Automobili corrente alternata Ci sono due tipi. Queste sono macchine sincrone e asincrone. U macchine sincrone La velocità di rotazione del rotore dipende strettamente dalla frequenza della corrente alternata. Possiamo dire che la velocità di rotazione è “sincrona” con la frequenza della corrente. Non è difficile intuire che nelle macchine asincrone la velocità di rotazione dipende generalmente dal carico sull'albero e non dalla frequenza della corrente di alimentazione.
Il carico e il conduttore sono collegati da un anello collettore. Un anello collettore è un connettore in grado di trasmettere elettricità tra le parti rotanti di una macchina. È costituito da un anello e da spazzole, una delle quali è fissa rispetto all'altra. Qui l'anello è attaccato al conduttore e le mani sono attaccate al carico. La corrente viene generata nel conduttore rotante e passa negli anelli collettori, che ruotano contro la spazzola. La corrente viene trasferita attraverso le spazzole al carico e quindi il sistema è alimentato.
La direzione della corrente cambia ad ogni mezzo giro della bobina. Quando un lato della spira si sposta verso l'altro polo del campo magnetico, la corrente nella spira cambia direzione. Questo tipo di corrente che cambia direzione è nota come corrente alternata e la figura mostra come ciò accade quando un conduttore viene ruotato.
Oltre a dividersi in macchine elettriche sincrone e asincrone, si dividono anche in base alla loro destinazione d'uso. Potrebbero essere dei generatori. Cioè, una macchina che converte l'energia di rotazione meccanica in corrente elettrica alternata. La macchina che trasforma energia elettrica In termini meccanici si chiama motore. Esiste anche un'altra classe di macchine elettriche. Convertono l'energia elettrica, anch'essa in energia elettrica, ma di frequenza o tensione diversa.
Possono essere trovati nelle automobili per caricare la batteria dell'auto. Un commutatore ad anello diviso consente un cambiamento nella direzione della corrente nel circuito, creando una corrente corrente continua, passando attraverso le spazzole ed uscendo dalla catena. Se la corrente cambia direzione nello stesso momento in cui il commutatore scambia i lati, il circuito esterno avrà sempre corrente che scorre nella stessa direzione. I problemi associati alla creazione e all'interruzione del contatto elettrico con una bobina mobile sono le scintille e il calore, soprattutto se il generatore gira ad alta velocità.
Una macchina CA sincrona è una macchina in cui: il campo magnetico principale, ovvero il campo dello statore, è creato dalla corrente continua. In un caso particolare, potrebbe anche trattarsi di un magnete permanente. E il rotore ruota alla frequenza del cambiamento attuale.
Formula 1: dipendenza della velocità del rotore di una macchina sincrona dalla frequenza della corrente alternata.
Se l'atmosfera che circonda la macchina contiene vapori infiammabili o esplosivi, i problemi pratici legati alla formazione di scintille nei contatti delle spazzole sono ancora maggiori. I principi di funzionamento di base di un motore elettrico sono gli stessi di un generatore, tranne per il fatto che il motore converte l'energia elettrica in energia meccanica.
Un motore elettrico è un dispositivo che converte l'energia elettrica in energia meccanica. Se si posizionasse una particella carica in movimento in un campo magnetico, essa sperimenterebbe una forza chiamata forza di Lorentz. La forza di Lorentz è la forza sperimentata da una particella carica in movimento in un campo elettrico e magnetico.
dove n è la frequenza con cui ruota il rotore, misurata in giri al minuto. Cioè, quanti giri completi farà il rotore in un minuto.
f Frequenza di alimentazione CA
p numero di coppie di poli nel sistema magnetico della macchina
Dove \\ è forza, \\ è carica elettrica, \\ è la velocità della particella carica e \\ è l'intensità del campo magnetico. La forza su un conduttore conduttore dovuta a un campo magnetico è chiamata legge di Ampere. La direzione della forza magnetica è perpendicolare sia alla direzione della corrente che alla direzione del campo magnetico e può essere trovata utilizzando la mano destra come mostrato nella figura seguente. Usa la mano destra; il tuo primo dito punterà nella direzione della corrente, il tuo secondo dito punterà nella direzione del campo magnetico e il tuo pollice punterà nella direzione della forza.
Sia i motori che i generatori possono essere spiegati utilizzando una bobina che ruota in un campo magnetico. In un generatore, una bobina è collegata a un circuito esterno che viene ruotato, determinando una variazione di flusso che induce una fem. In un motore, una bobina trasportata da corrente in un campo magnetico subisce una forza su entrambi i lati della bobina, creando una forza di torsione che la fa ruotare.
Figura 1 — Vista in sezione di una macchina sincrona
Le macchine sincrone sono utilizzate principalmente come motori elettrici e generatori di corrente alternata. I convertitori di frequenza, di regola, non ne sono realizzati. Il vantaggio principale di una macchina elettrica sincrona è che è facile regolare la velocità di rotazione dell'albero. Pertanto, vengono spesso utilizzati nei sistemi di automazione.
Quando il motore di un'auto è in funzione, l'alternatore carica la batteria e alimenta l'impianto elettrico dell'auto. Prova a scoprire i diversi valori di corrente prodotti dagli alternatori per tipi diversi automobili Confrontali per vedere quali numeri hanno senso nel mondo reale. Troverai diversi valori per auto, camion, autobus, barche, ecc. prova a scoprire quali altre auto potrebbero avere alternatori.
Il motorino di avviamento richiede una corrente molto elevata per far girare il motore ed è collegato a una batteria con cavi di grandi dimensioni per trasportare la corrente elevata. L'elettricità prodotta dalle grandi centrali elettriche è solitamente a bassa tensione, che viene convertita in alta tensione. È più efficiente distribuire l’elettricità su lunghe distanze sotto forma di linee elettriche ad alta tensione.
Una macchina asincrona è una macchina in cui il campo magnetico principale dello statore è creato mediante un'alternanza elettro-shock. Inoltre, la velocità di rotazione dell'albero non dipende strettamente dalla frequenza della corrente di alimentazione. Le macchine asincrone si dividono in a commutatore e senza commutatore. Le macchine da raccolta vengono utilizzate molto raramente poiché sono più costose da produrre e la loro affidabilità è inferiore. Le macchine elettriche asincrone sono spesso utilizzate come motori elettrici.
Esercizio 1: Generatori e motori
Le alte tensioni vengono poi coperte fino a 240V per il consumo in abitazioni e uffici. Questo di solito viene fatto entro pochi chilometri dal luogo in cui verrà utilizzato. Dichiara la differenza tra un generatore e un motore. Usa la legge di Faraday per spiegare perché una corrente viene indotta in una bobina che ruota in un campo magnetico.
Se la rotazione della bobina è tale che il flusso non cambia, ad es. la superficie della bobina rimane parallela al campo magnetico, quindi non ci sarà alcuna fem indotta. Disegna un diagramma per supportare la tua risposta. Un conduttore a forma di bobina è collegato ad un anello collettore. Il conduttore viene quindi ruotato manualmente in un campo magnetico, generando una fem alternata. Gli anelli collettori sono collegati al carico tramite spazzole. Questo tipo di corrente che cambia direzione è nota come corrente alternata. Un interruttore ad anello diviso consente i cambi di direzione. dalla corrente nel circuito, creando così una corrente continua attraverso le spazzole e fuori dal circuito.
Figura 2 – Esempio di macchina elettrica asincrona
Qualsiasi macchina, sincrona o asincrona, è in grado di funzionare in entrambe le modalità. Cioè sia il motore elettrico che l'alternatore.
» caratteristiche e funzionamento delle macchine elettriche variabili.
Spiegare perché una bobina di corrente posta in un campo magnetico gira. Fare riferimento alla forza esercitata sulle cariche in movimento dal campo magnetico e alla coppia sulla bobina. Una bobina trasportata da corrente in un campo magnetico subisce una forza su entrambi i lati della bobina che non è parallela al campo dei magneti, creando una forza di torsione che la fa girare. Qualsiasi corrente che trasporta la bobina può percepire una forza nel campo magnetico. La forza è correlata alla componente magnetica della forza di Lorentz sulle cariche in movimento in un conduttore, chiamata legge di Ampere.
Argomento: caratteristiche e funzionamento delle macchine elettriche in corrente alternata.
Già dal nome stesso è chiaro caratteristica distintiva La caratteristica unica di questo tipo di macchine elettriche è che funzionano a corrente alternata. Se nella corrente continua le particelle caricate elettricamente si muovono solo in una direzione e possono cambiare la loro intensità (entità della differenza di potenziale, tensione) entro un certo intervallo, allora la corrente alternata avrà nuove caratteristiche, come la frequenza, la sua forma, ecc. Ciò naturalmente influisce sulla struttura diretta e sul principio di funzionamento della macchina elettrica. Nell'articolo analizzeremo le principali caratteristiche e il funzionamento delle macchine elettriche AC.
La forza sui lati opposti della bobina sarà in direzioni opposte perché le cariche si muovono in direzioni opposte. Spiegare il principio base di funzionamento di un motore elettrico. Invece di far girare gli anelli attraverso un campo magnetico per creare elettricità, la corrente viene fatta passare attraverso i fili per creare elettromagneti.
I magneti esterni respingeranno quindi gli elettromagneti e ruoteranno l'albero come un motore elettrico. Fornisci esempi di utilizzo dei motori. Un motore o motore elettrico è un dispositivo che ha portato a uno dei più grandi progressi nell'ingegneria e nella tecnologia dall'invenzione dell'elettricità. Un motore non è altro che un dispositivo elettromeccanico che converte l'energia elettrica in energia meccanica. Grazie ai motori, la vita è quella che è oggi nel 21° secolo. Senza il motore vivevamo ancora nell’era di Sir Thomas Edison, dove l’unico scopo dell’elettricità sarebbe stato quello di riscaldare le lampadine.
Le macchine elettriche in corrente alternata sono dispositivi elettrici che sono convertitori originali di energia elettrica, il cui principio di funzionamento si basa sulle forze di Lorentz e sul fenomeno dell'induzione elettromagnetica, funzionanti con corrente alternata. Tali macchine elettriche comprendono molte varietà: motori elettrici, generatori elettrici, sincronizzatori, trasformatori. Quindi, in base al loro principio di funzionamento, motori e generatori si dividono in sincroni e asincroni. Per rendere chiara l'ulteriore spiegazione, voglio dire quanto segue.
Ne sono stati sviluppati diversi per scopi specifici diversi. A proposito di in parole semplici, possiamo dire che il dispositivo che crea la forza di rotazione è un motore. Il principio di funzionamento più elementare di un motore elettrico è che la forza fluisce in una direzione perpendicolare alla corrente e nella corrente quando i campi interagiscono tra loro.
Dall'invenzione dei motori, sono stati compiuti numerosi progressi in questo campo tecnologico ed è diventato estremamente rilevante per gli ingegneri moderni. Questa particolare pagina web tiene conto del fatto sopra menzionato e fornisce descrizione dettagliata tutti i principali motori elettrici e parti di motori utilizzati nell'era attuale.
La caratteristica principale delle macchine elettriche CA, che convertono l'energia elettrica in energia meccanica o viceversa, è l'interazione dei campi magnetici, uno dei quali è rotante, dinamico (ottenuto a causa del funzionamento della corrente alternata - cambiamenti ciclici di corrente e tensione, sia in grandezza che in poli), e l'altro campo è in un certo senso statico, costante. Di conseguenza, per ottenere il movimento del rotore, il campo magnetico in movimento deve agire su un campo costante, che genera movimento meccanico albero della macchina. Questo è più vicino ai motori elettrici; i generatori funzionano secondo un principio diverso. Esistono due diversi principi di funzionamento delle macchine elettriche variabili (motori e generatori): sincroni e asincroni.
Classificazione o tipi di motori
monofase motore asincrono Tipi speciali di motori. . A causa dell'interazione del campo magnetico e di queste correnti circolanti, il rotore inizia a ruotare e continua a ruotare. Un motore asincrono monofase, come uno trifase, funziona secondo il principio dell'induzione EMF. dovuto, ma l'unica differenza è che funziona con energia monofase e i suoi metodi di avviamento sono determinati da due teorie ben consolidate, vale a dire la teoria della doppia rotazione e la teoria del campo trasversale. Oltre ai quattro tipi principali di motori sopra menzionati, esistono diversi tipi di motori elettrici speciali come motori a induzione lineare, ecc. con caratteristiche speciali che sono state sviluppate in base alle esigenze del settore o per un dispositivo specifico specifico come l'utilizzo in grazie alla sua compattezza.
Il principio di funzionamento generale di una macchina elettrica CA asincrona è il seguente. Diamo un'occhiata alla classica versione trifase. Ci sono tre avvolgimenti sullo statore, ai quali tre sono collegati fasi elettriche. Questo è noto dall'ingegneria elettrica corrente trifase rappresenta un cambiamento ciclico nelle grandezze della corrente e della tensione che fluiscono dolcemente in un cerchio (la solita sinusoide che varia dolcemente). Cioè, massimo energia elettrica passa dolcemente da un punto, avvolgendosi all'altro, naturalmente sul lato opposto del cerchio ci sarà un minimo di potenza. Quindi, quando la tensione trifase viene fornita a tre avvolgimenti dello statore motore elettrico asincrono abbiamo un campo magnetico rotante la cui frequenza è di 50 Hz (frequenza di produzione standard).
I motori elettrici sono sostanzialmente classificati in due categorie. Questo campo è generato da magneti permanenti o da avvolgimenti elettromagnetici. 2 - Rotore Quando questi avvolgimenti sono energizzati, creano un campo magnetico. I poli magnetici di questo campo del rotore saranno attratti dai poli opposti generati dallo statore, provocando la rotazione del rotore. Mentre il motore ruota, gli avvolgimenti vengono costantemente commutati in una sequenza diversa in modo che i poli magnetici generati dal rotore non si sovrappongano ai poli generati nello statore. Questa commutazione del campo negli avvolgimenti del rotore è chiamata commutazione. 3 - Spazzole e commutatore Mentre il motore gira, le spazzole di carbone scivolano lungo il commutatore, entrando in contatto con i vari segmenti del commutatore. I segmenti sono collegati a diverse spire del rotore in modo che venga generato un campo magnetico dinamico all'interno del motore quando viene applicata tensione alle spazzole del motore. Svantaggi: poiché i magneti permanenti producono densità di flusso più deboli e quindi campi di shunt esterni, tali motori hanno una coppia indotta inferiore. Esiste sempre il rischio di smagnetizzazione dovuto al riscaldamento intenso o agli effetti della reazione dell'armatura.
- L'usura delle spazzole si verifica e aumenta notevolmente in condizioni di bassa pressione.
- Pertanto non possono essere utilizzati nei cuori artificiali.
È noto anche dall'elettrofisica che quando viene posizionato conduttore elettrico In un campo magnetico alternato, alle sue estremità appare una differenza di potenziale e, se è chiuso (collega le estremità), scorrerà una corrente che forma attorno a sé il proprio campo magnetico. Questo è ciò che viene utilizzato nelle macchine elettriche asincrone. All'interno della macchina è presente un rotore a gabbia di scoiattolo (è un avvolgimento semplificato). In un campo magnetico rotante viene indotto un campo elettromagnetico e sviluppa un proprio campo magnetico, che viene respinto dal campo dello statore. Si noti che il campo su un rotore a gabbia di scoiattolo può formarsi solo a causa di un ritardo di un campo rispetto all'altro, motivo per cui queste macchine sono chiamate asincrone.
Questi motori sono ideali per applicazioni a coppia elevata come i veicoli di trazione poiché la corrente sia nello statore che nell'armatura aumenta sotto carico. Qui è necessario utilizzare teleinvertitori. . Viene utilizzato in applicazioni quali laminatoi, carichi mobili improvvisi, macchine utensili pesanti, punzoni, ecc.
- Questo motore ha una buona coppia di avviamento e una velocità stabile.
- Il regime del minimo è regolabile, a differenza dei motori standard.
Le macchine sincrone non hanno un tale ritardo. Lì, il campo dell'induttore (campo magnetico statico e costante) sembra aggrapparsi al campo rotante dell'armatura (campo mobile e dinamico), il che porta al funzionamento sincrono dei campi magnetici. Se nelle macchine asincrone un campo statico è una conseguenza del lavoro di uno dinamico, allora nelle macchine sincrone, in un certo senso, le ragioni per la comparsa di un campo rotante e di un campo statico sono indipendenti l'una dall'altra, ma la loro interazione consente il funzionamento di una macchina elettrica a corrente alternata.
PS Delle macchine elettriche specifiche e del loro funzionamento parleremo in modo più dettagliato in altri articoli, ma questa è stata una panoramica generale e un'introduzione superficiale al tema delle macchine elettriche a corrente alternata.