Электрические двигатели автоматических устройств

Содержание
  1. www.skif.biz
  2. Альтернативные источники жизни. Оставь свой мозг, сюда входящий.
  3. Электрические двигатели автоматических устройств
  4. Электродвигатели
  5. Конструкция электродвигателя
  6. Принцип работы электродвигателя
  7. Классификация электродвигателей
  8. Типы электродвигателей
  9. Коллекторные электродвигатели
  10. Универсальный электродвигатель
  11. Коллекторный электродвигатель постоянного тока
  12. Бесколлекторные электродвигатели
  13. Асинхронный электродвигатель
  14. Cинхронный электродвигатель
  15. Специальные электродвигатели
  16. Серводвигатель
  17. Основные параметры электродвигателя
  18. Момент электродвигателя
  19. Мощность электродвигателя
  20. Механическая мощность
  21. Коэффициент полезного действия электродвигателя
  22. Частота вращения
  23. Момент инерции ротора
  24. Номинальное напряжение
  25. Электрическая постоянная времени
  26. Механическая характеристика
  27. Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей
  28. Области применения электродвигателей

www.skif.biz

Альтернативные источники жизни. Оставь свой мозг, сюда входящий.

Небольшая по размеру, удобная программа в которой собрано и рассортировано по категориям более 300 принципиальных схем (300 Radio Electronics schemes) для радиолюбителей и тех кто занимается радиохобби. В сборнике вы найдете принципиальные схемы усилителей низкой частоты, схемы радиопередатчиков и радиоприемников, трансиверов, полезные и интересные конструкции для быта и дома, простые схемы устройств для повторения начинающими радиолюбителями и еще множество разнообразных схемотехнических решений.

Минимальные системные требования: AMD/Intel Microprocessor, 30Мб на жестком диске. ОС: Win9x, Win2к-XP, Win7.

Программа не требует инсталляции и работает сразу же после запуска.

Список категорий принципиальных схем в программе:

  • -Автомобилисту
  • -Колонки и АС
  • -Источники питания
  • -Для дома
  • -Датчики индикаторы
  • -Металлоискатели
  • -Регуляторы и измерители температур
  • -Коммутация нагрузки, реле, таймеры
  • -Защита электронной аппаратуры
  • -Измерения
  • -Для музыканта
  • -Радиопередатчики
  • -QRP трансиверы
  • -Радиостанции и трансиверы
  • -Радиоприемники
  • -Радиоуправление
  • -УНЧ для автомобиля
  • -УНЧ на лампах
  • -УНЧ на транзисторах
  • -УНЧ на микросхемах

Читать дальше Дата публикации: 16.10.2015

Аннотация к книге «Расчет, проектирование и постройка сверхлегких самолетов»

В конце шестидесятых годов в США, странах’Западной Европы, а в семидесятых —и в СССР сформировалось новое направление в развитии авиационной техники—сверхлегкие летательные аппараты (СЛА).

В 1981 г. Международная авиационная федерация (ФАИ) определила, что к данному типу летательных аппаратов относятся одно- и двухместные самолеты с массой пустого не более 150 кг. Были определены и другие ограничения [16]. В ряде стран (США, Англии. Испании, Франции и др.) существуют свои ограничения по СЛА. В отечественной практике это название укрепилось за любым ЛА самодеятельной постройки. Прошедшие смотры-конкурсы вопрос о классификации ЛА выдвинули в число наиболее важных.

Особое место среди других летательных аппаратов занимают сверхлегкие самолеты (СЛС).

Подобные самолеты строились и раньше, начиная еще с двадцатых годов. Эго были одиночные образцы, выполненные конструкторами-любителями, многие из которых всю последующую жизнь посвятили авиации. Некоторые из построенных самолетов, например АНТ-1 A. Н. Туполева (1923 г.), ВОП-1 В. О. Писаренко (1923 г.), РАФ-1 А. Н. Рафаэлянца (1925 г.), С-4 B. П. Невдачина (1926 г.) и многие другие, имели достаточно хорошие летно-технические характеристики. Но так как в эти годы начиналось покорение больших высот и скоростей, то малые самолеты остались в тени действительно громадных достижений в развитии «большой» авиации.

Возобновление интереса к СЛС обусловлено их широкими возможностями для решения учебных, спортивных н хозяйственных задач, а также появлением совреценных материалов и технологий, мощных н экономичных двигателей.

В зависимости от количества и взаимного расположения несущих поверхностей СЛС могут выполняться по трем аэродинамическим схемам: нормальной (классической), сутка» и «бесхвостка».

В СЛС, выполненном по нормальной схеме, оперение расположено позади крыла. Крыло такого самолета обтекается невозмущенным потоком, в то время как оперение находится в зоне вихрей, стекающих с крыла. Несмотря на это, хвостовое оперение способно обеспечить хорошую продольную устойчивость и управляемость СЛС.

В самолете схемы «утка» горизонтальное оперение расположено впереди крыла на носовой части фюзеляжа и так же, как и крыло, создает подъемную силу. Аэродинамическое сопротивление самотета, выполненного по схеме «утка», меньше аэродинамического сопротивления такого же самолета, но выполненного по нормальной схеме. Это объясняется отсутствием так называемых потерь на балансировку. Эти преимущества были замечены конструкторами-любителями, в результате многие СЛС в первой половине восьмидесятых годов; были выполнены по этой схеме. Несмотря на красивые аэродинамические формы, высокую культуру изготовления, большинство из них так и не летало. Причиной этого являются трудности, связанные с вопросами обеспечения хорошей устойчивости и управляемости.

СЛС схемы сбесхвостка» обладают меньшим вредным сопротивлением, чем при нормальной схеме (из-за отсутствия горизонтального оперения), но требуют принятия специальных мер для обеспечения необходимых в полете устойчивости и управляемости. К этой схеме относятся дельтапланы и мотодельтапланы.

Читайте также:  Звук двигателя автомобиля газ

По конструктивным признакам все СЛС можно разделить на три основных класса: мотодельтапланы; ультралайты с жестким силовым набором и мягкой тканевой или пленочной обшивкой; сверхлегкие летательные аппараты, выполненные по самолетной схеме.

Читать дальше Дата публикации: 31.10.2013

Авторские права на базу данных принадлежат 2006©www.skif.biz

Генерация страницы: 0.004 сек

Электрические двигатели автоматических устройств

  • Артикул: 00-01033545
  • Автор: Юферов Ф.М.
  • Обложка: Мягкий переплет
  • Издательство: Государственное энергетическое издательство (все книги издательства)
  • Город: Москва-Ленинград
  • Страниц: 226
  • Формат: 84х108 1/32
  • Год: 1959
  • Вес: 230 г
  • Серия: Библиотека по автоматике (все книги серии)

Репринтное издание представляет собой издание, которое было выпущено после сканирования страниц какой – либо книги, рукописи или иных выбранных для репринта изданий, без изменения текста. Однако стоит учитывать то, что особенности бумаги, переплета, наличие дефектов, исправлений или опечаток может отличаться от оригинала.

Репринтная книга состоит из качественных копий оригинального ценного экземпляра, что позволяет читателю насладиться старинным особенным шрифтом, а так же особой полиграфией, которая свойственна для времени, когда был выпущен в свет оригинал книги.

Репринтное издание не имеет характерного запаха старых книг, не содержит спор грибков и бактерий, пыли, старые нити не рвутся, бумага не рассыпается.

В настоящей книге рассматриваются устройство, принцип действия, основные особенности и характеристики электрических двигателей, применяемых в схемах автоматики, телемеханики и вычислительной техники.
Отдельные главы книги посвящены асинхронным конденсаторным двигателям с полым немагнитным ротором, с ротором обычного типа, с полым ферромагнитным ротором и с массивным ферромагнитным ротором, синхронным реактивным и гистерезисным двигателям, а также коллекторным двигателям постоянного и переменного тока.
Книга предназначена для широкого круга инженерно-технических работников, занимающихся практическими вопросами автоматики, телемеханики и вычислительной техники. Она может быть полезна также для студентов вузов и техникумов при изучении ими соответствующих разделов курса «Электрические машины».

Содержание
Часть 1. Асинхронные двигатели
Глава первая. Устройство и принцип действия. Основы теории
1-1. Устройство
1-2. Принцип действия.
1-3. Принцип образования вращающегося магнитного поля
1-4. Основные уравнения. Векторная диаграмма. Схема замещения
1-5. Вращающий момент
1-6. Статическая устойчивость работы двигателя
1-7. Регулирование скорости вращения
1-8. Рабочие свойства и области применения трехфазных асинхронных двигателей
Глава вторая. Однофазные асинхронные двигатели
2-1. Устройство и принцип действия
2-2. Пуск в ход. Условия получения кругового вращающегося поля в двигателе с двумя обмотками. Однофазные двигатели с пусковыми элементами
2-3. Использование трехфазных двигателей для работы от однофазной сети
2-4. Однофазный двигатель с экранированными полюсами
Глава третья. Асинхронные конденсаторные двигатели
3-1. Устройство и принцип действия
3-2. Условия получения кругового вращающегося поля в конденсаторном двигателе
3-3. Работа конденсаторного двигателя при различных напряжениях на его обмотках
3-4. Получение кругового вращающегося поля с помощью емкости и добавочного активного сопротивления
3-5. Определение параметров двигателя, необходимых для расчета 6, С и Яд, обеспечивающих круговое вращающееся поле
3-6. Классификация конденсаторных двигателей
Глава четвертая. Общие вопросы теории асинхронных исполнительных двигателей
4-1. Основные особенности
4-2. Самоход и пути его устранения
4-3. Особенности механических характеристик и регулирование скорости вращения
4-4. Электромеханическая постоянная времени
4-5. Схемы включения
Глава пятая. Асинхронный исполнительный двигатель с полым немагнитным ротором
5-1. Устройство и принцип действия
5-2. Механические характеристики
5-3. Регулировочные характеристики
5-4. Механическая мощность. Мощности управления и возбуждения. Коэффициент полезного действия
5-5. Положительные и отрицательные свойства двигателей с полым немагнитным ротором
Глава шестая. Асинхронные исполнительные двигатели с ротором обычного типа и с полым ферромагнитным ротором. Двигатель с массивным ферромагнитным ротором
6-1. Асинхронный исполнительный двигатель с ротором обычного типа
6-2. Асинхронный исполнительный двигатель с полым ферромагнитным ротором
6-3. Асинхронный двигатель с массивным ферромагнитным ротором
Часть 2.Синхронные двигатели
Глава седьмая. Устройство и принцип действия. Основы теории
7-1. Устройство и принцип действия
7-2. Основы теории
7-3. Пуск в ход и регулирование скорости вращения
7-4. Синхронные двигатели с возбужденными полюсами
Глава восьмая. Синхронные реактивные и гистерезисные двигатели
8-1. Устройство, принцип действия и основные особенности синхронного реактивного двигателя. Его работа при круговом вращающемся поле
8-2. Использование трехфазных реактивных двигателей для работы от однофазной сети
8-3. Конденсаторные реактивные двигатели
8-4. Синхронные реактивные двигатели с экранированными полюсами
8-5. Однофазные синхронные реактивные двигатели
8-6. Тихоходный (редукторный) синхронный реактивный двигатель
8-7. Гистерезисные двигатели
8-8. Двигатели типа СД и СРД (двигатель Уоррена)
Часть 3 Коллекторные двигатели постоянного и переменного тока
Глава девятая. Устройство, принцип действия и основы теории двигателей постоянного тока
9-1. Устройство
9-2. Принцип действия
9-3. Магнитное поле двигателя. Реакция якоря
9-4. Коммутация
9-5. Основные уравнения. Пуск в ход. Регулирование скорости вращения
9-6. Двигатель с параллельным возбуждением
9-7. Двигатель с последовательным возбуждением
Глава десятая. Исполнительные двигатели постоянного тока
10-1. Общие замечания
10-2. Исполнительный двигатель с якорным управлением
10-3. Исполнительный двигатель постоянного тока с полюсным управлением
10-4. Электромеханические постоянные времени исполнительных двигателей постоянного тока
10-5. Малоинерционный исполнительный двигатель постоянного тока
Глава одиннадцатая. Однофазные коллекторные двигатели переменного тока
11-1. Однофазный коллекторный двигатель
11-2. Универсальный коллекторный двигатель
Приложение
Литература

Читайте также:  Пуск асинхронного двигателя схема реверса

Электродвигатели

В некоторых режимах работы электропривода электродвигатель осуществляет обратное преобразование энергии, то есть работает в режиме электрического генератора.

По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение.

Областью науки и техники изучающей электрические машины является — электромеханика. Принято считать, что ее история начинается с 1821 года, когда был создан первый электродвигатель М.Фарадея.

Конструкция электродвигателя

Основными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.

У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.

Принцип работы электродвигателя

    Подробное описание принципа работы электродвигателей разных типов:
  • Принцип работы однофазного асинхронного электродвигателя
  • Принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя
  • Принцип работы синхронного электродвигателя

Классификация электродвигателей

Вращающийся электродвигатель
Само коммутируемый Внешне коммутируемый
С механической коммутацией (коллекторный) С электронной коммутацией 1 (вентильный 2, 3 ) Асинхронный электродвигатель Синхронный электродвигатель
Переменного тока Постоянного тока Переменного тока 4 Переменного тока
  • Универсальный
  • Репульсионный
  • КДПТ с обмоткой возбуждения
      Включение обмотки
    • Независимое
    • Последовательное возбуждения
    • Параллельное
    • Комбинированное
  • КДПТ с постоянными магнитами
  • БДПТ
    (Бесколлекторный двигатель + ЭП |+ ДПР)
  • ВРД
    (Реактивный двигатель с ротором с явновыраженными полюсами и сосредоточенной обмоткой статора + ЭП |+ ДПР)
  • Трехфазный
    (многофазный)
    • АДКР
    • АДФР
  • Двухфазный
    (конденсаторный)
  • Однофазный
    • с пусковой обмоткой
    • с экранированными полюсами
    • с асимметричным магнитопроводом
  • СДОВ
    (с контактными кольцами и щетками) —>
  • СДПМ 5 —>
    • СДПМВ
    • СДПМП
    • Гибридный
  • СРД
  • Гистерезисный
  • Индукторный
  • Гибридный СРД-ПМ
  • Реактивно-гистерезисный
  • Шаговый 5
Простая электроника Выпрямители,
транзисторы
Более сложная
электроника
Сложная электроника (ЧП)
  1. Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, — датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
  2. Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря [5].
  3. Вентильный электродвигатель постоянного тока — электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля [1].
  4. Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
  5. Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.
  • КДПТ — коллекторный двигатель постоянного тока
  • БДПТ — бесколлекторный двигатель постоянного тока
  • ЭП — электрический преобразователь
  • ДПР — датчик положения ротора
  • ВРД — вентильный реактивный двигатель
  • АДКР — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
  • АДФР — асинхронный двигатель с фазным ротором
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения

Типы электродвигателей

Коллекторные электродвигатели

Коллекторная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках.

Универсальный электродвигатель

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Бесколлекторные электродвигатели

У бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели.

Бесщеточная машина — вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1].

Читайте также:  Учебно методическое пособие по ремонту автомобилей

Асинхронный электродвигатель

Cинхронный электродвигатель

Специальные электродвигатели

Серводвигатель

Основные параметры электродвигателя

Момент электродвигателя

Вращающий момент (синонимы: вращательный момент, крутящий момент, момент силы) — векторная физическая величина, равная произведению радиус вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.

,

  • где M – вращающий момент, Нм,
  • F – сила, Н,
  • r – радиус-вектор, м

,

  • где Pном – номинальная мощность двигателя, Вт,
  • nном — номинальная частота вращения, мин -1 [4]

Начальный пусковой момент — момент электродвигателя при пуске.

1 oz = 1/16 lb = 0,2780139 N (Н)
1 lb = 4,448222 N (Н)

момент измеряется в унция-сила на дюйм (oz∙in) или фунт-сила на дюйм (lb∙in)

1 oz∙in = 0,007062 Nm (Нм)
1 lb∙in = 0,112985 Nm (Нм)

Мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя — это полезная механическая мощность на валу электродвигателя.

Механическая мощность

Мощность — физическая величина, показывающая какую работу механизм совершает в единицу времени.

,

  • где P – мощность, Вт,
  • A – работа, Дж,
  • t — время, с

Работа — скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направление F и пути s, проходимого точкой приложения силы [2].

,

Для вращательного движения

,

  • где – угол, рад,

,

  • где – углавая скорость, рад/с,

Таким образом можно вычислить значение механической мощности на валу вращающегося электродвигателя

Коэффициент полезного действия электродвигателя

Коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя — характеристика эффективности машины в отношении преобразования электрической энергии в механическую.

,

  • где – коэффициент полезного действия электродвигателя,
  • P1 — подведенная мощность (электрическая), Вт,
  • P2 — полезная мощность (механическая), Вт
    При этом потери в электродвигатели обусловлены:
  • электрическими потерями — в виде тепла в результате нагрева проводников с током;
  • магнитными потерями — потери на перемагничивание сердечника: потери на вихревые токи, на гистерезис и на магнитное последействие;
  • механическими потерями — потери на трение в подшипниках, на вентиляцию, на щетках (при их наличии);
  • дополнительными потерями — потери вызванные высшими гармониками магнитных полей, возникающих из-за зубчатого строения статора, ротора и наличия высших гармоник магнитодвижущей силы обмоток.

КПД электродвигателя может варьироваться от 10 до 99% в зависимости от типа и конструкции.

Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Commission) определяет требования к эффективности электродвигателей. Согласно стандарту IEC 60034-31:2010 определено четыре класса эффективности для синхронных и асинхронных электродвигателей: IE1, IE2, IE3 и IE4.

Частота вращения

  • где n — частота вращения электродвигателя, об/мин

Момент инерции ротора

Момент инерции — скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси, равна сумме произведений масс материальных точек на квадраты их расстояний от оси

,

  • где J – момент инерции, кг∙м 2 ,
  • m — масса, кг

1 oz∙in∙s 2 = 0,007062 kg∙m 2 (кг∙м 2 )

Момент инерции связан с моментом силы следующим соотношением

,

  • где – угловое ускорение, с -2 [2]

,

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение (англ. rated voltage) — напряжение на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики [3].

Электрическая постоянная времени

Электрическая постоянная времени — это время, отсчитываемое с момента подачи постоянного напряжения на электродвигатель, за которое ток достигает уровня в 63,21% (1-1/e) от своего конечного значения.

,

  • где – постоянная времени, с

Механическая характеристика

Механическая характеристика двигателя представляет собой графически выраженную зависимость частоты вращения вала от электромагнитного момента при неизменном напряжении питания.

Сравнение характеристик внешне коммутируемых электрических двигателей

Ниже представлены сравнительные характеристики внешне коммутируемых электродвигателей, в ракурсе применения в качестве тяговых электродвигателей в транспортных средствах.

Параметр
АДКР

СДПМП

СДПМВ

СРД-ПМ

СДОВ
Постоянство мощности во всем диапазоне скоростей
Эффективность (КПД) во всем рабочем диапазоне
  • СРД-ПМ — синхронный реактивный двигатель с постоянными магнитами (синхронный гибридный двигатель)
  • СДОВ — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения

В соответствии с выше приведенными показателями гибридный синхронный электродвигатель, а именно синхронный реактивный электродвигатель со встроенными постоянными магнитами, является наиболее подходящим для применения в качестве тягового электродвигателя в автомобилестроении (выбор проводился для концепта автомобилей BMW i3 & BMW i8). Использование реактивного момента обеспечивает высокую мощность в верхнем диапазоне скоростей. Более того такой двигатель обеспечивает очень высокую эффективность (КПД) в широком рабочем диапазоне [7].

Области применения электродвигателей

Электродвигатели являются крупнейшими потребителями электроэнергии в мире, на них приходится около 45% от всей потребляемой электроэнергии [6].

Оцените статью