Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Care este principiul motorului?
- Cum funcționează un motor AC?
- Câte tipuri de motoare există?
- Orice motor AC poate avea o viteză variabilă?
Nikola Tesla a inventat motoare cu curent alternativ, sau motoare cu curent alternativ, la sfârșitul secolului XIX. Motoarele cu curent alternativ sunt diferite de motoarele cu curent continuu sau cu curent continuu în utilizarea lor de curent alternativ, care schimbă direcția. Motoarele AC transformă energia electrică în energie mecanică. Motoarele de curent alternativ sunt încă foarte utilizate în viața modernă și este posibil să le găsiți în aparate și gadgeturi din propria casă.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Motoarele cu curent alternativ sau motoarele cu curent alternativ au fost inventate de Nikola Tesla în secolul al XIX-lea. Teoria motoarelor de curent alternativ presupune utilizarea electromagnetilor cu curenți pentru a crea forță și, prin urmare, mișcare.
Care este principiul motorului?
Cel mai simplu principiu al motorului este de a utiliza electromagneti cu curenți pentru a crea forță pentru a mișca ceva - cu alte cuvinte, pentru a converti energia electrică în energie mecanică de rotație. Motoarele sunt instalate cu electromagneti în inele cuibare, cu polaritățile magneților care alternează de la nord la sud în inele. Magneții rotori se mișcă în timp ce magneții statorului nu. Polaritatea nord-sud a acestor electromagneti trebuie să se inverseze constant.
Cum funcționează un motor AC?
Înainte de invențiile lui Tesla, motoarele cu curent continuu erau tipul de presedinte al motorului. Un motor AC funcționează prin aplicarea curentului alternativ la înfășurările statorului, care produc un câmp magnetic rotativ. Deoarece câmpul magnetic se rotește în acest fel, un motor AC nu are nevoie de putere sau ajutor mecanic pentru a fi aplicat rotorului. Rotorul se va roti prin câmpul magnetic și va crea un cuplu pe arborele de antrenare al motorului. Viteza de rotație variază în funcție de numărul de poli magnetici dintr-un stator. Această viteză se numește viteză sincronă. Motoarele cu inducție în curent alternativ funcționează, însă, cu o întârziere sau alunecare pentru a permite curgerea curentului rotorului.
Diferite motoare cu curent alternativ vor avea un număr diferit de poli și, prin urmare, variază viteze în comparație între ele. Viteza unui motor AC nu este însă variabilă, ci constantă. Acest lucru este în contrast cu multe motoare cu curent continuu. Motoarele de curent alternativ nu necesită perii (contactele de putere) sau comutatoarele de care au nevoie motoarele cu curent continuu.
Inventiile lui Tesla au schimbat mult peisajul motoarelor, permițând dispozitive mai eficiente și mai fiabile. Aceste motoare cu curent alternativ au revoluționat industriile și au deschis calea pentru utilizări în multe aparate utilizate în secolul XXI, precum mașini de tocat cafea, ventilatoare de duș, aparate de aer condiționat și frigidere.
Câte tipuri de motoare există?
Există mai multe tipuri de motoare cu curent alternativ și funcționează pe același principiu de bază. Multe dintre aceste motoare sunt o variație a motoarelor de inducție cu inducție, deși motorul de curent alternativ cu magnet permanent mai recent, sau PMAC, funcționează puțin diferit.
Cel mai frecvent motor AC este motorul cu inducție trifazat extrem de versatil. Acest motor polifazic funcționează cu decalaj mai degrabă decât cu viteză sincronă. Această diferență de viteză se numește alunecare a motorului. Curentii induși care curg în rotor provoacă această alunecare, care atrage curent ridicat la început. Din cauza alunecării, aceste motoare sunt considerate asincrone. Motoarele cu inducție trifazice au putere și eficiență ridicate, cu cuplu de pornire ridicat. Astfel de motoare au adesea nevoie de o forță de pornire mecanică pentru a pune în mișcare rotorul. Motoarele de inducție trifazice sunt motoare puternice utilizate frecvent în dispozitivele industriale.
Motoarele cu cuva veveriței sunt un tip de motor AC în care barele conducătoare de aluminiu sau cupru de pe rotor se află paralele cu axul. Mărimea și forma barelor conductoare afectează cuplul și viteza. Numele este derivat din asemănarea dispozitivului cu o cușcă.
Un motor de inducție cu rotor-rană este un fel de motor AC care este format dintr-un rotor cu înfășurări, mai degrabă decât cu bare. Motoarele cu inducție cu rotorul rănilor au nevoie de cuplu de pornire ridicat. Rezistența în afara rotorului afectează viteza de cuplu.
Motorul cu inducție monofazat este un fel de motor cu curent alternativ realizat cu o înfășurare de pornire adăugată în unghi drept față de înfășurarea statorului principal. Motoarele universale sunt motoare monofazate și pot funcționa fie prin curent alternativ, fie cu curent continuu. Aspiratorul de acasă conține probabil un motor universal.
Motoarele condensatoarelor sunt un tip de motor AC care presupune adăugarea capacitanței pentru a crea o schimbare de fază între înfășurări. Sunt convenabile pentru mașinile care necesită un cuplu de pornire ridicat, cum ar fi compresoarele.
Motoarele de rulare ale condensatorului sunt un tip de motor AC monofazat care echilibrează cuplul de pornire și rularea bună. Aceste motoare folosesc condensatoare conectate cu înfășurări auxiliare de pornire. Veți găsi motoare de rulare a condensatorului în unele ventilatoare ale cuptorului. Motoarele de pornire a condensatorului utilizează un condensator cu înfășurare de pornire care poate crea cel mai mare cuplu de pornire. Ambele tipuri de motoare necesită două condensatoare în plus față de un comutator, astfel încât piesele lor cresc prețul acestor motoare. Dacă întrerupătorul este luat, motorul condensatorului separat separat funcționează la un cost mai mic, dar folosește și cuplul de pornire mai mic. Aceste tipuri de motoare de curent alternativ, deși sunt mai scumpe pentru a funcționa, funcționează bine pentru nevoile cuplu mare, cum ar fi compresoarele de aer și pompele de vid.
Motoarele cu fază divizată sunt un tip de motor cu curent alternativ care folosește înfășurarea de pornire cu calibru mic și raporturi de rezistență diferite la reactanță. Aceasta produce o diferență de fază prin intermediul conductoarelor înguste. Motoarele cu fază divizată oferă un cuplu de pornire mai mic decât celelalte motoare condensatoare și un curent de pornire ridicat. Prin urmare, motoarele cu fază divizată sunt utilizate de obicei la ventilatoare mici, polizoare mici sau scule electrice. Puterea motoarelor cu fază divizată poate atinge până la 1/3 CP.
Motoarele cu umbrire sunt un tip de motor cu curent alternativ cu inducție monofazat, cu costuri reduse, cu o înfășurare. Motoarele cu stâlp umbrit se bazează pe fluxul magnetic între părțile umbrate și umbrite ale unei bobine de umbrire din cupru. Acestea sunt utilizate cel mai bine ca motoare mici, de unică folosință, care nu necesită o durată lungă de rulare sau mult cuplu.
Motoarele sincrone sunt numite astfel deoarece polii magnetici pe care îi generează transformă rotorul la viteză sincronă. Numărul de perechi de poli determină viteza unui motor sincron. Printre subtipurile de motoare sincrone se includ motoare sincrone trifazate și monofazate.
Motoarele de histereză sunt cilindri de oțel care nu au înfășurări sau dinți. Aceste motoare au un cuplu constant și funcționează fără probleme, astfel încât acestea sunt adesea utilizate la ceasuri.
Majoritatea motoarelor de curent alternativ folosesc electromagneti, deoarece acestea nu slăbesc, spre deosebire de magneții permanenți. Cu toate acestea, tehnologiile mai noi au făcut ca motoarele AC cu magnet permanent să fie viabile și chiar preferabile în anumite circumstanțe. Motoarele de curent continuu cu magnet permanent sau PMAC sunt utilizate în aplicații care necesită cuplu și viteză precisă. Acestea sunt motoare de încredere, populare utilizate astăzi. Magneții sunt montați pe un rotor, fie pe suprafața sa, fie în laminările sale. Magneții folosiți în PMAC sunt fabricate din elemente de pământuri rare. Acestea produc mai mult flux decât magneții cu inducție. PMAC-urile sunt mașini sincrone care funcționează la o eficiență ridicată și funcționează dacă nevoile de cuplu sunt variabile sau constante. PMAC-urile funcționează la temperaturi mai reci decât alte motoare cu curent alternativ. Acest lucru ajută la reducerea uzurii la piesele motorului. Datorită eficienței ridicate, PMAC-urile consumă mai puțină energie. Costurile anterioare mai mari sunt compensate în cele din urmă de funcționarea eficientă a motorului pe termen lung.
Orice motor AC poate avea o viteză variabilă?
Una dintre atracțiile motoarelor cu curent continuu este faptul că viteza lor poate fi variată. Cu toate acestea, motoarele de curent alternativ nu tind să funcționeze cu viteză variabilă. Ei rulează cu o viteză constantă indiferent de sarcina lor. Acest lucru este util pentru menținerea vitezei exacte. Cu toate acestea, anumite aplicații garantează o viteză variabilă. Încercările de a schimba viteza motoarelor de curent alternativ pot duce la deteriorarea sau supraîncălzirea acestora. Există, totuși, modalități de a rezolva aceste probleme și de a face un motor AC cu turație variabilă. Există soluții mecanice pentru modificarea vitezei motoarelor de curent alternativ. Acest lucru se poate face prin scripete în unele dispozitive, cum ar fi cu un strung. O altă soluție mecanică este folosirea unui arbore de jacks.
Multe dintre mașinile de astăzi funcționează încă pe baza principiilor originale ale motorului de inducție în ca de la Nikola Tesla. Aceste motoare au rezistat testului timpului datorită adaptabilității și durabilității lor. Inginerii încearcă să facă motoarele mai eficiente, cu o uzură mai mică și o generare de căldură, producând un cost mai mic și un picior mai mic asupra mediului.