Электрический двигатель

Ханс Кристиан Эрстед,обноружил в 1820-м году взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.Эрстед присоединил провод к вольтову столбу и затем поднес к нему магнитный компас.К изумлению Эрстеда,стрелка компаса отклонялась,только когда он присоединял или отсоединял провод от вольтова столба.

Ганс Кристиан Эрстед(дат.Hans Christian rsted;1777-1851)-датский ученый ,физик,исследователей явлений электромагнетизма.

Ампер

Эксперименты Эрстеда повторил Андре-Мари Ампер****,который установил,что это было движение зарядов-ток,который взаимодействовал с магнитным полем стрелки компаса ивызывал ее отклонение.

Согласно гипотезе Ампера внутри молекул вещества циркулирует элементарные электрические токи.В намагниченном состояние эти токи ориентированы согласованно,так,что их действия складываются.Действуя на магнитную стрелку,магнитное поле действует на токи,циркулируещие в ней.

Если направление тока в проводнике составляет угол a с вектором магнитной индукции B,то сила ампер воздействуещая на элемент тока длинной ,определятся законом ампера

Сила,с которой магнитное поле действует на помещенный в него отрезок проводника с током,равна произведению силы тока,модуля вектора магнитной индукции,длины отрезка проводника и синуса угла между направлениями тока и магнитной индукции.

Андре-мари Ампер(фр.Andre-Marie Ampere;;1775-1836)-велиуий французкий физик,математик и естествоиспытатель,член Парижской академии наук(1814).Он создал первую теорию,котроя выражала связь электрических и магнитных явлений.Амперу принадлежит гипотеза оприроде магнтизма,он ввел в физику понятие»электрический ток».

Фарадей

В 1831.г Майкл Фарадай ,используя тороидальную катушку провода и стержневой магнит,он продемонстрировал закон электромагнитной индукции.Фарадей показал,что можно индуцировать,или создать,токм в катушке,вставляя магнит в катушку и извлекая её обратно.И наоборот если пропустить ток через котушку ,магнит будет двигаться.Но однако чтобы это всё производилось нужно ,чтобы катушка и магнит находились перпендикулярно.Это называется законом правой руки.

Фарадей понялш значение наблюдения Эрстеда о том,что стрелка компаса двигалась только в том случае,когдаток включали или выключали;когда ток тёк по проводу постоянно,никого движения не было.Фарадей выдвинул гипотезу о том ,что и магнит,и электрическая катушка были окружены электромагнитным полем и что ток и движение производились,когда одно из этих полей изменялось.

Электрический двигатель

В основу работы подавляющего числа электрических машин положен принцип электромагнитной индукции. Электрическая машина состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока очень часто используются постоянные магниты.

Ротор асинхронного двигателя может быть:

• короткозамкнутым;

• фазным (с обмоткой) — используются там, где необходимо уменьшить пусковой ток и регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя. В большинстве случаев это крановые электродвигатели серии МТН, которые повсеместно используются в крановых установках.

Якорь — это подвижная часть машин постоянного тока (двигателя или генератора) или же работающего по этому же принципу так называемого универсального двигателя (который используется в электроинструменте). По сути универсальный двигатель — это тот же двигатель постоянного тока (ДПТ) с последовательным возбуждением (обмотки якоря и индуктора включены последовательно). Отличие только в расчётах обмоток. На постоянном токе отсутствует реактивное (индуктивное или ёмкостное) сопротивление. Поэтому любая «болгарка», если из неё извлечь электронный блок, будет вполне работоспособна и на постоянном токе, но при меньшем напряжении сети.

В наши дни среди всех электродвигателей устройства для переменного тока занимают лидирующую позицию по объему использования в силовых установках. Они обладают низкой себестоимостью, простой в обслуживании конструкцией и КПД не менее 90%. Кроме того, их устройство позволяет плавно изменять скорость вращения, не прибегая к помощи дополнительного оборудования вроде коробок передач.

Главным недостатком двигателей переменного тока с асинхронным принципом работы является тот факт, что регулировать их частоту вращения вала можно только изменяя входную частоту тока. Это не позволяет добиться постоянной скорости вращения, а также снижает мощность. Для асинхронных электродвигателей характерны высокие пусковые токи, но низкий пусковой момент. Для исправления этих недостатков применяется частотный привод, однако его цена противоречит одному из главных достоинств этих двигателей – низкой себестоимости.

Слабым местом синхронного двигателя является его сложная конструкция. Графитовые щетки довольно быстро выходят из строя под нагрузкой, а также теряют плотный контакт с коллектором из-за ослабления прижимной пружины. Кроме того, эти двигатели, как и асинхронные аналоги, не защищены от износа подшипников вала. К недостаткам также относится более сложный пуск, необходимость наличия источника постоянного тока и исключительно частотная регулировка частоты вращения.