Как устроен моторчик: Устройство, принцип работы и подключения электродвигателей переменного тока | Полезные статьи — Официальная продажа грузовиков MAN и Mercedes, а также полуприцепов Wielton и Shmitz по России

Содержание

Устройство и принцип работы электродвигателя переменного тока

Электродвигатель – это электротехническое устройство для преобразования электрической энергии в механическую. Сегодня повсеместно применяются электромоторы в промышленности для привода различных станков и механизмов. В домашнем хозяйстве они установлены в стиральной машине, холодильнике, соковыжималке, кухонном комбайне, вентиляторах, электробритвах и т. п. Электродвигатели приводят в движение, подключенные к ней устройства и механизмы.

В этой статье Я расскажу о самых распространенных видах и принципах работы электрических двигателей переменного тока, широко используемых в гараже, в домашнем хозяйстве или мастерской.

Как работает электродвигатель

Двигатель работает на основе эффекта, обнаруженного Майклом Фарадеем еще в 1821 году. Он сделал открытие, что при взаимодействии электрического тока в проводнике и магнита может возникнуть непрерывное вращение.

Если в однородном магнитном поле расположить в вертикальном положении рамку и пропустить по ней ток, тогда вокруг проводника возникнет электромагнитное поле, которое будет взаимодействовать с полюсами магнитов. От одного рамка будет отталкиваться, а к другому притягиваться. В результате рамка повернется в горизонтальное положения, в котором будет нулевым воздействие магнитного поля на проводник. Для того что бы вращение продолжилось необходимо добавить еще одну рамку под углом или изменить направление тока в рамке в подходящий момент. На рисунке это делается при помощи двух полуколец, к которым примыкают контактные пластины от батарейки. В результате после совершения полуоборота меняется полярность и вращение продолжается.

В современных электродвигателях вместо постоянных магнитов для создания магнитного поля используются катушки индуктивности или электромагниты. Если разобрать любой мотор, то Вы увидите намотанные витки проволоки, покрытой изоляционным лаком. Эти витки и есть электромагнит или как их еще называют обмотка возбуждения.

В быту же постоянные магниты используются в детских игрушках на батарейках.

В других же более мощных двигателях используются только электромагниты или обмотки. Вращающаяся часть с ними называется ротор, а неподвижная- статор.

Виды электродвигателей

Сегодня существуют довольно много электродвигателей разных конструкций и типов. Их можно разделить по типу электропитания:

Переменного тока, работающие напрямую от электросети.
Постоянного тока, которые работают от батареек, АКБ, блоков питания или других источников постоянного тока.

По принципу работы:

Синхронные, в которых есть обмотки на роторе и щеточный механизм для подачи на них электрического тока.
Асинхронные, самый простой и распространенный вид мотора. В них нет щеток и обмоток на роторе.

Синхронный мотор вращается синхронно с магнитным полем, которое его вращает, а у асинхронного ротор вращается медленнее вращающегося магнитного поля в статоре .

Принцип работы и устройство асинхронного электродвигателя

В корпусе асинхронного двигателя укладываются обмотки статора (для 380 Вольт их будет 3), которые создают вращающееся магнитное поле. Концы их для подключения выводятся на специальную клеммную колодку. Охлаждаются обмотки, благодаря вентилятору, установленному на вале в торце электродвигателя.

Ротор, являющиеся одним целым с валом, изготавливается из металлических стержней, которые замыкаются между собой с обоих сторон, поэтому он и называется короткозамкнутым.
Благодаря такой конструкции отпадает необходимость в частом периодическом обслуживании и замене токоподающих щеток, многократно увеличивается надежность, долговечность и безотказность.

Как правило, основной причиной поломки асинхронного мотора является износ подшипников, в которых вращается вал.

Принцип работы. Для того что бы работал асинхронный двигатель необходимо, что бы ротор вращался медленнее электромагнитного поля статора, в результате чего наводится ЭДС (возникает электроток) в роторе. Здесь важное условие, если бы ротор вращался с такой же скоростью как и магнитное поле, то в нем по закону электромагнитной индукции не наводилось бы ЭДС и, следовательно не было бы вращения. Но в реальности, из-за трения подшипников или нагрузки на вал, ротор всегда будет вращаться медленнее.

Магнитные полюса постоянно вращаются в обмотках мотора, и постоянно меняется направление тока в роторе. В один момент времени, например направление токов в обмотках статора и ротора изображено схематично в виде крестиков (ток течет от нас) и точек (ток на нас). Вращающееся магнитное поле изображено изображено пунктиром.

Например, как работает циркулярная пила. Наибольшие обороты у нее без нагрузки. Но как только мы начинаем резать доску, скорость вращения уменьшается и одновременно с этим ротор начинает медленнее вращаться относительно электромагнитного поля и в нем по законам электротехники начинает наводится еще большей величины ЭДС. Вырастает потребляемый ток мотором и он начинает работать на полной мощности. Если же нагрузка на вал будет столь велика, что его застопорит, то может возникнуть повреждение короткозамкнутого ротора из-за максимальной величины наводимой в нем ЭДС. Вот почему важно подбирать двигатель, подходящей мощности. Если же взять большей, то неоправданными будут энергозатраты.

Скорость вращения ротора зависит от количества полюсов. При 2 полюсах скорость вращения будет равна скорости вращения магнитного поля, равного максимум 3000 оборотов в секунду при частоте сети 50 Гц. Что бы понизить скорость вдвое, необходимо увеличить количество полюсов в статоре до четырех.

Весомым недостатком асинхронных двигателей является то, что они подаются регулировке скорости вращения вала только при помощи изменения частоты электрического тока. А так не возможно добиться постоянной частоты вращения вала.

Принцип работы и устройство синхронного электродвигателя переменного тока

Данный вид электродвигателя используется в быту там, где необходима постоянная скорость вращения, возможность ее регулировки, а так же если необходима скорость вращения более 3000 оборотов в минуту (это максимум для асинхронных).

Синхронные моторы устанавливаются в электроинструменте, пылесосе, стиральной машине и т. д.

В корпусе синхронного двигателя переменного тока расположены обмотки (3 на рисунке), которые также намотаны и на ротор или якорь (1). Их выводы припаяны к секторам токосъемного кольца или коллектора (5), на которые при помощи графитовых щеток (4) подается напряжение. При чем выводы расположены так, что щетки всегда подают напряжение только на одну пару.

Наиболее частыми поломками коллекторных двигателей является:

Износ щеток или их плохой их контакт из-за ослабления прижимной пружины.
Загрязнение коллектора. Чистите либо спиртом или нулевой наждачной бумагой.
Износ подшипников.

Принцип работы. Вращающий момент в электромоторе создается в результате взаимодействия между током тока якоря и магнитным потоком в обмотке возбуждения. С изменением направления переменного тока будет меняться и направление магнитного потока одновременно в корпусе и якоре, благодаря чему вращение всегда будет в одну сторону.

Регулировка скорости вращения меняется методом изменения величины подаваемого напряжения. В дрелях и пылесосах для этого используется реостат или переменное сопротивление.

Изменение направления вращения происходит также как и у двигателей постоянного тока, о которых Я расскажу в следующей статье.

Самое главное о синхронных двигателях Я постарался изложить, более подробно Вы можете прочитать на них на Википедии.

Режимы работы электродвигателя в следующей статье.

Мотор редукторы — где они используются и как работают?

Любой, кто когда-либо слышал о двигателях, используемых в промышленности, вероятно, слышал термин «мотор-редуктор».

Мотор редуктор – это приводная машина, которая состоит из мотора и механического редуктора, объединенных в единый агрегат.

Основное назначение мотор-редукторов — это, прежде всего, изменение скорости движущейся машины, изменение крутящего момента на выходном валу и передача привода. Чаще всего, это понижение скорости вращения вала и увеличение крутящего момента.

Высокие скорости вращения и относительно низкие крутящие моменты — вот основные характеристики типичных электродвигателей. Однако для того, чтобы их можно было эффективно использовать в качестве привода в промышленности, их параметры иногда должны быть прямо противоположными. Для этого и используются мотор-редукторы. Благодаря своей компактной конструкции мотор-редуктор занимает в несколько (а иногда даже в десятки или около того) раз меньше места, чем «разнесенная» система привода.

История появления мотор-редуктора

Идея объединения двигателя и механического редуктора была запатентована в 1928 году дизайнером и предпринимателем из Брухзаля — Альбертом Обермозером. С тех пор мотор-редукторы постоянно совершенствовались. Были изобретены разные типы мотор-редукторов.

Как работает мотор-редуктор?

Принцип работы мотор редуктора аналогичен работе стандартного редукторного электропривода. Момент вращения двигателя передается на ведущую шестерню, фактически установленную на валу мотора. Благодаря зубчатому зацеплению, вращающий момент преобразуется одним или несколькими ведомыми элементами, которые в свою очередь оказывают воздействие на вал технологического механизма.

Наиболее распространенными мотор-редукторами являются:

Цилиндрические
Плоские
Червячные
Планетарные

Преимущества мотор-редукторов

Важнейшим преимуществом мотор-редукторов являются небольшие габариты и размещение почти всей системы привода машины в одном месте, в одном корпусе. Конструктору не нужно сосредотачиваться на выборе или проектировании отдельных компонентов, он только выбирает мотор-редуктор из каталога унифицированных моделей на основе заданных параметров. Также стоит отметить надежность этих агрегатов, качественное оборудование очень редко выходит из строя. При грамотной эксплуатации, гарантированный ресурс работы может составлять десятки тысяч часов

Применение мотор-редукторов

Данный тип устройств чаще всего используются в промышленности, на заводах и производственных цехах. Практически каждый привод конвейерной ленты, транспортирующей тяжелые предметы, использует двигатель в сочетании с редуктором. Потому что здесь необходимо четко указать, что устройство обычно выполнено неразборным, т.е. двигатель и редуктор имеют общий корпус.

Хотя мотор-редукторы могут быть похожими внешне, часто они имеют разные параметры. Выбор подходящей модели зависит только от предпочтений покупателя. Чтобы оправдать все ожидания пользователя, производители мотор-редукторов могут изготавливать их по определенному заказу и индивидуально адаптируют к потребностям получателя. В результате заказчик получает продукт, который представляет собой оптимальное индивидуальное решение.

Подробно об электродвигателе

Электродвигатель — это асинхронная электрическая машина, работающая в двигательном режиме

Как правильно выбрать преобразователь частоты?

Преобразователь частоты (или частотник, или ПЧ) — это электротехническая система, которая позволяет плавно регулировать скорость вращения асинхронных электродвигателей. Со времен…

Электродвигатели

Электродвигатели широко используются в промышленности. Рынок электроприводов — один из самых динамично развивающихся. За прошедшие годы было разработано множество типов электродвиг…

Знай свой мозг: моторная кора

Где находится моторная кора?

Моторная кора (выделена красным).

Моторная кора находится в лобной доле, распространяется по области коры, расположенной непосредственно перед большой бороздой, известной как центральная борозда, которая проходит по бокам полушарий головного мозга. Моторную кору часто делят на две основные области: первичную моторную кору, которая находится в извилине, известной как прецентральная извилина, расположенную прямо перед центральной бороздой, и непервичную моторную кору, которая находится впереди первичной моторная кора и содержит две заметные области, известные как премоторная кора и дополнительная моторная кора.

Что такое моторная кора и что она делает?

В 1870 году врачи Густав Теодор Фрич и Эдуард Хитциг, используя собак в качестве испытуемых, электрически стимулировали область мозга, известную сейчас как моторная кора, и обнаружили, что стимуляция заставляет собак двигаться непроизвольно. Кроме того, они обнаружили, что стимуляция моторной коры в разных местах приводит к движению разных мышц. Этот эксперимент привел к идентификации моторной коры как основной области нашего мозга, связанной с планированием и выполнением произвольных движений.

В моторной коре есть несколько отдельных областей. Обнаружено, что наиболее чувствительной к электрической стимуляции областью (в том смысле, что она требует наименьшего количества стимуляции, чтобы вызвать соответствующее движение мышц) является первичная моторная кора. Первичная моторная кора устроена таким образом, что разные части области связаны с моторным контролем разных частей тела, топографическая организация похожа, хотя и менее точна, на ту, что наблюдается в соматосенсорной коре.

Посмотрите это двухминутное видео о нейробиологии, чтобы узнать больше о моторной коре.

Первичная моторная кора содержит крупные нейроны с телами клеток треугольной формы, которые называются пирамидными нейронами; это первичные выходные клетки моторной коры. Аксоны пирамидных клеток выходят из моторной коры, несущей информацию о желаемом движении, и входят в один из трактов пирамидной системы, включающий кортикоспинальный и корково-бульбарный пути. Оба тракта несут информацию о произвольном движении вниз от коры; кортикоспинальный тракт передает такую информацию в спинной мозг, чтобы инициировать движения тела, в то время как кортико-бульбарный тракт передает двигательную информацию в ствол мозга, чтобы стимулировать ядра черепных нервов и вызывать движения головы, шеи и лица. Пирамидные нейроны моторной коры также известны как верхние моторные нейроны. Они образуют связи с нейронами, называемыми нижними двигательными нейронами, которые напрямую иннервируют скелетные мышцы, вызывая движение.

Другие области моторной коры, известные под общим названием непервичная моторная кора, находятся впереди первичной моторной коры и, по-видимому, также играют важную роль в движении. Несмотря на свое название, непервичные моторные области не следует рассматривать как играющие второстепенную роль по отношению к первичной моторной коре. Вместо этого неосновные двигательные области просто участвуют в различных аспектах движения, таких как планирование движений и выбор действий на основе контекста окружающей среды.

Непервичную моторную кору часто делят на две основные области: дополнительную моторную кору и премоторную кору. Точные функции этих областей не очень хорошо изучены. Считается, что дополнительная моторная кора может быть важна для выполнения последовательностей движений, приобретения двигательных навыков и исполнительного контроля движения, что может включать такие вещи, как принятие решений о переключении на другие движения на основе поступающей сенсорной информации. Премоторная кора вносит большой вклад (около 30%) в нейроны, которые войдут в корково-спинномозговой путь, но она, по-видимому, более активна, чем первичная моторная кора, во время планирования, а не выполнения движений. Нейроны в премоторной коре, по-видимому, также участвуют во включении сенсорных сигналов (например, местонахождение объекта, который нужно схватить) в движение, чтобы обеспечить его правильное выполнение, а также в выборе действий на основе поведенческого контекста (например, выбор поднять чашку, чтобы убрать ее со стола, а не взять чашку, чтобы выпить из нее). Есть также популяции нейронов, иногда называемых зеркальными нейронами, в премоторной коре, которые активируются, когда наблюдают, как кто-то другой выполняет движение; эти клетки могут помогать нам понимать и/или имитировать действия других.

Ссылки (в дополнение к приведенному выше тексту):

Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, Hall WC, Lamantia AS, McNamara JO, White LE. Неврология . 4-е изд. Сандерленд, Массачусетс. Синауэр Ассошиэйтс; 2008.

Физиология, корковая моторика — PubMed

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

Создать новую коллекцию
Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Невозможно загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки

Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Эл. адрес: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый будний день

Который день? ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета: SummarySummary (text)AbstractAbstract (text)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Полнотекстовые ссылки

StatPearls [Интернет]

Книжная полка NCBI

Полнотекстовые ссылки

Книга

Дерек В. Йип ¹ , Форшинг Луи ²

Источник: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2022 9 января0005

2022 12 сентября .

Принадлежности

¹
Университет Северного штата Калифорния
² CA Northstate Uni, Медицинский колледж

PMID: 31194345
Идентификатор книжной полки: НБК542188

Бесплатные книги и документы

Книга

Дерек В. Йип и др.

Бесплатные книги и документы

Источник: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2022 янв.

2022 12 сент. .

Авторы

Дерек В. Йип ¹ , Форшинг Луи ²

Принадлежности

¹ Университет Северного штата Калифорния
² CA Northstate Uni, Медицинский колледж

PMID: 31194345
Идентификатор книжной полки: НБК542188

Выдержка

Основная функция моторной коры — генерировать сигналы, управляющие движением тела.

Это часть лобной доли, расположенная впереди центральной борозды. Она состоит из первичной моторной коры, премоторной коры и дополнительной моторной области. Не все участки моторной коры имеют зернистый клеточный слой. Первичная моторная кора, расположенная в области Бродмана 4, посылает большую часть электрических импульсов, исходящих из моторной коры. Эти волокна напрямую синапсируют с двигательными нейронами спинного мозга. Стоит отметить, что корково-спинномозговые волокна отходят как от лобной, так и от теменной коры. Перед первичной моторной корой премоторная кора расположена непосредственно перед первичной моторной корой в области Бродмана 6. Ее функция заключается в подготовке к движению, особенно проксимальной мускулатуры. Дополнительная моторная зона находится на медиальной поверхности продольной щели, непосредственно перед представительством ног в первичной моторной коре. Хотя это не совсем понятно, предлагаемые функции включают стабилизацию положения тела и координацию.

Существуют важные отличия корковых проекций от корковых мотонейронов. Волокна, исходящие из первичной моторной коры (область 4), оканчиваются в основном в спинном мозге, образуя синапсы непосредственно на двигательных нейронах. Ростральные лобные двигательные области не заканчиваются непосредственно в спинном мозге. Они посылают волокна, которые заканчиваются в различных областях ствола мозга. Поэтому они контролируют движения косвенно через ствол мозга, например, через покрышечно-спинномозговой и ретикулоспинальный тракты. Также более понятно, что они будут больше контролировать проксимальные и осевые мышцы и движения.

Корковые афференты к лобной моторной коре возникают из трех источников: теменной соматосенсорной коры, префронтальной коры и поясной коры. Теменно-лобные связи представляют собой различные сенсомоторные цепи. Поясная кора посылает волокна в премоторные и дополнительные моторные области для лимбической информации, мотивации и принятия решений. Наконец, префронтальная кора посылает волокна в моторную кору, выполняющую важные функции планирования и выполнения движений.

Разделы

Введение
Проблемы, вызывающие озабоченность
Сотовый
Разработка
Задействованные системы органов
Функция
Механизм
Связанное тестирование
Патофизиология
Клиническое значение
Обзорные вопросы
использованная литература

ООО «Центр Грузовой Техники»