Интересный

Как работают электродвигатели и генераторы

Как работают электродвигатели и генераторы


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Электромобили используют исключительно двигатели для тяги, а гибриды используют электродвигатели, чтобы помочь своим двигателям внутреннего сгорания в передвижении. Но это не все. Эти самые двигатели могут быть использованы и используются для выработки электроэнергии (посредством процесса рекуперативного торможения) для зарядки бортовых аккумуляторов этих транспортных средств.

Наиболее распространенный вопрос: «Как это может быть… как это работает?» Большинство людей понимают, что для работы двигателя используется электричество - они видят его каждый день в своих бытовых приборах (стиральные машины, пылесосы, кухонные комбайны).

Но идея о том, что двигатель может «работать задом наперед», фактически генерируя электричество, а не потребляя его, кажется почти волшебством. Но как только связь между магнитами и электричеством (электромагнетизм) и концепцией сохранения энергии понята, тайна исчезает.

Электромагнетизм

Мощность двигателя и выработка электроэнергии начинаются с свойства электромагнетизма - физического отношения между магнитом и электричеством. Электромагнит - это устройство, которое действует как магнит, но его магнитная сила проявляется и контролируется электричеством.

Когда провод, изготовленный из проводящего материала (например, меди), движется в магнитном поле, в проводе (элементарном генераторе) создается ток. И наоборот, когда электричество пропускается через провод, который намотан вокруг железного сердечника, и этот сердечник находится в присутствии магнитного поля, он будет двигаться и закручиваться (очень простой двигатель).

Мотор / Генераторы

Моторы / генераторы - это действительно одно устройство, которое может работать в двух противоположных режимах. Вопреки тому, что иногда думают люди, это не означает, что два режима двигателя / генератора работают в обратном направлении друг от друга (что в качестве двигателя устройство вращается в одном направлении, а в качестве генератора оно поворачивает в противоположном направлении).

Вал всегда вращается одинаково. «Смена направления» заключается в потоке электричества. Как двигатель, он потребляет электроэнергию (поступает) для производства механической энергии, а как генератор он потребляет механическую энергию для производства электроэнергии (вытекает).

Электромеханическое вращение

Электродвигатели / генераторы, как правило, одного из двух типов: переменного (переменного тока) или постоянного тока (постоянного тока), и эти обозначения указывают на тип электроэнергии, которую они потребляют и генерируют.

Не вдаваясь в подробности и затуманивая проблему, в этом и заключается разница: переменный ток меняет направление (чередуется) при прохождении через цепь. Постоянный ток течет в одном направлении (остается неизменным), когда он проходит через цепь.

Тип используемого тока в основном связан со стоимостью устройства и его эффективностью (двигатель / генератор переменного тока, как правило, более дорогой, но и гораздо более эффективный). Достаточно сказать, что большинство гибридов и много больших электромобилей используют двигатели / генераторы переменного тока - именно на этом типе мы сосредоточимся в этом объяснении.

Двигатель переменного тока / генератор состоит из 4 основных частей:

  • Проволочная арматура на валу (ротор)
  • Поле магнитов, которые индуцируют электрическую энергию, уложенную бок о бок в корпус (статор)
  • Кольца скольжения, которые проводят переменный ток к / от якоря
  • Щетки, которые контактируют с контактными кольцами и передают ток в / из электрической цепи

Генератор переменного тока в действии

Якорь приводится в действие механическим источником энергии (например, при производстве электроэнергии это будет паровая турбина). Когда этот намотанный ротор вращается, его проволочная катушка проходит над постоянными магнитами в статоре, и в проводах якоря создается электрический ток.

Но поскольку каждая отдельная петля в катушке проходит сначала северный полюс, а затем южный полюс каждого магнита последовательно, когда он вращается вокруг своей оси, индуцированный ток постоянно и быстро меняет направление. Каждое изменение направления называется циклом, и оно измеряется в циклах в секунду или в герцах (Гц).

В Соединенных Штатах частота цикла составляет 60 Гц (60 раз в секунду), в то время как в большинстве других развитых стран мира она составляет 50 Гц. Отдельные контактные кольца установлены на каждом из двух концов проволочной петли ротора, чтобы обеспечить путь для тока, покидающего якорь. Щетки (которые на самом деле являются угольными контактами) соприкасаются с контактными кольцами и завершают путь для тока в цепи, к которой подключен генератор.

Двигатель переменного тока в действии

Действие двигателя (подача механической энергии), по сути, является противоположностью действия генератора. Вместо того, чтобы вращать якорь для производства электричества, ток подается по цепи через щетки и контактные кольца и в якорь. Этот ток, протекающий через катушку намотанного ротора (якоря), превращает его в электромагнит. Постоянные магниты в статоре отражают эту электромагнитную силу, вызывающую вращение якоря. Пока электричество течет по цепи, двигатель будет работать.


Смотреть видео: Галилео. Эксперимент. Генератор-двигатель (May 2022).