерезе су минимизирани. Магнетска хистереза ​​је заостајање јачине магнетног поља у поређењу са силом магнетизације. Ако се мекани гвоздени нокат привремено магнетизује помоћу соленоида, очекивати је да гвожђе изгуби магнетно поље када се соленоид отклони енергијом. Међутим, остала је мала количина резидуалне магнетизације, Б р због хистерезе. (Слика испод) Промјена струје мора потрошити енергију, -Х ц коерцивну сила, у превазилажењу ове преостале магнетизације пре него што магнетизује језгро назад на нулу, а камоли у супротном смјеру. Губитак хистерезе се среће сваки пут када поларитет АЦ-а преокрене. Губитак је пропорционалан подручју обухваћеном петљу хистерезије на кривини БХ. "Меке" легуре гвожђа имају мање губитке од "тврдих" легура високог угљеничног челика. Силицијумски оријентисан челик, 4% силицијум, ваљан тако да преферентно оријентише житарицу или кристалну структуру, и даље има мање губитака.

Хистересис кривуље за ниске и високе губитке легуре.

Када Стеинметзови закони хистеризије могу предвидети губитке гвожђа, било је могуће дизајнирати АЦ моторе који су се изводили како су пројектовани. Ово је било слично ономе што је могло унапред да дизајнира мост који се неће срушити када буде стварно изграђен. Ово знање о струјној струји и хистерези први пут је примењено на изградњу АЦ комутатор мотора сличних њиховим ДЦ колегама. Данас је ово само мала категорија АЦ мотора. Други су измислили нове типове АЦ мотора који имају мало сличности са њиховим родитељима.