Мотор и двигатель это одно и тоже: Отличия мотора от двигателя. В чём отличие между двигателем, и мотором? К основным видам автомобильных двигателей относятся

Содержание

ДВИГАТЕЛЬ — это… Что такое ДВИГАТЕЛЬ?

  • двигатель — мотор, движок; движущая сила; болиндер, ветряк, пружина, рычаг, сердце, нефтянка Словарь русских синонимов. двигатель 1. мотор 2. см. рычаг Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык …   Словарь синонимов

  • ДВИГАТЕЛЬ — устройство, преобразующее один вид энергии в др. вид или механическую работу; (1) Д. внутреннего сгорания тепловой двигатель, внутри которого происходит сжигание топлива и часть выделившейся при этом теплоты преобразуется в механическую работу.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ДВИГАТЕЛЬ — ДВИГАТЕЛЬ, двигателя, муж. 1. Машина, приводящая что нибудь в движение; механизм, преобразующий какой нибудь вид энергии в механическую работу (тех.). Двигатель внутреннего сгорания. Электрический двигатель. 2. Сила, способствующая прогрессу в… …   Толковый словарь Ушакова

  • ДВИГАТЕЛЬ — энергосиловая машина, преобразующая какую либо энергию в механическую работу. Подразделяют на первичные и вторичные. Первичные (гидротурбины, двигатель внутреннего сгорания и др.) непосредственно преобразуют энергию природных ресурсов (воды,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Двигатель — энергосиловая машина, преобразующая какую либо энергию в механическую работу. Двигатели подразделяются на первичные и вторичные. Первичные (гидротурбины, двигатель внутреннего сгорания и др.) непосредственно преобразуют энергию природных ресурсов …   Официальная терминология

  • ДВИГАТЕЛЬ — ДВИГАТЕЛЬ, машина, преобразующая различные виды энергии в механическую работу. Работа может быть получена от вращающегося ротора, возвратно поступательно движущегося поршня или от реактивного аппарата. Различают первичные и вторичные двигатели.… …   Современная энциклопедия

  • ДВИГАТЕЛЬ — ДВИГАТЕЛЬ, я, муж. 1. Машина, преобразующая какой н. вид энергии в механическую работу. Д. внутреннего сгорания. Ракетный д. 2. перен., чего. О силе, содействующей росту, развитию в какой н. области (высок.) Труд д. прогресса. Толковый словарь… …   Толковый словарь Ожегова

  • ДВИГАТЕЛЬ — (Engine) машина, работающая по прямому замкнутому циклу и превращающая какой нибудь вид энергии в механическую работу. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • двигатель — – машина, преобразующая энергию сгорания горючки в механическую энергию – сердце любого авто. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • двигатель — Машина, преобразующая какой либо вид энергии в механическую работу [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Синонимы мотор EN enginemotor DE Motor FR moteur …   Справочник технического переводчика

  • это норма или пора в ремонт?

    В идеале двигатель внутреннего сгорания не должен трястись и вибрировать – гораздо эффектнее, когда он просто «шуршит». Но на практике так не бывает. Мотор трясется либо в силу своих конструктивных особенностей, либо по причине неисправности. Попробуем отличить одно от другого.

    Редакция

    Двигатель внутреннего сгорания — это набор массивных движущихся деталей, движение которых происходит с переменной скоростью. При этом возникают ускорения. А, согласно Второму Закону Ньютона, произведение массы на ускорение порождает силу – в моторе таких примеров несколько. Это силы инерции поступательно движущихся масс – поршней, и всего, что на них навешано. Еще имеются силы инерции неуравновешенных вращающихся масс — это шейки коленчатого вала и всего, что к ним прицеплено. Силы, помноженные на плечи, порождают моменты. Вот все эти силы с моментами и передаются на опоры мотора и, соответственно, на кузов машины, вызывая вибрацию. Характер их взаимодействия определяется конструкцией двигателя, количеством цилиндров и блоков, величиной угла развала этих блоков, порядком работы цилиндров, оборотами коленчатого вала. Иногда – очень редко – все эти факторы полностью компенсируют друг друга. Если такое удается, двигатель называют полностью самоуравновешенным. Всего признаков самоуравновешенности – шесть. Это равенство нулю суммарных сил инерции поступательно-движущихся масс (причем вызываемых ускорением с частотой, равной частоте вращения коленчатого вала двигателя и удвоенной частоте вращения — так называемых сил инерции первого и второго порядка), и  суммарных центробежных сил. К ним добавляются моменты этих сил, действующие относительно середины коленчатого вала в плоскости оси коленчатого вала

    Полностью самоуравновешенными двигателями являются  рядная шестерка и полученный на ее основе V-образный 12-цилиндровый мотор. Для уравновешивания  прочих моторов применяют конструктивные хитрости. Неуравновешенные моменты можно убрать с помощью специальных дисбалансов маховиков или дополнительных противовесов коленчатого вала. Для ликвидации сил инерции первого и второго порядка можно использовать специальные уравновешивающие механизмы, которые приводятся от коленчатого вала и крутятся либо с его скоростью (механизмы первого порядка), либо с удвоенной частотой вращения (второго порядка).

    Теперь перейдем к основным дефектам, порождающим неравномерную работу ДВС.

    У идеального двигателя все вращающиеся детали имеют либо идеальную балансировку, либо расчетный дисбаланс. Если это не так, мотор неизбежно будет колебаться с частотой того элемента, который несбалансирован. Чаще всего проблемы возникают вследствие износа деталей – например, двухмассовых маховиков. Тряску может вызвать и неграмотный ремонт мотора: скажем, установка поршней с разбалансом по массе. А в конечном итоге можно сказать, что вибрацию мотора чаще всего порождает неравномерная работа его цилиндров – причин для этого существует довольно много. Основные из них – низкая компрессия, несовершенная топливоподача, проблемы с зажиганием, а также с воздухоснабжением. Если при эксплуатации машины водитель почувствовал, что мотор начинает трясти сильнее, чем обычно, он должен разобраться с причиной как можно скорее, пока мотор, что называется, не слетел с катушек. Любая появившаяся дрожь не просто снижает комфорт эксплуатации транспортного средства, но и вредит двигателю. И только благодаря своевременной фиксации этого неприятного явления, определения его причины и оперативного устранения последствий возможно продление моторесурса и безопасная езда на автомобиле.

    Редакция рекомендует:






    Хочу получать самые интересные статьи

    Чем мотор отличается от двигателя


    чем отличается двигатель от мотора — чем двигатель отличается от мотора? — 22 ответа

    

    В разделе Техника на вопрос чем двигатель отличается от мотора? заданный автором 1 лучший ответ это По сути-ничем, но в силу сложившихся условностей, ракетный,реактивный — только двигатель ; паровая -толко турбина или машина; вечный — только двигатель; гидро — только мотор…

    Ответ от Поросль[гуру]Мотор железный, а двигатель может быть даже из бумаги..Ответ от шеврон[гуру]двигатель — более широкое понятие, чем мотор. любой мотор — это двигатель, но не любой двигатель является мотором.Ответ от Мосол[гуру]Двигатель преобразует один вид движения в другой, нужный — зачастую в поступательное (включает в себя мотор, редуктора, колеса и т. п.) , а мотор — преобразует любой вид энергии в механическую.Ответ от Dee[гуру]В принципе, ничем.Но, возможно, двигатель служит для передвижения чего-либо, подобно двигателю в автомобиле. Мотор же приводит в действие какой-нибудь механизм внутри-чего либо, например свеклоподъёмник в том же автомобиле.Ответ от Kommandos GDI[активный]двигатель от электроэнергии а мотор на топливе!?Ответ от ***[гуру]мотор — стационарен (не перемещается относительно земли) , двигатель — мобилен (сам в процессе работы перемещается И работу совершает)Двигатель на ВикипедииПосмотрите статью на википедии про Двигатель

    чем отличается мотор от двигателя

    

    В разделе Сервис, Обслуживание, Тюнинг на вопрос Кто ЗНАЕТ чем отличается МОТОР от ДВИГАТЕЛЯ?

    Всегда считал, что это одно и то же, но говорят, что нет. заданный автором Просадка лучший ответ это МОТОР — слово латинское и что означает в переводе на русский язык ДВИГАТЕЛЬ… ДВИГАТЬ! Так что никакой разницы между двумя этими словами нет кроме той что одно слово латинское, а другое русское! И не спорьте там в комментах…. бред какой то пишите!

    Ответ от Маргарита Пучнина (Буслаева)[гуру]я так понимаю что двигатель это когда в результате его работы что то приходит в движение а мотор когда просто что то работает например мотор для накачивания воды а двигатель в автомобиле что то крутит.Ответ от Мария Потанина[гуру]Допустим, у стиральной машины не может быть двигателя, у неё — мотор, потому что лна не может стиральную машину привести в движение, т. е. заставить двигаться. Двигатель, наверное у автомобилей. тракторов и т. д. А вообще-то я в этом деле профан, а туда же, берусь что-то объяснять.Двигатель на ВикипедииПосмотрите статью на википедии про Двигатель

    Мотор И Двигатель В Чем Разница

    Каждый из нас стремится к экономии, поэтому, одним из критериев выбора личного транспорта, который, как мы знаем, давно перестал быть роскошью, является его двигатель. Тысячи людей каждый день решают важную дилемму, какой двигатель выбрать: бензиновый или дизельный. Те, кому посчастливилось попробовать и один, и другой, уверенно скажут, что и в уходе, и в работе двигателя есть существенная разница, которую нам и предстоит рассмотреть.

    Содержание статьи

    Принцип работы дизельного и бензинового двигателя

    Принцип работы дизельного двигателя заключается в следующем: двигатель внутреннего сгорания работает как поршень и при сжатии происходит воспламенение топлива. В цилиндр топливо подаётся отдельно от воздуха.

    Принцип работы бензинового двигателя таков: с помощью свечей подаваемая воздушно-бензиновая смесь воспламеняется в определённый момент, приводя в действие двигатель.

    Характеристики работы двигателей

    В процессе работы дизельный двигатель издаёт громкий звук, который отталкивает многих автовладельцев. Но на сегодняшний момент большинство машин на дизеле укомплектованы таким образом, что звука практически не слышно. Второй неприятный момент – выхлопы характерного чёрного цвета и неприятного запаха.  На сегодняшний день и эта проблема успешно решается современными автопроизводителями. По мнению многих экспертов, современные дизельные двигатели стали более экологичными, нежели бензиновые. Ну, а «старички» по-прежнему продолжают портить экологическую картину. Ещё один момент, на который нужно обратить внимание #8211 нежелание дизельного двигателя работать при температурах ниже 20 градусов. Поэтому многие запасаются зимним топливом, или добавляют присадку-антигель, который не позволяет топливу сворачиваться. Но при всех недостатках, дизельное топливо – более бюджетный вариант, нежели бензиновое, так как уровень КПД может достигать 50%, то есть идёт существенная экономия топлива.

    Бензиновые двигатели, особенно в современных машинах, работают бесшумно, позволяя владельцу и пассажирам наслаждаться дорогой.  Кроме того, бензин до недавнего времени, хоть и не являлся другом окружающей среды, но приносил меньше неприятностей, чем двигатель дизельный. Хотя и запах, и выхлопы присутствуют, но в меньшей степени, чем у стареньких дизельных авто. Кроме того, он устойчив к падению температур.

    Обслуживание и ремонт дизельного и бензинового двигателей

    Дизельный двигатель более долговечен, конструкция блока цилиндров более прочная. Но проблема заключается в его капризности в плане топлива. Зачастую, российский дизель может существенно подпортить работу двигателя. Именно из-за проблем с качественным топливом в автомобиле на дизеле часто приходится заменять масла и фильтры. В ремонте тоже могут быть загвоздки, так как устройство дизельного двигателя несколько сложнее, чем бензинового.

    Бензиновый автомобиль менее привередлив к качеству бензина. Запчасти для ремонта бензинового двигателя более доступны, а сам двигатель имеет более высокую мощность и обороты.

    В чем отличие двухтактного мотора от четырехтактного?

    Ход поршня между двумя мертвыми точками называется тактом, который равняется повороту коленчатого вала на 180 градусов. Соответственно, различают двухтактные моторы (рабочий цикл происходит за один такт) и четырехтактные (цикл за два такта). Различия между двумя типами моторов довольно серьезные, и, как следствие, это напрямую влияет на их применение в различных механизмах.

    Содержание статьи

    Двухтактные моторы

    В двухтактном двигателе одного оборота коленчатого вала хватает для завершения рабочего цикла. Этот оборот в свою очередь осуществляется в два этапа (такта) – сжатие и расширение, отсюда мотор и получил свое название. Двухтактные двигатели отличает отсутствие клапанов, роль которых выполняет поршень. Вообще значение поршня в таких моторах очень велико: перемещаясь, он открывает и закрывает продувочные окна (как впускные, так и выпускные). Если внешне сравнивать двухтактный и четырехтактный двигатель, то конструкция первого варианта гораздо проще. В этом можно убедиться, почитав ниже определение четырехтактного мотора.

    Четырехтактные моторы

    Рабочий цикл четырехтактного мотора имеет четыре этапа (такта). Помимо сжатия и расширения (второй и третий этап соответственно) добавляются впуск (первый такт) и выпуск (четвертый такт). На первом этапе поршень осуществляет движение из одной мертвой точки в другую – из нижней в верхнюю. Впускной клапан открывается, и в цилиндр мотора попадает необходимое количество свежей топливно-воздушной смеси. На финальном этапе (выпуск) поршень достигает верхней мертвой точки, и выпускной клапан закрывается. После чего рабочий цикл четырехтактного мотора начинается заново.

    Четырехтактный двигатель

    Сравнение двухтактных и четырехтактных моторов

    Попробуем понять, в чем разница между двухтактным и четырехтактным моторами.

    Различие в количестве тактов – очень важное, но далеко не единственное отличие между двухтактными и четырехтактными моторами. Существует еще целый ряд отличий, которые исходят из преимуществ и недостатков того или другого двигателя.

    • Двухтактные двигатели весят на порядок меньше, даже при условии, что количество лошадиных сил одинаково. Яркий пример: при пятнадцати лошадиных силах двухтактный двигатель будет весить 36 килограмм, а четырехтактный – почти на десять килограмм больше.
    • Конструкция четырехтактных двигателей заметно сложнее, и процесс производства дольше. Все эти факторы оказывают прямое влияние на цену – четырехтактные моторы стоят дороже.
    • Перевозка и эксплуатация двухтактного двигателя заметно проще. Его можно перевозить практически в любом положении, а чтобы использовать, достаточно достать, установить и завести.
    • Расход топлива двухтактного двигателя примерно в полтора раза больше (при одинаковых лошадиных силах).
    • Четырехтактные моторы, если завести их на полную мощность, работают чуть тише, нежели двухтактный вариант. Разница в шуме незначительна, однако она существует, и здесь преимущество у четырехтактных двигателей.
    • Еще одно преимущество четырехтактников – меньшая вибрация и дым. Причем второе отличие крайне важно именно для двигателей, потому большинство людей выбирает мотор, при работе которого образуется меньше дыма (не так вредно для здоровья человека и меньшее загрязнение для окружающей среды).
    к содержанию ↑
    Отличие четырехтактного двигателя от двухтактного
    1. Двухтактные двигатели весят меньше.
    2. Четырехтактные двигатели имеют более сложную конструкцию и стоят дороже.
    3. Разная сложность в перевозке и эксплуатации.
    4. Разный расход топлива при одинаковом количестве лошадиных сил.
    5. Четырехтактные моторы издают меньший шум при работе.
    6. Двухтактные двигатели при работе выделяют больше дыма.

    Шести цилиндровый бензиновый двигатель фирмы BMW обозначался как M52. Головка блока цилиндров и блок цилиндров изготавливались из алюминиевого сплава. По сравнению с обычно используемым серым чугуном алюминий обладает лучшей теплопроводностью и меньшим весом. Благодаря этому расход топлива становится меньше, а охлаждение — лучше. Четырех клапанная головка цилиндров имела регулируемый впускной распределительный вал. Такая головка блока цилиндров носит фирменное название VANOS (регулирование положения распределительного вала).

    В сентябре 1998 года появился новый двигатель, точнее, был модернизирован старый: M52TU (Technical Update). Используется двойное регулирование DOUBLE VANOS. Оба распределительных вала посредством исполнительного устройства проворачиваются относительно соответствующего цепного колеса в зависимости от нагрузки и частоты вращения двигателя, что помогает достичь оптимальных фаз газораспределения.

    DOUBLE VANOS остался и на двигателе M54, который начали устанавливать на модель BMW e39 начиная с сентября 2000 года.

    Еще одно важное отличие — в покрытии цилиндров. M52 — никасил, M60 — алюсил, M52TU и M54: начали вставлять чугунные гильзы.

    В отличие от M52TU, в двигателе M54 другой впускной коллектор, электронная дроссельная заслонка, электронная педаль газа, другие мозги.

    Отличия двухтактного двигателя от четырехтактного

    Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — представляет собой ряд процессов, в результате которых производится порция усилия (мощности), воздействующего на коленчатый вал двигателя. Рабочий цикл состоит из:

    • заполнения цилиндра топливной смесью
    • ее сжатия
    • воспламенения смеси
    • расширения газов и очистки от них цилиндра.

    Такт в ДВС — это движение поршня в одном направлении (вверх или вниз). За один оборот коленчатого вала совершается два такта. Тот из них, при котором происходит расширение сгоревших газов и совершается полезная работа, называется рабочим ходом поршня.

    Двухтактный бензиновый двигатель для авиамоделей. Слева прикреплен карбюратор, справа — глушитель.

    Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 2 такта (один оборот коленчатого вала), называются двухтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 4 такта (два оборота коленвала), называются четырехтактным. Двух- и четырехтактные двигатели могут быть как бензиновыми (карбюраторными), так и дизельными. Каковы основные эксплуатационные и конструктивные особенности бензиновых двухтактных и четырехтактных двигателей? Чем отличается двухтактный от четырехтактного? Чтобы лучше понять это, необходимо ознакомиться с принципом их работы.

    Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя

    Рабочий цикл 4-х тактного двигателя состоит из четырех тактов: впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

    Принцип работы четырехтактного двигателя

    При впуске поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю (НМТ). При этом с помощью кулачков распределительного вала открывается впускной клапан, через который в цилиндр засасывается топливная смесь.

    При обратном ходе поршня (из НМТ в ВМТ) происходит сжатие топливной смеси, сопровождающееся ростом ее температуры.

    Перед самым концом сжатия между электродами свечи загорается искра, поджигающая топливную смесь, которая, сгорая, образует горючие газы, толкающие поршень вниз. Происходит рабочий ход, при котором совершается полезная работа.

    После перехода поршня НМТ открывается выпускной клапан, позволяя двигающемуся вверх поршню вытолкнуть отработавшие газы из цилиндра. Происходит выпуск. В верхней мертвой точке выпускной клапан закрывается, и цикл повторяется снова.

    Работа четырехтактного двигателя

    Устройство четырехтактного бензинового двигателя (Honda): 1 — топливные фильтры, 2 — коленчатый вал, 3 — воздушный фильтр, 4 — часть системы зажигания, 5 — цилиндр, 6 — клапан, 7 — подшипник коленчатого вала.

    Я на 1,4, Вы на 1,6 скорость обеих ТС 100 км/ч, едем паралельно. У обеих двигателей одинаковые обороты? Зависит износ от общего количества совершенных оборотов двигателя за период эксплуатации?

    Износ поршня, колец и зеркала цилиндра зависит от условий смазки, а она зависит от средней скорости поршня. Причём есть оптимальная скорость поршня, на которой износ минимален (как уже писал про испытания За рулём ), а при превышении или принижении (!) этой скорости износ возрастает. Скорость 100 км/ч соответствует оборотам где-то в 3300, т.е. близка к верхней границе оптимальных оборотов. Соответственно, у двигателя 1,4 средняя скорость меньше (т.к. меньше радиус кривошипа), она ближе к оптимальным оборотам и износ меньше. А вот на малой скорости (меньше примерно 2000) у 1,6 износ меньше. Это — если рассматривать износ от скорости поршня. ( НО! Т.к. мощность у обеих двигателей при одинаковой скорости РАВНАЯ, то давление на поршень у 1,4 больше, чем у 1,6. Соответственно, и давление поршня на стенку цилиндра сильнее, однако это давление компенсируется за счёт меньшего угла отклонения шатуна. Т.е. большее давление компенсируется меньшим углом. Всё эти (в скобках) рассуждения подходят именно для максимально унифицированных двух двигателей Соляриса, у совсем разных двигателей будут другие соотношения)

    То же относится и к коленвалам: на больших оборотах меньше изнашиваются к/валы с тонкими шейками, на малых оборотах меньше изнашиваются к/валы с толстыми шейками. Если у 1,4 и у 1,6 шейки одинаковые, то на всех режимах (условно до мощности 107 л.с.) износ у 1,6 меньше — т.к. у 1,6 больше радиус кривошипа.

    Если в общем и целом, то:

    — поршневая двигателя 1,6 на оптимальных оборотах (условно 2500, т.е где-то посредине между 2000 и 3000) изнашивается меньше, чем 1,4 — он меньше загружен по мощности, а условия смазки идеальные

    — чем ближе обороты к максимальным, т.е. чем хуже становятся условия смазки, тем резче растёт износ у 1,6.

    Если ещё проще: длинноходные двигатели (1,6) на высоких оборотах изнашиваются больше, чем короткоходные (1,4).

    Вот такая петрушка. Но если Вы спрашиваете о чём-то немного другом (износ от общего количества совершенных оборотов двигателя за период эксплуатации ), то здесь надо рассматривать немного в другом аспекте. В реальной эксплуатации износ больше зависит от характера водителя. У лихого водителя 1,4 износится гораздо быстрее, чем 1,6, т.к. он сильно нагружает более слабый мотор при разгонах. Более того, из-за меньшей мощности он гораздо больше ездит на 4-й передаче, т.е. на значительно больших оборотах. Это увеличивает износ, и не только поршневой, но и ГВМ, что в целом ЕЩЁ больше увеличивает износ и потерю мощности. У спокойного же водителя (в городе до 70, за городом — до 120) ресурс будет сопоставимый.

    Конечно, это всего лишь моё личное мнение на основе теории и практики. Если кто-то думает по другому, сразу говорю — спорить-пререкаться не буду.

    Последний раз редактировалось Сергей Яковлев 21.11. в 23:38 .

    Источники: http://thedifference.ru/otlichie-dizelnogo-dvigatelya-ot-benzinovogo/, http://thedifference.ru/v-chem-otlichie-dvuxtaktnogo-motora-ot-chetyrextaktnogo/, http://vk.com/topic-37321075_26461711, http://tool-land.ru/rabota-chetyrekhtaktnogo-dvigatelya-i-dvukhtaktnogo.php, http://solaris-club.net/forum/showthread.php?p=829776

    Комментариев пока нет!

    Двухтактный двигатель- Принцип работы и отличия от четырехтактного двигателя

    Сегодня невозможно представить современную жизнь без двигателя внутреннего сгорания. Передвижение на собственном авто, поездки на общественном транспорте, покупка товаров, полет на самолете и другие действия. Эти процессы, так или иначе, связаны с двигателем.

    Несмотря на количество всевозможных конструкций, и разновидностей силовых установок, поршневые моторы, на сегодня, распространены больше остальных. Количество тактов для выполнения рабочего цикла, делит агрегат на двухтактный и четырёхтактный двигатель. Эти типы моторов составляют большинство, среди разнообразия выпускаемой техники.

    Разница между моторами возникает с точки зрения применения. Для установки на автомобильную технику, чаще используют четырехтактный агрегат, двухтактный двигатель применяют в том случае, если габариты и вес играют решающую роль.

    Мотоцикл Suzuki RM125 с одноцилиндровым двухтактным двигателем

    Создание двухтактного двигателя

    Много предположений о том, кто первым создал двигатель внутреннего сгорания. Доподлинно известно, что первый двухтактный двигатель, работающий на газу, изобретен и сконструирован бельгийцем Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром, произошло это событие в 1858 году.

    Двигатель Ленуара (выставлен в музее)

    На тот момент уже создана паровая машина, и изобретение бельгийца превосходило её по характеристикам. Мотор намного легче, проще, потреблял меньше топлива. Несмотря на преимущества, силовая установка имела много недоработок и уступала в надёжности. После того как Николас Отто, презентовал четырёхтактный двигатель, который на тот момент продуман детальней, о моторе работающем по принципу двух тактов, забыли, и длительный период времени нигде не использовали.

    Во время Великой Отечественной войны силовая установка устанавливалась на самолёты. В нашем регионе моторы известны благодаря использованию на мотто технике. Трёхцилиндровые агрегаты, выполняющие два такта, используются на мотоциклах компаний Suzuki и Kawasaki. Сегодня двигатели эксплуатируются в авиации, здесь лидер австрийская фирма Rotax, выпускающая моторы для использования на небольших самолетах.

    Двухтактный двухцилиндровый двигатель Rotax 582 UL

    После ужесточения требований к экологическим нормам и выбросам двухтактный двигатель перестал применяться для установки на классический автомобильный транспорт. Однако, на лёгкой технике, как: скутера, снегоходы, катера заменить маленький и лёгкий агрегат не просто. Здесь конкурентов у двухтактной установки попросту нет.

    Особенности двухтактного двигателя

    Силовой агрегат, использующий два такта, хорош, поскольку прост и надёжен. Отличие двухтактного и четырехтактного двигателя заключается в выполнении рабочего цикла. Этот цикл заключается в двух тактах: сжатие и расширение, тогда как в четырёхтактном моторе присутствует такт впуска нового топлива и такт выпуска отработанного топлива. Интересен тот факт, что два эти такты присутствуют и у двухтактной силовой установки, иначе агрегат не смог бы работать, однако они объединены с процессами сжатия и расширения.

    Читайте также…  Детонация двигателя- Причины и последствия

    Выполняемый цикл наглядно демонстрирует, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного мотора. Процесс двухтактного мотора проходит за оборот вала. Такая особенность добивается увеличения мощности установки в сравнении с оппонентом, в полтора раза. Несмотря на увеличение мощности, показатель отдачи занижен, а это отрицательный момент.

    Кроме того, особенность приводит к выделению объёма тепла в процессе работы, что сильно перегревает мотор. Двухтактные силовые агрегаты нуждаются в интенсивном охлаждении. Положительный момент, работая, поршень совершает в два раза меньше движений, чем поршень четырехтактного механизма, это сокращает износ деталей и элементов.

    Особенность агрегата, не присутствует механизм смазки. Масло подаётся непосредственно с горючим. С этой целью в бензобак добавляют смесь бензина и масла, соотношение один к пятидесяти, либо смешивают смазку с горючим в трубопроводе при впуске. Масло сгорает с бензином и выводится с продуктами отработки.

    Отличительный момент и само горение. У четырёхтактного агрегата на это отводится один такт. В двухтактных установках сгорание происходит за доли секунды, поэтому для достижения эффекта механизм нуждается в настройках.

    Двухтактные моторы нашли себя еще в одной отрасли, судостроение. Так же цилиндровые силовые установки применяют на скутерах, выпускаемых в больших количествах.

    Принцип работы двухтактного двигателя

    Что бы понять, почему четырёхтактные моторы вытеснили младших братьев на автомобильной технике, разберемся, как работает двухтактный двигатель.

    Последовательность действий рабочего цикла силовой установки:

    • Процесс сопровождается перемещением поршня снизу вверх. Движение провоцирует поступление горючего через отверстия продувки в агрегат, впоследствии, юбка поршня перегораживает эти отверстия. Дальнейшее движение сопровождается закрытием каналов выпуска, в которые выталкивались отходы горения. Между поршнем и верхней частью цилиндра, образуется пространство сгорания, в котором создаётся избыточное давление. Одновременно, в пространстве под поршнем, возникает разряжение, и пространство используется для перетекания обновлённой дозы горючего. Достигнув верхней точки, заряд загорается.

    Схема двухтактного двигателя

    • Воспламенившись, порция создаёт избыточное давление, которое жмёт на дно поршня и заставляет перемещаться. Процесс сопровождается поочерёдным открытием окон, сначала на выпуск, потом на продувку. Спуск создаёт избыточное давление под поршневой камеры, под его воздействием горючее снова поступает в цилиндр, выдавливая оставшуюся отработку и наполняя пространство для повторения предыдущего такта.

    Принцип работы двухтактного двигателя позволяет обходиться без системы газораспределения, делая легче и надёжней конструкцию агрегата. Обратная сторона, качество процесса газообмена. Двухтактный режим невозможен без продувки, процесс которой сопровождается выходом не сгоревшего топлива вместе с отработанными газами наружу. Это ведет к перерасходу горючего и повышенной токсичности выхлопа агрегата.

    Стоит заметить, что выше описанная схема характерна для карбюраторных моторов. В случае с дизелем или инжектором, в цилиндр через отверстия продувки подаётся чистый воздух. Горючая смесь поступает посредством впрыска, эту работу выполняют форсунки.

    Способы продувки цилиндров

    Очевидно, что процесс продувки, механизм, квалифицирующийся, как сложный. Правильно выполненная продувка напрямую влияет на показатели мощности и коэффициента полезного действия. Для улучшения характеристик, конструкторы постоянно стараются усовершенствовать и довести процесс до идеала.

    Как можно продуть цилиндр:

    • «Контурная» продувка.Вид продувки прост и поэтому распространён. Недостаток то, что применение связано с перерасходом топлива. Разновидности контурной продувки: возвратно-петлевая, дефлекторная, высотная.

    • «П-образная» продувка.Принцип «П-образной» заключается в применении только на моторах с двумя цилиндрами. При проведении, один цилиндр участвует в процессе впуска газов, второй выпускает отработку. Эффект продувки ощущается в топливной экономичности, процесс сопровождается неравномерным нагревом пары, отвечающей за выпуск.

    • «Клапанно-щелевая» продувка.Отличается тем, что требует наличия газораспределительного механизма для управления клапанами. Клапан используется, как для предоставления горючего, так и для вывода отработанных паров. Продувка предусматривает отвод отработки посредством клапана в головке цилиндров и поступление горючего через отверстия. Преимущество, что продувка повышает топливную экономичность и минимизирует показатель токсичности выпускаемых паров. Недостаток, сложность конструкции и нарушения режимов, связанных с повышением температуры работы агрегата.
    • «Прямоточная» продувка.Используется в силовых установках с количеством поршней равным двум. При этом расположение цилиндра находится в горизонтальном положении. Поршни двигаются, друг навстречу другу. В движении каждый поршень освобождает и перекрывает клапан: один поршень впускает порцию горючего, второй удаляет порцию отработки из цилиндра. Камера сгорания образуется в момент сближения поршней друг с другом. Эффект этого варианта продувки максимален: удаляет сгоревшие газы и экономит горючее. Минус, требуется сложный механизм кривошипов и шатунов, показатели температуры двигателя требуют применения охладителей и устойчивых материалов для изготовления деталей.

    Двухтактный двигатель 5 ТДФ с прямоточной продувкой

    Отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного

    Авто владельцы задаются вопросом: что лучше двухтактный или четырехтактный двигатель. Однозначного ответа нет, у каждого механизма положительные и отрицательные стороны, зависящие от предъявляемых к мотору требований.

    Казалось бы, мощность мотора выполняющего два такта, в сравнении с равнозначным мотором, выполняющим четыре такта, больше, а значит он лучше. Однако, реальность сложней. На практике, возникают дополнительные утраты: частичное попадание и смешивание газовой отработки со свежим горючим, выброс части топлива при продувке. Результат, при выполнении одинакового цикла, агрегат, выполняющий два такта, по показателю экономичности уступает агрегату с четырьмя тактами.

    Различен способ смазки силовых установок на четыре и два такта. Установка на два такта смазывается посредством смешивания масла для мотора и бензина. В четырёхтактном агрегате предусмотрен механизм смазки с использованием насоса, который расходует масла столько, сколько требует эксплуатация установки.

    Двухтактные моторы не имеют клапанов, роль детали играет поршень, он открывает и закрывает отверстия впуска и выпуска. Отсутствие механизмов газораспределения упрощает силовой агрегат, делая обслуживание простым. Мощность установки, выполняющей два такта, считается выше, так как её цикличность выше. Однако, не полностью используя поршневой ход, потери мощности при продувке и остатках отработанных газов снижают показатель мощности.

    Что бы было легче определить, какой двигатель лучше, двухтактный или четырёхтактный, представим краткое описание обоих силовых установок в виде таблицы:

    Четырёхтактная силовая установка Двухтактная силовая установка
    Рабочий процесс – оборотов коленчатого вала два. Рабочий процесс – оборотов коленчатого вала один.
    Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении второго оборота, как следствие, неравномерное распределение импульса и использование противовеса для устранения биений. Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении оборота, как следствие, равномерное распределение импульса, работа мотора сбалансирована лучше.
    Агрегат тяжёлый. Агрегат лёгкий.
    Сложная конструкция силовой установки, присутствует газораспределительный механизм. Простота конструкции, отсутствие клапанов.
    Агрегат дорогой. Стоимость ниже четырёхтактного.
    Сложные устройства и механизмы приводят к заниженному показателю механического коэффициента полезного действия. Механический коэффициент полезного действия выше, чем у агрегата с четырьмя тактами.
    Полное удаление паров отработки, следствие, повышенный показатель производительности. Остатки отработки смешиваются с новым горючим, из-за чего производительность мотора ниже.
    Рабочая температура ниже. Рабочая температура мотора выше из-за нарушения смесеобразования.
    Охлаждение жидкостное. Охлаждение воздушное.
    Расход топлива ниже. Показатель расхода топлива увеличен, обусловлено смесеобразованием и продувкой.
    Габариты силовой установки увеличены. Габариты силовой установки ниже.
    Требует применения сложных механизмов смазки. Механизм смазки прост.
    Работа агрегата менее шумная. Агрегат работает с большим шумом.
    Клапанный механизм газораспределения. Функцию механизма газораспределения выполняет поршень и каналы.
    Показатель использования тепла эффективен. Показатель использования тепла не эффективен.
    Расход масла занижен. Показатель расхода масла завышен, поскольку часть смазки выбрасывается с отработанными газами.

    Применять двигатель, выполняющий два такта при работе, целесообразно в моменты, когда речь не идёт об экономии топлива и смазки, а на первом месте стоят габариты и вес установки.

    В то же время, в конструкции двухтактного двигателя кроется потенциал, который никак не удается реализовать на практике. Расчетный показатель мощности и экономичности в этом агрегате высок, сложность реализовать возникает из-за тонкости настроек. Возможно, в скором будущем благодаря применению электронных датчиков и механизмов контроля и настроек, двухтактным агрегатам удастся занять лидирующие позиции на автомобильном рынке.

     

    «Питер — АТ»
    ИНН 780703320484
    ОГРНИП 313784720500453

    В чем разница между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока?

    Существует множество различий между двигателями переменного и постоянного тока. Наиболее очевидным отличием является тип тока, который каждый двигатель превращает в энергию: переменный ток в случае двигателей переменного тока и постоянный ток в случае двигателей постоянного тока. Двигатели переменного тока известны своей повышенной выходной мощностью и эффективностью, в то время как двигатели постоянного тока ценятся за контроль скорости и диапазон мощности. Двигатели переменного тока доступны в однофазной или трехфазной конфигурации, а двигатели постоянного тока всегда однофазные.

    Подробнее о двигателях переменного тока

    В двигателе переменного тока энергия поступает от магнитных полей, создаваемых катушками, намотанными на выходной вал. Двигатели переменного тока состоят из нескольких частей, включая статор и ротор. Двигатели переменного тока эффективны, долговечны, бесшумны и универсальны, что делает их жизнеспособным решением для многих нужд производства электроэнергии.

    Два типа двигателей переменного тока включают:

    • Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота питающего тока, что и дало название двигателю.Синхронные двигатели состоят из статора и ротора. Синхронные двигатели используются в самых разных областях.
    • Асинхронный: Асинхронные двигатели — это самые простые и надежные электродвигатели. Эти электродвигатели переменного тока состоят из двух электрических узлов: обмотки статора и узла ротора. Электрический ток, необходимый для вращения ротора, создается электромагнитной индукцией, создаваемой обмоткой статора. Асинхронные двигатели являются одними из наиболее часто используемых типов двигателей в мире.

    Двигатели переменного тока используются в ряде приложений, включая насосы для пищевых продуктов, водонагреватели, оборудование для газонов и сада и многое другое.

    Подробнее о двигателях постоянного тока

    Энергия, используемая двигателем постоянного тока, поступает от аккумуляторов или другого источника энергии, обеспечивающего постоянное напряжение. Двигатели постоянного тока состоят из нескольких частей, наиболее заметными из которых являются подшипники, валы и редуктор или шестерни. Двигатели постоянного тока обеспечивают лучшее изменение скорости и контроль, а также создают больший крутящий момент, чем двигатели переменного тока.

    Два типа двигателей постоянного тока включают:

    • Коллекторные: Коллекторные двигатели, один из старейших типов двигателей, представляют собой электродвигатели с внутренней коммутацией, работающие от постоянного тока. Коллекторные двигатели состоят из ротора, щеток, оси. Заряд и полярность щеток определяют направление и скорость двигателя.
    • Бесколлекторный: В последние годы бесколлекторные двигатели приобрели популярность во многих областях, в основном благодаря их эффективности.Бесщеточные двигатели сконструированы так же, как и щеточные, за исключением, конечно, щеток. Бесщеточные двигатели также включают в себя специальные схемы для управления скоростью и направлением. В бесщеточных двигателях вокруг ротора установлены магниты, что повышает эффективность.

    Двигатели постоянного тока используются в самых разных устройствах, включая электрические инвалидные коляски, ручные опрыскиватели и насосы, кофеварки, внедорожное оборудование и многое другое.

    Разница между трансформатором и асинхронным двигателем

    Асинхронный двигатель по своей сути является трансформатором – в чем разница?

    Асинхронный двигатель представляет собой трансформатор , в котором статор является первичной обмоткой, а ротор — вторичной обмоткой.Это очевидно, особенно когда ротор неподвижен. Ток ротора создает поток, который противодействует потоку статора и, следовательно, имеет тенденцию ослаблять его. Это приводит к тому, что в обмотке статора протекает больший ток, точно так же, как увеличение вторичного тока в трансформаторе вызывает соответствующее увеличение первичного тока. Очень часто анализ асинхронного двигателя проводится по той же схеме, что и трансформатор, с той модификацией, что короткозамкнутая вторичная обмотка рассматривает вращение.

    Обратите внимание, что принцип работы трансформатора и асинхронного двигателя одинаков i.е. Закон Фарадея об электромагнитной индукции или взаимной индукции.

    Так в чем же разница между трансформатором и асинхронным двигателем, хотя принцип работы обоих машин одинаков?

    Разница между асинхронным двигателем и трансформатором
    1. Трансформатор представляет собой статическое устройство , тогда как двигатель представляет собой динамическую машину , состоящую из движущихся частей.
    2. Трансформатор передает электрическую мощность из одной цепи в другую без изменения частоты питания, т.е.е. он только повышает или понижает уровень напряжения и тока, тогда как асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию в механическую .
    3. В трансформаторе частота ЭДС индукции и тока во вторичной обмотке такая же, как частота сети, т. е. первичная и вторичная частоты постоянны, в то время как в асинхронном двигателе частота тока и ЭДС на статоре остаются такими же, тогда как частота ротора является переменной , которая зависит от скольжения, а скольжение дополнительно зависит от нагрузки двигателя.Частота ЭДС индукции на роторе равна произведению скольжения на частоту статора.
    4. В трансформаторе как входная, так и выходная энергия (первичная и вторичная) представлены в виде электрической энергии , тогда как в двигателе энергия питания ротора представлена ​​в электрической форме, а энергия статора преобразуется в механическую форму энергии .
    5. Трансформатор представляет собой машину с переменным потоком , а асинхронный двигатель представляет собой машину с вращающимся потоком .
    6. В трансформаторе в качестве среды для прохождения потока от первичной обмотки к вторичной используется сердечник из ферромагнитного железа , тогда как в асинхронном двигателе воздушный зазор используется между ротором и статором .
    7. Трансформатор может работать при любом коэффициенте мощности зависит от нагрузки, в то время как асинхронный двигатель работает с отстающим коэффициентом мощности , потому что он потребляет отстающий ток для намагничивания ротора при пуске и работе из-за воздушного зазора.
    8. КПД трансформатора всегда выше , чем КПД асинхронного двигателя, потому что в трансформаторе нет движущихся частей, тогда как в асинхронном двигателе возникают механические потери, поскольку он не является статической машиной, такой как трансформатор.

    Похожие сообщения:

    В чем разница между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока?

    Существует два типа электродвигателей: двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока. Основное различие между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока заключается в том, что двигатель переменного тока питается от переменного тока, а двигатель постоянного тока питается от постоянного тока. Чтобы подробно узнать о двигателях переменного и постоянного тока, ниже приведена сравнительная таблица о разнице между двигателями переменного и постоянного тока.

    Разница между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока в табличной форме

    Электродвигатели постоянного тока Двигатели постоянного тока В двигателе постоянного тока Двигатели постоянного тока Двигатели постоянного тока

            Двигатели переменного тока

      Двигатели постоянного тока

    Электродвигатели переменного тока питаются от переменного тока. питаются от постоянного тока.
    В двигателях переменного тока преобразование тока не требуется. В двигателях постоянного тока требуется преобразование тока подобно переменному току в постоянный.
    Двигатели переменного тока используются там, где требуются характеристики мощности в течение продолжительных периодов времени. используются там, где требуется внешнее управление скоростью двигателя.
    Двигатели переменного тока могут быть однофазными или трехфазными. Все двигатели постоянного тока однофазные.
    В двигателях переменного тока якоря не вращаются, в то время как магнитное поле постоянно вращается. В двигателях постоянного тока якорь вращается, а магнитное поле вращается.
    Ремонт двигателей постоянного тока является дорогостоящим. Ремонт двигателей переменного тока не требует больших затрат.
    Двигатель переменного тока не использует щетки. используются щетки.
    Двигатели переменного тока имеют более длительный срок службы. не имеют более длительного срока службы.
    Скорость двигателей переменного тока просто регулируется изменением частоты тока. Скорость двигателей постоянного тока регулируется изменением тока обмотки якоря.
    Для двигателей переменного тока требуется эффективное пусковое оборудование, такое как конденсатор. не требуют внешней помощи для запуска.

    Сейчас!
    Мы узнаем больше о двигателе переменного тока и двигателе постоянного тока в деталях.

    Что такое двигатель переменного тока?

    Статор двигателя переменного тока имеет катушки, на которые подается переменный ток и создается вращающееся магнитное поле. Ротор двигателя переменного тока вращается внутри катушек электродвигателя и прикреплен к выходному валу, который создает крутящий момент за счет вращающегося магнитного поля.

    Как работает двигатель переменного тока?

    Существует два типа двигателей переменного тока. Синхронные двигатели и асинхронные двигатели.
    Синхронный двигатель состоит из ротора, который питается от источника постоянного тока. Статор имеет трехфазную обмотку, от которой может подаваться питание. Теперь, когда эти два источника питания подаются, то есть при определенных напряжениях, потребляется ток, и катушка внутри создает магнитные поля. Когда вращающееся поле переменного тока (хотя статор не вращается, трехфазное поле дает эффект вращения) и поле постоянного тока взаимодействуют, создается крутящий момент, который приводит к вращению.
    Асинхронный или асинхронный двигатель отличается только одной деталью. У него нет отдельного поля постоянного тока. Вместо этого ротор вращается под действием индуктивности или передачи потока. Ротор будет пытаться следовать за трехфазным потоком в статоре и, следовательно, за ротором. Этот двигатель используется в вентиляторах.

    Какие существуют типы двигателей переменного тока?

    Существует два основных типа двигателей переменного тока, и в каждом из них используется свой тип ротора.

    1. Синхронные двигатели
    2. Асинхронные двигатели или асинхронные двигатели

    Синхронный двигатель может работать с точной частотой питания, поскольку он не реагирует на индукцию.Магнитное поле синхронного двигателя создается током, проходящим через контактные кольца. Синхронные двигатели работают быстрее, чем асинхронные, потому что скорость уменьшается за счет скольжения асинхронного двигателя. Асинхронный двигатель использует магнитное поле на роторе асинхронного двигателя, которое создается индуцированным током.

    Типы синхронных двигателей

    • Плоские синхронные двигатели
    • Суперсинхронные двигатели

    Типы асинхронных двигателей

    Сколько типов двигателей постоянного тока?

    Существует два типа двигателей постоянного тока.

    • Коллекторные двигатели постоянного тока
    • Бесщеточные двигатели постоянного тока

    Типы коллекторных двигателей постоянного тока

    • Шунтирующая рана
    • Составная рана
    • Постоянный магнит
    • Серия
    • Рана

    Заключение:

    В двигателях переменного тока и двигателях постоянного тока

    используется один и тот же принцип использования обмотки якоря и магнитного поля, за исключением двигателей постоянного тока. В двигателях переменного тока якорь не вращается, а магнитное поле постоянно вращается.

    В некоторых приложениях двигатели постоянного тока заменяются путем объединения двигателя переменного тока с электронным регулятором скорости. Двигатели постоянного тока заменяются двигателем переменного тока и электронным регулятором скорости, поскольку это более экономичное и менее дорогое решение.

    В двигателях постоянного тока

    много движущихся частей, замена которых обходится дорого, а ремонт электродвигателя постоянного тока обычно обходится дороже, чем использование нового двигателя переменного тока с электронным контроллером.

    Что касается технического обслуживания, двигатели переменного тока используются в основном из-за легкой доступности источника переменного тока. Двигатель постоянного тока имеет постоянную проблему обслуживания.

    Похожие темы

    ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ – Прикладное промышленное электричество

    После введения компанией Edison в США системы распределения электроэнергии постоянного тока начался постепенный переход к более экономичной системе переменного тока. Освещение работало как на переменном токе, так и на постоянном. Передача электроэнергии на большие расстояния с меньшими потерями на переменном токе. Однако у двигателей была проблема с переменным током.Первоначально двигатели переменного тока были сконструированы как двигатели постоянного тока, но возникали многочисленные проблемы из-за изменяющихся магнитных полей.

    Рисунок 5.1    Схема семейства электродвигателей переменного тока

       

    Чарльз П. Стейнмец внес свой вклад в решение этих проблем, исследуя гистерезисные потери в железной арматуре. Никола Тесла представил себе совершенно новый тип двигателя, когда представил себе вращающуюся турбину, вращаемую не водой или паром, а вращающимся магнитным полем. Его новый тип двигателя, асинхронный двигатель переменного тока, по сей день является рабочей лошадкой в ​​отрасли.Его прочность и простота обеспечивают долгий срок службы, высокую надежность и низкие эксплуатационные расходы. Тем не менее, небольшие коллекторные двигатели переменного тока, подобные двигателям постоянного тока, сохраняются в небольших бытовых приборах вместе с небольшими асинхронными двигателями Тесла. Мощность выше одной лошадиной силы (750 Вт) безраздельно властвует двигатель Tesla.

    Современные твердотельные электронные схемы управляют бесщеточными двигателями постоянного тока с помощью сигналов переменного тока, генерируемых источником постоянного тока. Бесщеточный двигатель постоянного тока, фактически двигатель переменного тока, заменяет обычный щеточный двигатель постоянного тока во многих приложениях.Шаговый двигатель , цифровая версия двигателя, приводится в действие прямоугольными волнами переменного тока, опять же, генерируемыми твердотельной схемой. На рисунке выше показано генеалогическое древо двигателей переменного тока, описанных в этой главе.

    Круизные лайнеры и другие крупные суда заменяют карданные валы с редуктором большими генераторами и двигателями мощностью в несколько мегаватт. Так было с дизель-электрическими локомотивами меньшего масштаба в течение многих лет.

     

    Рисунок 5.2 Диаграмма уровня системы двигателя

     

    На системном уровне (рисунок выше) двигатель потребляет электрическую энергию в виде разности потенциалов и протекающего тока, преобразуя ее в механическую работу. К сожалению, электродвигатели не на 100% эффективны. Часть электрической энергии теряется в виде тепла, другого вида энергии, из-за потерь I2R (также называемых потерями в меди) в обмотках двигателя. Тепло является нежелательным побочным продуктом этого преобразования. Он должен быть удален с двигателя и может отрицательно сказаться на долговечности.Таким образом, одной из целей является максимальное повышение КПД двигателя за счет снижения тепловых потерь. У двигателей переменного тока также есть некоторые потери, отсутствующие у двигателей постоянного тока: гистерезис и вихревые токи.

    Большинство двигателей переменного тока являются асинхронными. Асинхронные двигатели предпочтительнее из-за их прочности и простоты. Фактически, 90% промышленных двигателей являются асинхронными.

    Никола Тесла разработал основные принципы многофазного асинхронного двигателя в 1883 году и к 1888 году имел модель мощностью в поллошадиной силы (400 Вт). Тесла продал права на производство Джорджу Вестингаузу за 65 000 долларов.Наиболее крупными (> 1 л.с. или 1 кВт) промышленными двигателями являются многофазные асинхронные двигатели . Под многофазностью мы подразумеваем, что статор содержит несколько отдельных обмоток на полюс двигателя, приводимых в действие соответствующими сдвинутыми во времени синусоидами. На практике это две-три фазы. Большие промышленные двигатели трехфазные. Хотя для простоты мы включили многочисленные иллюстрации двухфазных двигателей, мы должны подчеркнуть, что почти все многофазные двигатели являются трехфазными. Под асинхронным двигателем мы подразумеваем, что обмотки статора индуцируют ток в проводниках ротора, подобно трансформатору, в отличие от щеточного коллекторного двигателя постоянного тока.

    Конструкция асинхронного двигателя переменного тока

    Асинхронный двигатель состоит из ротора, известного как якорь, и статора с обмотками, подключенными к многофазному источнику энергии, как показано на рисунке ниже. Простой двухфазный асинхронный двигатель, показанный ниже, аналогичен двигателю мощностью 1/2 лошадиной силы, который Никола Тесла представил в 1888 году.

    Рисунок 5.3 Многофазный асинхронный двигатель Тесла

    Статор на рисунке выше намотан парами катушек, соответствующих фазам доступной электрической энергии.Статор двухфазного асинхронного двигателя имеет 2 пары катушек, по одной паре для каждой из двух фаз переменного тока. Отдельные катушки пары соединены последовательно и соответствуют противоположным полюсам электромагнита. То есть одна катушка соответствует N-полюсу, другая — S-полюсу до тех пор, пока фаза переменного тока не изменит полярность. Другая пара катушек ориентирована в пространстве под углом 90° к первой паре. Эта пара катушек подключена к переменному току, сдвинутому во времени на 90° в случае двухфазного двигателя. Во времена Теслы источником двух фаз переменного тока был двухфазный генератор переменного тока.Статор на рисунке выше имеет выступающих , явно выступающих полюсов, которые использовались в раннем асинхронном двигателе Теслы. Эта конструкция по сей день используется для двигателей малой мощности (<50 Вт). Однако для более крупных двигателей меньшая пульсация крутящего момента и более высокий КПД получаются, если катушки встроены в пазы, вырезанные в листах статора (рисунок ниже).

     

    Рисунок 5.4 Рама статора с прорезями для обмоток

     

    Пластины статора представляют собой тонкие изолированные кольца с прорезями, выбитыми из листов электротехнической стали.Их стопка закреплена концевыми винтами, которые также могут удерживать концевые корпуса.

     

    Рисунок 5.5     Статор с (a) 2-φ и (b) 3-φ обмотками

       

    На рисунке выше обмотки двухфазного и трехфазного двигателей установлены в пазах статора. Катушки наматываются на внешнее приспособление, а затем вставляются в пазы. Изоляция, зажатая между периферией катушки и пазом, защищает от истирания. Реальные обмотки статора более сложны, чем отдельные обмотки на полюс на рисунке выше.Сравнивая двигатель 2-φ с двигателем Теслы 2-φ с явно выраженными полюсами, количество катушек такое же. В реальных больших двигателях полюсная обмотка разделена на одинаковые катушки, вставленные во множество меньших пазов, чем указано выше. Эта группа называется фазовым ремнем (см. рисунок ниже). Распределенные катушки фазового пояса подавляют некоторые нечетные гармоники, создавая более синусоидальное распределение магнитного поля поперек полюса. Это показано в разделе синхронного двигателя. Прорези на краю стержня могут иметь меньше витков, чем другие прорези.Краевые пазы могут содержать обмотки от двух фаз. То есть фазовые пояса перекрываются.

     

    Рисунок 5.6 Перекрытие фазовых поясов

     

    Ключом к популярности асинхронного двигателя переменного тока является его простота, о чем свидетельствует простой ротор (рисунок ниже). Ротор состоит из вала, многослойного стального ротора и встроенной медной или алюминиевой короткозамкнутой клетки , показанной на (b), снятой с ротора. По сравнению с якорем двигателя постоянного тока коллектор отсутствует. Это устраняет щетки, искрение, искрообразование, графитовую пыль, регулировку и замену щеток, а также повторную обработку коллектора.

     

    Рисунок 5.7 Многослойный ротор с (а) встроенной короткозамкнутой клеткой, (б) токопроводящей клеткой, снятой с ротора

     

    Проводники с короткозамкнутым ротором могут быть перекошены, перекручены по отношению к валу. Несоосность с пазами статора снижает пульсации крутящего момента. Сердечники ротора и статора состоят из пакета изолированных пластин. Пластины покрыты изолирующим оксидом или лаком для минимизации потерь на вихревые токи. Сплав, используемый в пластинах, выбран из-за низких гистерезисных потерь.

    Теория работы асинхронных двигателей

    Краткое объяснение работы заключается в том, что статор создает вращающееся магнитное поле, которое притягивает ротор. Теория работы асинхронных двигателей основана на вращающемся магнитном поле. Одним из способов создания вращающегося магнитного поля является вращение постоянного магнита. Если движущиеся магнитные линии потока разрезают проводящий диск, он будет следовать за движением магнита. Линии потока, пересекающие проводник, будут индуцировать напряжение и, как следствие, протекание тока в проводящем диске.Этот поток тока создает электромагнит, полярность которого противоположна движению постоянного магнита — Закон Ленца . Полярность электромагнита такова, что он притягивает постоянный магнит. Диск следует с немного меньшей скоростью, чем постоянный магнит.

    Рисунок 5.8 Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящем диске

    Вращающееся магнитное поле создает крутящий момент в проводящем диске

    Крутящий момент, развиваемый диском, пропорционален количеству линий потока, пересекающих диск, и скорости, с которой он режет диск.Если бы диск вращался с той же скоростью, что и постоянный магнит, не было бы ни потока, разрезающего диск, ни протекания индуцированного тока, ни поля электромагнита, ни крутящего момента. Таким образом, скорость диска всегда будет отставать от скорости вращения постоянного магнита, так что линии потока, пересекающие диск, индуцируют ток, создают электромагнитное поле в диске, которое следует за постоянным магнитом. Если к диску приложена нагрузка, замедляющая его, будет развиваться больший крутящий момент, поскольку больше линий потока пересекает диск. Крутящий момент пропорционален проскальзыванию , степени, в которой диск отстает от вращающегося магнита.Большее скольжение соответствует большему потоку, пересекающему проводящий диск, развивая больший крутящий момент. Аналоговый автомобильный вихретоковый спидометр основан на принципе, показанном выше. Когда диск удерживается пружиной, отклонение диска и иглы пропорционально скорости вращения магнита. Вращающееся магнитное поле создается двумя катушками, расположенными под прямым углом друг к другу, приводимыми в движение токами, сдвинутыми по фазе на 90°. Это не должно вызывать удивления, если вы знакомы с паттернами Лиссажу на осциллографе.

     

    Рисунок 5.9 Синусоидальные волны, не соответствующие фазе (90°), создают круговую диаграмму Лиссажу

     

    Сдвинутые по фазе (90°) синусоидальные волны создают круговую диаграмму Лиссажу На приведенном выше рисунке круговая кривая Лиссажу создается путем возбуждения горизонтальных и вертикальных входных сигналов осциллографа с синусоидальными волнами, сдвинутыми по фазе на 90°. Начиная с (а) с максимальным «X» и минимальным «Y» отклонением, трасса движется вверх и влево к (b). Между (a) и (b) две формы волны равны 0.707 Впик при 45°. Эта точка (0,707, 0,707) попадает на радиус окружности между (а) и (б). След движется к (б) с минимальным отклонением «X» и максимальным отклонением «Y». При максимальном отрицательном «X» и минимальном отклонении «Y» трасса перемещается в (c). Затем с минимальным «X» и максимальным отрицательным «Y» он перемещается в (d) и обратно в (a), завершая один цикл.

     

    Рисунок 5.10 Окружность синуса по оси X и косинуса по оси Y

     

    На рисунке показаны две синусоидальные волны со сдвигом по фазе на 90°, прикладываемые к отклоняющим пластинам осциллографа, которые находятся под прямым углом в пространстве.Комбинация синусоиды с фазой 90° и отклонения под прямым углом приводит к двумерному рисунку – кругу. Этот круг описывается электронным лучом, вращающимся против часовой стрелки.

    Полная скорость двигателя и скорость синхронного двигателя

    Скорость вращения вращающегося магнитного поля статора связана с количеством пар полюсов на фазу статора. На приведенном ниже рисунке «полная скорость» всего шесть полюсов или три пары полюсов и три фазы. Однако на каждую фазу приходится только одна пара полюсов.Магнитное поле будет вращаться один раз за цикл синусоидальной волны. В случае мощности 60 Гц поле вращается со скоростью 60 раз в секунду или 3600 оборотов в минуту (об/мин). При мощности 50 Гц он вращается со скоростью 50 оборотов в секунду или 3000 об/мин. 3600 и 3000 об/мин — это синхронная скорость двигателя. Хотя ротор асинхронного двигателя никогда не достигает этой скорости, это, безусловно, верхний предел. Если мы удвоим количество полюсов двигателя, синхронная скорость уменьшится вдвое, потому что магнитное поле поворачивается на 180° в пространстве на 360° электрической синусоиды.

     

    Рис. 5.11 Удвоение полюсов статора вдвое снижает синхронную скорость

     

    Синхронная скорость определяется как:

    [латекс]N_s = \frac{120 \cdot f}{P}[/latex]

     

    Где:

    N s = Скорость магнитного поля (об/мин)

    f = частота подаваемой мощности (Гц)

    P = общее количество полюсов на фазу, кратное 2

    Приведенный выше рисунок «половина скорости» имеет четыре полюса на фазу (3 фазы).Синхронная скорость для мощности 50 Гц: S = 120·50/4 = 1500 об/мин

    Краткое объяснение асинхронного двигателя состоит в том, что вращающееся магнитное поле, создаваемое статором, тащит за собой ротор. Более длинное и более правильное объяснение состоит в том, что магнитное поле статора индуцирует переменный ток в проводниках короткозамкнутого ротора, который представляет собой трансформатор. вторичный. Этот индуцированный ток ротора, в свою очередь, создает магнитное поле. Магнитное поле вращающегося статора взаимодействует с этим полем ротора.Поле ротора пытается выровняться с вращающимся полем статора. Результатом является вращение короткозамкнутого ротора. Если бы не было механической нагрузки крутящего момента двигателя, подшипников, аэродинамических или других потерь, ротор вращался бы с синхронной скоростью. Однако проскальзывание между ротором и синхронным полем статора создает крутящий момент. Именно магнитный поток, разрезающий проводники ротора при его проскальзывании, создает крутящий момент. Таким образом, нагруженный двигатель будет проскальзывать пропорционально механической нагрузке.Если бы ротор вращался с синхронной скоростью, не было бы ни потока статора, разрезающего ротор, ни тока, индуцируемого в роторе, ни крутящего момента.

    Крутящий момент в асинхронных двигателях

    Когда на двигатель впервые подается питание, ротор находится в состоянии покоя, а магнитное поле статора вращается с синхронной скоростью N с . Поле статора режет ротор с синхронной скоростью N s . Ток, наведенный в короткозамкнутых витках ротора, максимален, как и частота тока, частота сети.По мере ускорения ротора скорость, с которой поток статора пересекает ротор, представляет собой разницу между синхронной скоростью N с и фактической скоростью ротора N, или (N с  – N). Отношение фактического потока, обрезающего ротор, к синхронной скорости определяется как скольжение :

    .

     

    [латекс]s = \frac{(N_s — N)}{N_s}[/латекс]

    Где:

    N с = синхронная скорость

    Н = скорость ротора

     

    Частота тока, индуцированного в проводниках ротора, равна частоте сети при запуске двигателя и уменьшается по мере приближения ротора к синхронной скорости. Частота ротора определяется как:

    [латекс]f_r = s \cdot f[/латекс]

    Где:

    с = скольжение,

    f = частота питающей сети статора

     

    Проскальзывание при 100% крутящем моменте обычно составляет 5% или менее в асинхронных двигателях. Таким образом, для частоты сети f = 50 Гц частота наведенного тока в роторе:

    f r = S(f )
    = 0,05 (50 Гц)
    = 2,5 Гц.

    Почему так мало? Магнитное поле статора вращается с частотой 50 Гц.Скорость ротора меньше на 5%. Вращающееся магнитное поле режет ротор только на частоте 2,5 Гц. 2,5 Гц — это разница между синхронной скоростью и фактической скоростью вращения ротора. Если ротор будет вращаться немного быстрее, на синхронной скорости, никакой поток вообще не перережет ротор, f r  = 0,

     

    Рисунок 5.12. Крутящий момент и скорость в зависимости от % скольжения.

     

    На приведенном выше графике показано, что пусковой крутящий момент, известный как момент блокировки ротора (T LR ), превышает 100% крутящего момента при полной нагрузке (T FL ), безопасного постоянного крутящего момента.Крутящий момент заблокированного ротора составляет около 175 % от T FL для приведенного выше примера двигателя. Пусковой ток, известный как ток блокировки ротора (I LR ), составляет 500% от тока полной нагрузки (I FL ), безопасного рабочего тока. Ток высокий, потому что это аналогично закороченной вторичной обмотке трансформатора. Когда ротор начинает вращаться, крутящий момент может немного уменьшиться для определенных классов двигателей до значения, известного как подтягивающий момент . Это самое низкое значение крутящего момента, с которым когда-либо сталкивался пусковой двигатель.Когда ротор набирает 80 % синхронной скорости, крутящий момент увеличивается со 175 % до 300 % крутящего момента при полной нагрузке. Этот разрывной крутящий момент (T BD ) возникает из-за большего, чем обычно, 20-процентного проскальзывания. Ток уменьшился лишь незначительно в этой точке, но будет быстро уменьшаться после этой точки. Когда ротор разгоняется до нескольких процентов от синхронной скорости, крутящий момент и ток существенно уменьшаются. Проскальзывание будет составлять всего несколько процентов при нормальной работе. Для работающего двигателя любая часть кривой крутящего момента ниже 100 % номинального крутящего момента является нормальной.Нагрузка двигателя определяет рабочую точку на кривой крутящего момента. В то время как крутящий момент и ток двигателя могут превышать 100 % в течение нескольких секунд во время запуска, непрерывная работа при превышении 100 % может привести к повреждению двигателя. Любая нагрузка по крутящему моменту двигателя выше предельного крутящего момента приведет к остановке двигателя. Крутящий момент, скольжение и ток будут приближаться к нулю для состояния нагрузки «отсутствие механического крутящего момента». Это состояние аналогично открытому вторичному трансформатору. Существует несколько основных конструкций асинхронных двигателей, демонстрирующих значительные отклонения от приведенной выше кривой крутящего момента.Различные конструкции оптимизированы для запуска и работы с различными типами нагрузок. Крутящий момент заблокированного ротора (T LR ) для двигателей различных конструкций и размеров находится в диапазоне от 60% до 350% крутящего момента при полной нагрузке (T FL ). Пусковой ток или ток блокировки ротора (I LR ) может составлять от 500% до 1400% тока полной нагрузки (I FL ). Это потребление тока может представлять проблему для запуска больших асинхронных двигателей.

    Классы двигателей NEMA и IEC

    Различные стандартные классы (или конструкции) для двигателей, соответствующие кривым крутящего момента (рисунок ниже), были разработаны для лучшего управления нагрузками различных типов.Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) определила классы двигателей A, B, C и D для соответствия этим требованиям привода. Аналогичные классы N и H Международной электротехнической комиссии (МЭК) соответствуют конструкциям NEMA B и C соответственно.

    Рисунок 5.13 Характеристики конструкций NEMA

     

    Характеристики конструкций NEMA

    Все двигатели, кроме класса D, работают с проскальзыванием 5% или менее при полной нагрузке.

    • Класс B (IEC Класс N)  двигатели по умолчанию используются в большинстве приложений.При пусковом моменте LRT = от 150% до 170% FLT он может запускать большинство нагрузок без чрезмерного пускового тока (LRT). КПД и коэффициент мощности высокие. Обычно он приводит в действие насосы, вентиляторы и станки.
    • Класс A Пусковой крутящий момент такой же, как у класса B. Отпускной крутящий момент и пусковой ток (LRT) выше. Этот двигатель справляется с кратковременными перегрузками, которые встречаются в машинах для литья под давлением.
    • Класс C (IEC Класс H)  имеет более высокий пусковой крутящий момент, чем классы A и B, при LRT = 200 % от FLT.Этот двигатель применяется для нагрузок с жестким пуском, которые должны приводиться в движение с постоянной скоростью, таких как конвейеры, дробилки, поршневые насосы и компрессоры.
    • Двигатели класса D имеют самый высокий пусковой момент (LRT) в сочетании с низким пусковым током из-за высокого скольжения (от 5% до 13% при FLT). Большое скольжение приводит к снижению скорости. Регулировка скорости плохая. Тем не менее, двигатель отлично справляется с нагрузками с высокой переменной скоростью, такими как те, для которых требуется маховик с накоплением энергии. Области применения включают штамповочные прессы, ножницы и элеваторы.
    • Электродвигатели класса E представляют собой более эффективную версию класса B.
    • Класс F Двигатели имеют гораздо более низкий LRC, LRT и пусковой момент, чем класс B. Они управляют постоянными, легко запускаемыми нагрузками.

    Коэффициент мощности асинхронных двигателей

    Асинхронные двигатели имеют отстающий (индуктивный) коэффициент мощности по отношению к линии электропередачи. Коэффициент мощности в больших полностью нагруженных высокоскоростных двигателях может достигать 90 % для больших высокоскоростных двигателей. При 3/4 полной нагрузки максимальный коэффициент мощности высокоскоростного двигателя может составлять 92%.Коэффициент мощности для небольших тихоходных двигателей может составлять всего 50 %. При пуске коэффициент мощности может находиться в диапазоне от 10% до 25%, повышаясь по мере того, как ротор достигает скорости. Коэффициент мощности (PF) значительно зависит от механической нагрузки двигателя (рисунок ниже). Ненагруженный двигатель аналогичен трансформатору без резистивной нагрузки на вторичной обмотке. Небольшое сопротивление отражается от вторичной обмотки (ротор) к первичной обмотке (статор). Таким образом, линия электропередач испытывает реактивную нагрузку всего 10% PF. Когда ротор нагружается, увеличивающаяся резистивная составляющая отражается от ротора к статору, увеличивая коэффициент мощности.

     

    Рисунок 5.14 Коэффициент мощности и КПД асинхронного двигателя

    КПД асинхронных двигателей

    Большие трехфазные двигатели более эффективны, чем трехфазные двигатели меньшего размера и почти все однофазные двигатели. КПД большого асинхронного двигателя может достигать 95% при полной нагрузке, хотя чаще встречается 90%. КПД слабонагруженного или ненагруженного асинхронного двигателя низкий, поскольку большая часть тока приходится на поддержание намагничивающего потока. По мере увеличения нагрузки по крутящему моменту для создания крутящего момента потребляется больше тока, в то время как ток, связанный с намагничиванием, остается постоянным.Эффективность при 75% FLT может быть немного выше, чем при 100% FLT. Эффективность снижается на несколько процентов при 50% FLT и еще на несколько процентов при 25% FLT. Эффективность становится плохой только ниже 25% FLT. Изменение КПД в зависимости от нагрузки показано на рисунке выше. Асинхронные двигатели обычно имеют увеличенный размер, чтобы гарантировать, что их механическая нагрузка может запускаться и приводиться в действие при любых условиях эксплуатации. Если многофазный двигатель нагружается при крутящем моменте менее 75 % от номинального, когда КПД достигает пика, эффективность снижается лишь незначительно до 25 % FLT.

    Nola Корректор коэффициента мощности

    Фрэнк Нола из НАСА в конце 1970-х годов предложил корректор коэффициента мощности (PFC) в качестве энергосберегающего устройства для однофазных асинхронных двигателей. Он основан на предположении, что асинхронный двигатель с меньшей нагрузкой менее эффективен и имеет более низкий коэффициент мощности, чем двигатель с полной нагрузкой. Таким образом, в двигателях с частичной нагрузкой, в частности, в двигателях 1-φ, необходимо экономить энергию. Энергия, потребляемая для поддержания магнитного поля статора, относительно постоянна по отношению к изменениям нагрузки.В то время как в полностью нагруженном двигателе нечего экономить, напряжение на частично нагруженном двигателе может быть уменьшено, чтобы уменьшить энергию, необходимую для поддержания магнитного поля. Это повысит коэффициент мощности и КПД. Это была хорошая концепция для общеизвестно неэффективных однофазных двигателей, для которых она предназначалась. Эта концепция не очень применима к большим трехфазным двигателям. Из-за их высокой эффективности (90%+) экономия энергии невелика. Более того, двигатель с КПД 95 % по-прежнему имеет КПД 94 % при 50 % крутящего момента при полной нагрузке (FLT) и КПД 90 % при 25 % FLT.Потенциальная экономия энергии при переходе от 100 % FLT к 25 % FLT представляет собой разницу в эффективности 95 % – 90 % = 5 %. Это не 5% мощности при полной нагрузке, а 5% мощности при пониженной нагрузке. Корректор коэффициента мощности Nola может быть применим к 3-фазному двигателю, который большую часть времени работает на холостом ходу (ниже 25% FLT), например, к штамповочному прессу. Срок окупаемости дорогого электронного контроллера оценивается как непривлекательный для большинства приложений. Тем не менее, это может быть экономично в составе электронного пускателя двигателя или регулятора скорости.Асинхронный двигатель может работать как генератор переменного тока, если это привод

    .

    Асинхронные двигатели в качестве генераторов переменного тока

    Асинхронный двигатель может работать как генератор переменного тока, если он приводится в действие крутящим моментом, превышающим 100 % синхронной скорости (рисунок ниже). Это соответствует нескольким процентам «отрицательного» скольжения, скажем, -1%. Это означает, что, поскольку мы вращаем двигатель быстрее, чем синхронная скорость, ротор движется на 1% быстрее, чем магнитное поле статора. Обычно он отстает на 1% в двигателе.Поскольку ротор пересекает магнитное поле статора в противоположном направлении (вперед), ротор индуцирует напряжение в статоре, возвращая электрическую энергию обратно в линию электропередачи.

     

    Рисунок 5.15    Отрицательный крутящий момент превращает асинхронный двигатель в генератор

     

    Такой индукционный генератор должен возбуждаться от «живого» источника мощностью 50 или 60 Гц. Энергия не может быть произведена в случае сбоя питания энергетической компании. Этот тип генератора переменного тока не подходит в качестве резервного источника питания.В качестве генератора ветряной турбины вспомогательной мощности он имеет то преимущество, что не требует автоматического выключателя отключения питания для защиты ремонтных бригад. Это отказоустойчиво.

    Небольшие удаленные (от электросети) установки можно сделать самовозбуждающимися путем размещения конденсаторов параллельно фазам статора. Если нагрузка удалена, остаточный магнетизм может генерировать небольшой ток. Этот ток может протекать через конденсаторы без рассеивания мощности. Когда генератор разгоняется до полной скорости, ток увеличивается, чтобы обеспечить ток намагничивания статора.В этот момент можно приложить нагрузку. Регулировка напряжения плохая. Асинхронный двигатель можно преобразовать в генератор с самовозбуждением путем добавления конденсаторов.

    Процедура запуска заключается в разгоне ветряной турбины до скорости в моторном режиме путем подачи на статор нормального сетевого напряжения. Любая скорость турбины, вызванная ветром, превышающая синхронную скорость, будет развивать отрицательный крутящий момент, возвращая мощность обратно в линию электропередачи, изменяя нормальное направление электрического счетчика киловатт-часов.В то время как асинхронный двигатель имеет отстающий коэффициент мощности от линии электропередачи, асинхронный генератор переменного тока имеет опережающий коэффициент мощности. Асинхронные генераторы не нашли широкого применения в обычных электростанциях. Скорость привода паровой турбины постоянна и регулируется в соответствии с требованиями синхронных генераторов переменного тока. Синхронные генераторы также более эффективны.

    Скорость ветряной турбины трудно контролировать, и она зависит от порывов ветра. Индукционный генератор лучше справляется с этими изменениями из-за присущего ему проскальзывания.Это нагружает зубчатую передачу и механические компоненты меньше, чем синхронный генератор. Однако это допустимое изменение скорости составляет всего около 1%. Таким образом, асинхронный генератор с прямым подключением к сети считается ветровой турбиной с фиксированной скоростью (см. «Асинхронный генератор с двойным питанием» для истинного генератора переменного тока с переменной скоростью). Несколько генераторов или несколько обмоток на общем валу можно переключать, чтобы обеспечить высокую и низкую скорость, чтобы приспособиться к переменным ветровым условиям.

     

    Асинхронные двигатели с несколькими полями

    Асинхронные двигатели могут содержать несколько обмоток возбуждения, например, 4-полюсную и 8-полюсную обмотки, соответствующие синхронным скоростям 1800 и 900 об/мин.Активация того или иного поля менее сложна, чем перемонтаж катушек статора.

     

    Рисунок 5.16 Несколько полей позволяют изменить скорость

     

    Если поле сегментировано с выведенными выводами, его можно перемонтировать (или переключить) с 4-полюсного на 2-полюсное, как показано выше для 2-фазного двигателя. Сегменты 22,5° можно переключать на сегменты 45°. Для ясности выше показано подключение только одной фазы. Таким образом, наш асинхронный двигатель может работать на нескольких скоростях. При переключении вышеупомянутого двигателя частотой 60 Гц с 4 полюсов на 2 полюса синхронная скорость увеличивается с 1800 об/мин до 3600 об/мин.

     

    В:  Если двигатель работает на частоте 50 Гц, каковы будут соответствующие 4-полюсные и 2-полюсные синхронные скорости?

    А:

    [латекс]N_s = \frac{120f}{P}[/латекс]  [латекс]N_s = \frac{120*50 Гц}{4}[/латекс]  [латекс]= 1500 об/мин (4-полюсный)[ /латекс]

    [латекс]N_s = \frac{120f}{P}[/латекс]  [латекс]N_s = \frac{120*50 Гц}{2}[/латекс][латекс]= 3000 об/мин (2-полюсный)[ /латекс]

     

    Асинхронные двигатели с регулируемым напряжением

    Скорость небольших асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором для таких приложений, как привод вентиляторов, может быть изменена путем снижения сетевого напряжения.Это уменьшает крутящий момент, доступный для нагрузки, что снижает скорость (см. рисунок ниже).

    Рисунок 5.17 Переменное напряжение управляет скоростью асинхронного двигателя

    Электронное управление скоростью в асинхронных двигателях

    Современная полупроводниковая электроника расширяет возможности управления скоростью. Изменяя частоту сети 50 или 60 Гц на более высокие или более низкие значения, можно изменить синхронную скорость двигателя. Однако уменьшение частоты тока, подаваемого на двигатель, также уменьшает реактивное сопротивление X L  , что увеличивает ток статора.Это может привести к насыщению магнитной цепи статора с катастрофическими последствиями. На практике напряжение на двигателе необходимо уменьшать при снижении частоты.

     

    Рисунок 5.18 Электронный преобразователь частоты

     

    И наоборот, частота привода может быть увеличена для увеличения синхронной скорости двигателя. Однако напряжение необходимо увеличить, чтобы преодолеть увеличивающееся реактивное сопротивление, чтобы поддерживать ток на нормальном уровне и поддерживать крутящий момент. Инвертор приближает синусоидальные волны к двигателю с выходами широтно-импульсной модуляции.Это обрезанная форма волны, которая либо включена, либо выключена, имеет высокий или низкий уровень, процент времени «включения» соответствует мгновенному напряжению синусоидальной волны.

    После применения электроники для управления асинхронным двигателем становится доступным множество методов управления, от простых до сложных:

    • Скалярное управление:  Описанный выше недорогой метод управления только напряжением и частотой без обратной связи.
    • Векторное управление:  Также известно как векторное фазовое управление.Компоненты тока статора, создающие поток и крутящий момент, измеряются или оцениваются в режиме реального времени, чтобы улучшить кривую скорости вращения двигателя. Это требует интенсивных вычислений.
    • Прямое управление крутящим моментом:  Продуманная адаптивная модель двигателя обеспечивает более прямое управление потоком и крутящим моментом без обратной связи. Этот метод быстро реагирует на изменение нагрузки.

     

    • Многофазный асинхронный двигатель состоит из многофазной обмотки, встроенной в многослойный статор, и проводящей короткозамкнутой клетки, встроенной в многослойный ротор.
    • Трехфазные токи, протекающие внутри статора, создают вращающееся магнитное поле, которое индуцирует ток и, как следствие, магнитное поле в роторе. Крутящий момент ротора развивается, когда ротор немного проскальзывает за вращающимся полем статора.
    • В отличие от однофазных двигателей, многофазные асинхронные двигатели запускаются автоматически.
    • Пускатели двигателей минимизируют нагрузку на линию электропередачи, обеспечивая при этом больший пусковой момент, чем требуется во время работы.Редукторы линейного тока пускатели требуются только для больших двигателей.
    • Трехфазные двигатели будут работать на одной фазе, если они запущены.
    • Статический преобразователь фазы  – это трехфазный двигатель, работающий от одной фазы без нагрузки на валу и обеспечивающий трехфазный выходной сигнал.
    • Несколько обмоток возбуждения  можно перемонтировать для нескольких дискретных скоростей двигателя путем изменения количества полюсов.

     

    Трехфазный двигатель может работать от однофазного источника питания.Однако он не запустится самостоятельно. Его можно запускать вручную в любом направлении, набирая скорость за несколько секунд. Он будет развивать только 2/3 номинальной мощности 3-φ, потому что одна обмотка не используется.

    Рисунок 5.19. Двигатель 3-φ работает от мощности 1-φ, но не запускается

    Одна катушка однофазного двигателя

    Одиночная катушка однофазного асинхронного двигателя создает не вращающееся магнитное поле, а пульсирующее поле, достигающее максимальной интенсивности при 0° и 180° электрического поля.

    Рисунок 5.20 Однофазный статор создает невращающееся пульсирующее магнитное поле

     

    Другая точка зрения состоит в том, что одиночная катушка, возбуждаемая однофазным током, создает два вектора магнитного поля, вращающиеся в противоположных направлениях, дважды совпадающие за оборот при 0° (рис. выше-а) и 180° (рис. д). Когда вектора поворачиваются на 90° и -90°, они компенсируются на рисунке c. При углах 45° и -45° (рисунок b) они частично складываются по оси +x и компенсируются по оси y. Аналогичная ситуация существует на рисунке d.Сумма этих двух векторов представляет собой вектор, стационарный в пространстве, но меняющий полярность во времени. Таким образом, пусковой момент не создается.

    Однако, если ротор вращается вперед со скоростью, немного меньшей синхронной скорости, он будет развивать максимальный крутящий момент при 10% скольжении по отношению к вектору прямого вращения. Меньший крутящий момент будет развиваться выше или ниже 10% скольжения. Ротор будет иметь проскальзывание 200–10 % относительно вектора магнитного поля, вращающегося в противоположных направлениях. Небольшой крутящий момент (см. кривую крутящего момента в зависимости от скольжения), кроме двухчастотной пульсации, возникает из-за вращения вектора в противоположных направлениях.Таким образом, однофазная катушка будет развивать крутящий момент после запуска ротора. Если ротор запустить в обратном направлении, он будет развивать такой же большой крутящий момент, когда он приближается к скорости обратного вращения вектора.

    Однофазные асинхронные двигатели имеют медную или алюминиевую короткозамкнутую клетку, встроенную в цилиндр из стальных пластин, типичный для многофазных асинхронных двигателей.

    Электродвигатель с постоянным разделением конденсаторов

    Одним из способов решения проблемы однофазного двигателя является создание двухфазного двигателя, получающего двухфазное питание от однофазного.Для этого требуется двигатель с двумя обмотками, разнесенными на 90 °  электрических, питаемый двумя фазами тока, смещенными во времени на 90 °  . Это называется двигателем с постоянно разделенным конденсатором.

    Рисунок 5.21 Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором

    Асинхронный двигатель с постоянным конденсатором

    В двигателе этого типа наблюдается повышенная величина тока и сдвиг времени назад по мере того, как двигатель достигает скорости, с пульсациями крутящего момента на полной скорости. Решение состоит в том, чтобы конденсатор (сопротивление) был небольшим, чтобы минимизировать потери.Потери меньше, чем для двигателя с расщепленными полюсами. Эта конфигурация двигателя хорошо работает до 1/4 лошадиных сил (200 Вт), хотя обычно применяется к двигателям меньшего размера. Направление двигателя легко изменить, включив конденсатор последовательно с другой обмоткой. Этот тип двигателя может быть адаптирован для использования в качестве серводвигателя, описанного в другом месте этой главы.

    Рисунок 5.22. Однофазный асинхронный двигатель со встроенными катушками статора

    Однофазные асинхронные двигатели могут иметь катушки, встроенные в статор для двигателей большего размера.Тем не менее, меньшие размеры используют менее сложные для создания сосредоточенных обмоток с выступающими полюсами.

    Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

    На приведенном ниже рисунке для запуска однофазного асинхронного двигателя через вспомогательную обмотку можно использовать конденсатор большей емкости, если он отключается центробежным выключателем, как только двигатель набирает скорость. Кроме того, вспомогательная обмотка может состоять из гораздо большего количества витков более толстого провода, чем используется в двигателе с расщепленной фазой сопротивления, чтобы смягчить чрезмерное повышение температуры.В результате для тяжелых нагрузок, таких как компрессоры кондиционера, доступен больший пусковой крутящий момент. Эта конфигурация двигателя работает настолько хорошо, что доступна в размерах с несколькими лошадиными силами (несколько киловатт).

    Рисунок 5.23 Асинхронный двигатель с пусковым конденсатором

     

    Асинхронный двигатель с конденсаторным двигателем

    Вариант двигателя с конденсаторным пуском (рисунок ниже) заключается в запуске двигателя с относительно большим конденсатором для обеспечения высокого пускового момента, но с сохранением конденсатора меньшей емкости после пуска для улучшения рабочих характеристик без чрезмерного потребления тока.Дополнительная сложность двигателя с конденсаторным приводом оправдана для двигателей большего размера.

    Рисунок 5.24 Асинхронный двигатель с конденсаторным двигателем

     

    Пусковой конденсатор двигателя может быть двуханодным неполярным электролитическим конденсатором, который может представлять собой два последовательно соединенных полярных электролитических конденсатора + к + (или – к –). Такие электролитические конденсаторы, рассчитанные на переменный ток, имеют настолько высокие потери, что их можно использовать только в повторно-кратковременном режиме (1 секунда включена, 60 секунд выключена), например при запуске двигателя. Конденсатор для работы двигателя должен быть не электролитического, а полимерного типа с меньшими потерями.

    Асинхронный двигатель с расщепленной фазой сопротивления

    Если во вспомогательной обмотке намного меньше витков, меньший провод расположен под углом 90 ° к основной обмотке, он может запустить однофазный асинхронный двигатель. При более низкой индуктивности и более высоком сопротивлении ток будет испытывать меньший фазовый сдвиг, чем основная обмотка. Можно получить около 30 ° разности фаз. Эта катушка создает умеренный пусковой момент, который отключается центробежным выключателем на 3/4 синхронной скорости.Эта простая схема (без конденсатора) хорошо подходит для двигателей мощностью до 1/3 лошадиных сил (250 Вт), приводящих в движение легко запускаемые нагрузки.

    Рисунок 5.25 Асинхронный двигатель с расщепленной фазой сопротивления

     

    Этот двигатель имеет больший пусковой момент, чем двигатель с расщепленными полюсами (следующий раздел), но не такой большой, как двухфазный двигатель, собранный из тех же деталей. Плотность тока во вспомогательной обмотке во время пуска настолько высока, что последующее быстрое повышение температуры исключает частые повторные пуски или медленные пусковые нагрузки.

    Nola Корректор коэффициента мощности

    Фрэнк Нола из НАСА в середине 1970-х годов предложил корректор коэффициента мощности для повышения эффективности асинхронных двигателей переменного тока. Он основан на предположении, что асинхронные двигатели неэффективны при меньшей нагрузке, чем полная. Эта неэффективность коррелирует с низким коэффициентом мощности. Коэффициент мощности меньше единицы из-за тока намагничивания, необходимого статору. Этот фиксированный ток составляет большую долю от общего тока двигателя по мере уменьшения нагрузки двигателя.При малой нагрузке полный ток намагничивания не требуется. Его можно уменьшить, уменьшив приложенное напряжение, улучшив коэффициент мощности и эффективность. Корректор коэффициента мощности определяет коэффициент мощности и снижает напряжение двигателя, тем самым восстанавливая более высокий коэффициент мощности и уменьшая потери.

    Поскольку однофазные двигатели примерно в 2–4 раза менее эффективны, чем трехфазные двигатели, для двигателей 1-φ существует потенциальная экономия энергии. Для полностью нагруженного двигателя нет экономии, поскольку требуется весь ток намагничивания статора.Напряжение не может быть снижено. Но есть потенциальная экономия от менее чем полностью загруженного двигателя. Двигатель с номинальным напряжением 117 В переменного тока рассчитан на работу при напряжении от 127 до 104 В переменного тока. Это означает, что он не полностью загружен при работе от напряжения выше 104 В переменного тока, например, холодильник на 117 В переменного тока. Для регулятора коэффициента мощности безопасно снизить напряжение сети до 104–110 В переменного тока. Чем выше начальное линейное напряжение, тем больше возможная экономия. Конечно, если энергетическая компания поставляет напряжение ближе к 110 В переменного тока, двигатель будет работать более эффективно без каких-либо дополнительных устройств.

    Любой однофазный асинхронный двигатель, практически не работающий, с 25% FLC или менее, является кандидатом на PFC. Тем не менее, он должен работать большое количество часов в год. И чем больше времени он простаивает, как в лесопильном станке, пробивном прессе или конвейере, тем больше вероятность того, что контроллер окупится за несколько лет эксплуатации. Платить за него должно быть втрое легче, чем за более эффективный 3-φ-двигатель. Стоимость PFC не может быть возмещена для двигателя, работающего всего несколько часов в день.

    Краткое описание: Однофазные асинхронные двигатели

    • Однофазные асинхронные двигатели не запускаются самостоятельно без вспомогательной обмотки статора, приводимой в действие противофазным током около 90 ° . После запуска вспомогательная обмотка не является обязательной.
    • Вспомогательная обмотка двигателя с постоянным разъемом  конденсатора  имеет последовательно включенный конденсатор во время пуска и работы.
    • Асинхронный двигатель с конденсаторным пуском имеет только конденсатор, включенный последовательно с вспомогательной обмоткой во время пуска.
    • Двигатель с конденсатором обычно имеет большой неполяризованный электролитический конденсатор, включенный последовательно со вспомогательной обмоткой для запуска, а затем меньший неэлектролитический конденсатор во время работы.
    • Вспомогательная обмотка резистивного двигателя с расщепленной фазой создает разность фаз по сравнению с основной обмоткой во время пуска из-за разности сопротивлений.

    Разница между двигателем и мотором (с таблицей) – спросите о разнице

    В наши дни каждая машина делает нашу жизнь простой и быстрой.Машины едва не подняли восстание и изменили человечество. Двумя важными компонентами машин являются моторы и двигатели. Оба умеренно не такие же, как друг друга.

    Двигатель против двигателя

    Основное различие между двигателем и двигателем заключается в том, что двигатель превращает различные виды энергии, такие как соединение, тепло, пар, в механическую силу, в то время как двигатель преобразует электрическую энергию в механическую. Различные контрасты между двумя гаджетами заключаются в их дизайне, рабочих стандартах и ​​плане игры их частей.

    Двигатели — это то, что дает выход механического воздействия от любого вида энергии. Двигатели можно охарактеризовать на различные виды. Например, электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую, а двигатель внутреннего сгорания превращает ядерную энергию в механическую. Кроме того, для сжатых жидкостей используется двигатель с водяным приводом.

    Двигатель, в основном известный как электродвигатель, просто преобразует электрическую энергию в механическую.Есть два вида электродвигателя; двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока, которые управляются потоком переменного и постоянного тока отдельно. В зависимости от их номинальной силы и крутящего момента они могут быть дополнительно отсортированы.

    Сравнение таблицы между двигателем и мотором 9012
    9012 20 1 1 1 Мотор 0 Определение Определение Двигатель меняет любую энергию в механическую работу.Двигатель можно дополнительно сгруппировать по виду энергии, которую он передает в выход. Двигатель преобразует только электрическую энергию в механическую. Обычно дополнительно заказываются двигатели переменного и постоянного тока. Используемые детали Основными частями двигателя являются цилиндр, камера, распределительный вал и ведущий шток. Основными частями двигателя являются статор, ротор, коммуникатор, щетки и клеммы. Рабочая система Двигатели обычно работают на топливе. Двигатель в основном работает от силы. Мастерство Из-за силы несчастье в горящих двигателях менее эффективно. Из-за меньшей силы несчастье в моторах производительнее. Применение Механическая сила, железнодорожные пути, энергия. Машины, ПК, приводы воздуходувок и каркас.

    Что такое двигатель?

    «Двигатель» начинается с латинского выражения «Ingenium.«Двигатель» — это инструмент или структура (механическая, электрическая, синтетическая или даже человеческая, социальная или политическая), результат которой — выход. Например, бомбу можно рассматривать как двигатель. Кран, водоуправляемый завод или идеологическая группа — это дополнительно Двигатель.

    С течением времени «Двигатель» стал ассоциироваться преимущественно с огнем, котлами, бомбами и обогревателями.

    Не мудрствуя лукаво, любой каркас взорвется или нагреется.В двадцатом веке главный игрок двигателя был обозначен как «Двигатель». Джеймс Уатт поставил перед Двигателем слово «пар», чтобы отличить его от других фреймворков того времени.

    Двигатели изначально представляют собой устройства, которые изменяют любой тип энергии для достижения механической производительности. Они разработаны из камер и цилиндров. Они могут быть разделены на несколько собраний в зависимости от их вместимости. Электрический двигатель — это инструмент, который изменяет электрический контроль над механическим выходом; Устройство, изменяющее мощность перегрева на механическую структуру, известно как двигатель зажигания.Точно так же устройство, использующее сжатые жидкости, представлено как двигатель с водным приводом.

    Что такое двигатель?

    Когда-то в прошлом двигатель был чем-то другим, чем мы ожидаем от того, что мы видим сегодня. О моторе уже упоминалось как о предмете, который может двигаться. Его бодрили израненные ветки. Позже Фарадей использовал термин «электрический двигатель», чтобы получить эффект от различных двигателей.

    Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую.Существует два типа двигателей: двигатели переменного тока, работающие от переменного тока, и двигатели постоянного тока, управляемые постоянным током. В зависимости от номинальной мощности и тяги двигатели могут быть дополнительно отсортированы.

    Двигатели в основном используются в автомобилях. Они упакованы и удивительные машины. Они в основном предназначены для вращательного движения какой-либо внешней системы, такой как вентиляторы. Двигатели предназначены для постоянного вращения, и с помощью этой системы они преобразуют электрическую энергию в механическую.

    Двигатель преобразует только электрическую энергию в механическую.Обычно дополнительно заказываются двигатели переменного и постоянного тока. Преимуществом двигателей является наименьшая стоимость, долговечность, меньшая поддержка, отсутствие невозобновляемых источников энергии и необходимость работы.

    Основные различия между двигателем и двигателем
    1. Двигатель преобразует эту энергию в механическую работу. Кроме того, двигатели могут быть собраны по типу энергии, которую они превращают в мощность, в то время как двигатель просто преобразует электрическую энергию в механическую энергию. Кроме того, это, как правило, требуется для двигателей переменного и постоянного тока.
    2. Основными частями двигателя являются камера, камера, распределительный вал и приводной вал, а ключевыми частями двигателя являются статор, ротор, коммуникатор, щетки и клеммы.
    3. Двигатель в основном работает на топливе, а моторы в основном на мощности.
    4. В связи с недостатком мощности в потреблении двигатели менее привлекательны, в то время как из-за меньшей мощности неблагоприятного воздействия в двигателе они более выгодны.
    5. Использование двигателя: механическая энергия, рельсовые пути, мощность, а использование двигателей — машины, ПК, приводы воздуходувок и системы.

    Заключение

    Двигатель и двигатель имеют несколько применений в автомобильном бизнесе, так же как бытовые приборы и двигатель работают на топливе, а двигатель работает на мощности. Обычно они используются в вентиляторах, морозильных камерах, воздуходувках, стиральных машинах, транспортных средствах, кораблях и т.д.

    Эти машины и транспортные средства сделали нашу жизнь по-настоящему простой и заставили мир погрузиться во времена современных волнений. Благодаря этим творениям человек смог изготовить самолеты и покорить небо.

    В настоящее время мы производим электромобили и автомобили без водителя. Автомобильный бизнес превратился в основную индустрию мира, и интерес к нему есть во всем мире. Каждая из организаций пытается вкладывать в это ресурсы и положительно влиять на мир.

    Ссылки
    1. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=bhpjsKUurmwC&oi=fnd&pg=PA1&dq=motor&ots=dUTjni5o25&sig=Yg6lM-Mup1ynplMYSg1FXtNosti.gov/biblio/160568

    Разница между синхронным двигателем и асинхронным двигателем

    Двигатели переменного тока можно разделить на две основные категории: (i) Синхронный двигатель и (ii) Асинхронный двигатель . Асинхронный двигатель обычно называют асинхронным двигателем. Оба типа сильно отличаются друг от друга. Основные различия между синхронным двигателем и асинхронным двигателем обсуждаются ниже.
    Конструктивное отличие
    • Синхронный двигатель : Статор имеет осевые пазы, которые состоят из обмотки статора, намотанной на определенное количество полюсов.Как правило, используется ротор с явно выраженными полюсами, на котором установлена ​​обмотка ротора. Обмотка ротора питается от источника постоянного тока с помощью контактных колец. Можно также использовать ротор с постоянными магнитами.
      Синхронный двигатель
    • Асинхронный двигатель : Обмотка статора аналогична обмотке синхронного двигателя. Наматывается на определенное количество полюсов. Можно использовать ротор с короткозамкнутым ротором или ротор с обмоткой.В роторе с короткозамкнутым ротором стержни ротора постоянно замкнуты накоротко концевыми кольцами. В фазном роторе обмотки также постоянно закорочены, поэтому контактные кольца не требуются.
      Асинхронный двигатель
    Разница в работе
    • Синхронный двигатель : Полюса статора вращаются с синхронной скоростью (Ns) при трехфазном питании. Ротор питается от источника постоянного тока.Ротор должен вращаться со скоростью, близкой к синхронной скорости во время запуска. В этом случае полюса ротора магнитно соединяются с вращающимися полюсами статора, и, таким образом, ротор начинает вращаться с синхронной скоростью.
      • Синхронный двигатель всегда работает со скоростью, равной его синхронной скорости.
        т. е. фактическая скорость = синхронная скорость
        или  N = Ns = 120f/P
      • Узнайте больше о работе синхронного двигателя здесь.
    • Асинхронный двигатель : когда статор питается от двух- или трехфазного переменного тока, создается вращающееся магнитное поле (RMF).Относительная скорость между вращающимся магнитным полем статора и ротором вызовет индуцированный ток в проводниках ротора. Ток ротора вызывает поток ротора. Согласно закону Ленца, направление этого индуцированного тока таково, что он будет иметь тенденцию противодействовать причине его возникновения, то есть относительной скорости между RMF статора и ротора. Таким образом, ротор будет пытаться догнать RMF и снизить относительную скорость.
    Другие отличия
    • Для синхронных двигателей требуется дополнительный источник постоянного тока для питания обмотки ротора.Асинхронные двигатели не требуют дополнительного источника питания.
    • Контактные кольца и щетки требуются в синхронных двигателях, но не в асинхронных двигателях (за исключением асинхронных двигателей с обмоткой, в которых двигатели с контактными кольцами используются для добавления внешнего сопротивления к обмотке ротора).
    • Синхронным двигателям требуется дополнительный пусковой механизм для первоначального вращения ротора, близкого к синхронной скорости. В асинхронных двигателях пусковой механизм не требуется.
    • Коэффициент мощности синхронного двигателя можно отрегулировать с отставанием, единицей или опережением путем изменения возбуждения, тогда как асинхронный двигатель всегда работает с отстающим коэффициентом мощности.
    • Синхронные двигатели, как правило, более эффективны, чем асинхронные двигатели.
    • Синхронные двигатели дороже.

    Двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока

    Существует несколько ключевых различий между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока, помимо очевидного различия, связанного с питанием каждого из этих компонентов. Ниже приводится краткое описание каждого из этих типов двигателей, а также краткое описание различий между ними.

    Чтобы узнать больше о различных типах двигателей, обратитесь к нашему руководству по покупке двигателей.

    Что такое двигатели переменного тока?

    Двигатели переменного тока представляют собой электромеханические устройства, которые преобразуют электрическую энергию в виде переменного напряжения и тока в механическую энергию. Двигатели переменного тока бывают разных видов, которые можно охарактеризовать как асинхронные двигатели (которые являются асинхронными) или синхронные двигатели, которые содержат статор и ротор. Асинхронные двигатели могут быть однофазными или многофазными, в то время как синхронные двигатели включают реактивные двигатели и двигатели с гистерезисом.См. наше соответствующее руководство «Типы двигателей переменного тока», чтобы узнать больше о каждом из них.

    Что такое двигатели постоянного тока?

    Двигатели постоянного тока могут преобразовывать электрическую энергию, подаваемую на них в виде постоянного тока, в механическую энергию вращения. Это же устройство можно использовать в обратном порядке для получения электроэнергии постоянного тока за счет вращения вала двигателя. При таком использовании устройство работает как генератор. Существует несколько основных типов двигателей постоянного тока. К ним относятся двигатели постоянного тока с постоянными магнитами, двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, шунтирующие двигатели постоянного тока, составные двигатели постоянного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока.Наше соответствующее руководство «Типы двигателей постоянного тока» содержит дополнительную информацию о каждом из этих типов.

    Чем двигатели переменного и постоянного тока отличаются друг от друга?

    Хотя двигатели переменного и постоянного тока создают механическую энергию в виде вращающегося вала двигателя, между ними есть несколько ключевых отличий:

    Входная мощность

    Двигатели переменного тока

    работают от входного электрического сигнала, представляющего собой переменный ток и напряжение, амплитуда и направление которых изменяется по мере того, как входной сигнал переменного тока завершает цикл.Двигатели переменного тока могут работать либо от однофазного источника питания, либо от многофазного источника с несколькими входами напряжения, которые работают с разницей фаз друг от друга (обычно 120 или или 2π/3 радиана в случае трехфазного источника). власть). Двигатели постоянного тока питаются от однонаправленного тока (тока, который не меняет направление со временем), подаваемого от источника питания постоянного тока. Общая значимость питания переменного тока означает, что может возникнуть необходимость в преобразовании в питание постоянного тока при использовании двигателя постоянного тока, например, с использованием преобразователя переменного тока в постоянный или источника питания постоянного тока.

    Магнитное поле

    В многофазных двигателях переменного тока, когда на обмотки статора подается переменный ток, создается вращающееся магнитное поле, или ЭДС, которое, согласно закону индукции Фарадея, генерирует ЭДС в обмотках ротора. Эта ЭДС приводит к возникновению тока в роторе и приложению чистого крутящего момента, заставляющего его вращаться, что также создает вращающееся магнитное поле. Асинхронные двигатели демонстрируют явление, известное как скольжение, при котором скорость ротора (N r ) меньше синхронной скорости вращающегося поля статора (N s ).Скольжение выражается математически как:

     

    В двигателе постоянного тока постоянный магнит или набор катушек возбуждения создают магнитное поле, которое не вращается. На катушки якоря подается ток, в результате чего якорь вращается.

    Конструкция прямого и непрямого соединения

    В случае двигателя переменного тока питание катушек статора через прямое подключение к многофазному источнику переменного тока — это все, что необходимо для обеспечения вращения ротора.Принцип электромагнитной индукции генерирует ток в роторе без необходимости прямого электрического подключения.

    В случае двигателя постоянного тока ток должен подаваться как на катушки стационарного возбуждения (если не используется постоянный магнит), так и на якорь. Для этого в двигателях постоянного тока щеточного типа используется набор подпружиненных угольных щеток, которые прижимаются к кольцу коммутатора, которое передает ток на катушки якоря и катушки возбуждения при вращении якоря.В зависимости от того, выполняется ли подключение катушки возбуждения параллельно с катушкой якоря (шунтирующий двигатель) или последовательно с катушкой якоря (двигатель с последовательным возбуждением), результирующая конфигурация двигателя постоянного тока будет иметь разные рабочие характеристики.

    Использование щеток и коллектора несколько влияет на работу двигателей постоянного тока:

    • Щетки подвержены износу из-за механического трения, а это означает, что ремонт и замена щеток неизбежны, что влияет на размещение двигателя из-за необходимости доступа.
    • Контакт щетки с коллектором может привести к искрению и искрению, что может привести к точечной коррозии и повреждению коллектора, а также может стать источником воспламенения — проблема в некоторых средах, где существует риск воздействия легковоспламеняющихся паров или газов.
    • Трение щеток является причиной снижения эффективности двигателей постоянного тока, которые их используют, поскольку часть входной энергии расходуется на трение, а не используется для создания движения.
    • Щеточные двигатели постоянного тока создают больше шума и создают пыль из-за износа щетки, которая обычно представляет собой углеродный или графитовый материал.

    Регулятор скорости

    В двигателе переменного тока скорость двигателя регулируется входной частотой переменного тока, подаваемого на обмотки статора, и прямо пропорциональна. С увеличением частоты увеличивается скорость двигателя. Контроллеры частотно-регулируемого привода используются для регулировки входной частоты по желанию для получения требуемой скорости вращения двигателя.

    Для двигателей постоянного тока скорость устройства регулируется путем изменения напряжения и тока, подаваемых на катушки или обмотки якоря, или путем регулирования тока, протекающего к катушкам возбуждения (таким образом влияя на напряженность магнитного поля для двигателя). катушка возбуждения).Соотношение скорость-ток снова пропорциональное.

    Механизм запуска

    Многофазные двигатели переменного тока

    предназначены для самозапуска и не требуют дополнительной электроники, кроме частотного регулирования скорости. Как для однофазных двигателей переменного тока, так и для двигателей постоянного тока требуется пусковой механизм для управления условиями пуска. Например, в больших двигателях постоянного тока противо-ЭДС, генерируемая в якоре, пропорциональна скорости якоря и поэтому мала при запуске.Это условие может привести к протеканию большого тока к якорю, что может привести к перегоранию. Таким образом, для этих двигателей необходимо контролировать нарастание входного напряжения при пуске.

    Производительность

    Двигатели переменного тока

    часто используются из-за их высокой скорости и переменного крутящего момента, но обычно крутящий момент падает по мере увеличения скорости двигателя. Двигатели постоянного тока могут создавать высокий крутящий момент и полезны там, где требуется регулирование скорости. Двигатели постоянного тока могут обеспечивать более постоянный крутящий момент во всем диапазоне скоростей и, как правило, быстрее реагируют на изменения нагрузки, чем двигатели переменного тока.В зависимости от конфигурации соединения катушки (последовательное или параллельное) могут быть получены различные характеристики при нагрузке для двигателей постоянного тока. Серийные двигатели имеют более высокий пусковой момент, но имеют более резкое падение скорости при увеличении нагрузки. Параллельные или параллельные двигатели постоянного тока обеспечивают меньший пусковой момент, но имеют более плоскую зависимость скорости от нагрузки и, следовательно, могут обеспечивать постоянную скорость практически независимо от приложенной нагрузки.

    Двигатели переменного тока

    имеют проблемы с эффективностью из-за потери индукционного тока и упомянутого ранее скольжения.Двигатели постоянного тока, в которых используются постоянные магниты, могут быть примерно на 30% более эффективными, поскольку им не нужно потреблять энергию для создания электромагнита, но есть некоторая потеря эффективности из-за потери энергии из-за трения щеток. Бесщеточные двигатели постоянного тока более эффективны, чем двигатели со щетками, но повышение эффективности происходит в основном в областях с низкой нагрузкой или без нагрузки на кривой производительности двигателя.

    Другие соображения

    При заданном объеме механической работы двигатели переменного тока обычно больше, чем двигатели постоянного тока, причем бесщеточные конструкции постоянного тока являются самыми маленькими.Двигатели переменного тока имеют длительный срок службы, в то время как двигатели постоянного тока требуют большего обслуживания для тех конструкций, в которых используются щетки и коллекторы, подверженные механическому износу. Двигатели с электронной коммутацией (ECM) представляют собой разновидность бесщеточного двигателя постоянного тока, в котором вместо механической коммутации и щеток используется электронная коммутация и управление, что увеличивает срок службы, снижает энергопотребление, охлаждает и обеспечивает лучшую производительность.

    Резюме

    В этой статье представлено краткое обсуждение различий между двигателями переменного и постоянного тока.Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

    Источники:
    1. http://www.ohioelectricmotors.com/2015/07/what-is-the-difference-between-an-ac-motor-and-a-dc-motor/
    2. https://www.precision-elec.com/difference-between-ac-and-dc-motors/
    3. https://www.powerelectric.com/motor-resources/motors101/ac-motors-vs-dc-motors
    4. https://physicsabout.com/двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока/
    5. https://www.orientalmotor.com/brushless-dc-motors-gear-motors/technology/AC-brushless-brushed-motors.html
    6. https://www.machinedesign.com/motion-control/what-s-difference-between-ac-dc-and-ec-motors
    7. http://electricalacademia.com/electrical-comparisons/difference-between-ac-motor-and-dc-motor/
    8. https://www.veichi.org/solutions/related-articles/what-is-the-difference-between-ac-and-dc-motors.html

    Другие товары для двигателей

    Другие товары от Машины, инструменты и расходные материалы

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.