silników elektrycznych
Silniki elektryczne przekształcają energię elektryczną w energię mechaniczną, która napędza narzędzia, urządzenia i urządzenia. Silniki te pomagają zmniejszyć wysiłek ręczny i wydłużyć żywotność baterii w urządzeniach przenośnych, takich jak wiertarki akumulatorowe i elektronarzędzia, a także zapewniają zasilanie urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak pralki, lodówki i suszarki oraz mechanizmy otwierania drzwi garażowych. Zapewniają również aplikacjom przemysłowym i komercyjnym wygodne, ekonomiczne zasilanie pomp, sprężarek, wentylatorów, dmuchaw, systemów klimatyzacji i innych.
Silnik elektryczny generuje siłę obrotową, wykorzystując jedną lub więcej z trzech zasad fizycznych: magnetyzm, elektrostatykę i piezoelektryczność. Silniki magnetyczne wykorzystują kombinację magnesów trwałych lub elektromagnesów i cewek polowych, aby wytworzyć siłę magnetyczną, która powoduje obrót wirnika, tworząc w ten sposób moment obrotowy wału. Silniki te są najczęstszymi typami silników w zastosowaniach domowych, komercyjnych i przemysłowych.
Większość nowoczesnych silników ma charakter elektryczny, chociaż istnieją małe silniki gazowe, które działają na tych samych zasadach, co silniki elektryczne, ale są znacznie mniej wydajne. Silniki zasilane gazem mogą być stosowane tam, gdzie ważnymi czynnikami są kwestie środowiskowe i koszty. Przy wyborze silnika elektrycznego bierze się pod uwagę wiele czynników, w tym jego maksymalną prędkość i wyjściowy moment obrotowy, częstotliwość pracy, metody chłodzenia oraz rozmiar i wagę.
Rodzaje silników elektrycznych
Silniki mogą być zasilane prądem zmiennym lub stałym, szczotkowym lub bezszczotkowym, jednofazowym, dwufazowym lub trójfazowym. Mogą być jedno- lub wielobiegowe, z przepływem osiowym lub promieniowym, chłodzone cieczą lub powietrzem. Niektóre silniki są przeznaczone do pracy z dużą prędkością, stałym momentem obrotowym lub zmienną prędkością, podczas gdy inne są przeznaczone do pracy z niską prędkością, ciągłego obciążenia lub dużego obciążenia, dużego obciążenia i przeciążenia.
Ogólnie rzecz biorąc, większość silników elektrycznych ma maksymalny moment obrotowy wału ciągłego, który jest ograniczony nasyceniem rdzenia, bezpiecznym wzrostem temperatury roboczej, napięciem i liczbą par biegunów. Niektóre silniki są zoptymalizowane pod kątem uzyskania określonej charakterystyki momentu obrotowego, na przykład skoku momentu obrotowego w celu przyspieszenia pojazdu elektrycznego od zatrzymania.
Twornik składa się z uzwojeń drutu wokół laminowanego, magnetycznie miękkiego rdzenia ferromagnetycznego. Prąd ze szczotek przepływa przez jedno lub więcej uzwojeń twornika, czyniąc je tymczasowymi elektromagnesami, które oddziałują ze stacjonarnymi polami magnetycznymi wytwarzanymi przez magnesy trwałe (PM) lub inne uzwojenie zwane cewką polową jako część ramy silnika. Siła Lorentza między nimi wytwarza magnetyczną siłę obrotową, która obraca wał silnika.
Silnik krokowy jest podobny do silnika prądu stałego, ale ma mechanizm krokowy, który pozwala wirnikowi przesuwać się lub cofać w dyskretnych krokach, gdy uzwojenia wzbudzenia są kolejno zasilane i wyłączane. Może to być prosty sposób na zapewnienie precyzyjnej kontroli pozycjonowania siłownika.
Ta uproszczona konstrukcja to świetny sposób na pokazanie uczniom zasady działania silników elektrycznych i ich budowy. Wykorzystuje tylko pudełko i przewody, dzięki czemu można go szybko zbudować i łatwo zdemontować w celu rozwiązania problemu. Projekt wprowadza również pojęcie polaryzacji i znaczenie prawidłowych połączeń. To zabawny i wciągający sposób na poznanie podstaw silników elektrycznych.