המרת האנרגיה מחשמל למכני הוסברה על ידי מייקל פאראדיי, מדען בריטי בשנת 1821. את המרת האנרגיה ניתן לעשות על ידי סידור מוליך נושא זרם בתוך שדה מגנטי. אז המוליך מתחיל להסתובב בגלל המומנט שנוצר מהשדה המגנטי והזרם החשמלי. מדען בריטי ויליאם סטרג'ון תכנן מכונת DC בשנת 1832 על פי חוקו. עם זאת, זה היה יקר ולא מתאים לשום יישום. אז סוף סוף, הראשון מנוע חשמלי הומצא בשנת 1886 על ידי פרנק ג'וליאן שפרג.
מהו מנוע חשמלי?
ניתן להגדיר מנוע חשמלי כפי שהוא אחד סוג של מכונה משמש להמרת האנרגיה מחשמל ומכני. רוב המנועים עובדים דרך ה- תִקשׁוֹרֶת בין הזרם החשמלי והשדה המגנטי של סלילת המנוע ליצירת כוח בצורה של סיבוב פיר. מנועים אלה יכולים להיות מופעלים על ידי מקור DC או מקור AC. גנרטור זהה מכנית למנוע חשמלי, אולם עובד בכיוון ההפוך על ידי שינוי אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. תרשים המנוע החשמלי מוצג להלן.
הסיווג של מנועים חשמליים יכול להיעשות על פי שיקולים כמו סוג המנוע מקור כוח , בנייה, סוג פלט תנועה ויישום. הם מסוג AC, סוג DC, ללא מברשות, מוברש, מסוג פאזה כמו שלב חד פעמי, שניים או שלושה שלבים וכו '. המנועים בעלי המאפיינים והממדים האופייניים יכולים לספק כוח מכני מתאים לשימוש בתעשיות. מנועים אלה ניתנים לשימוש במשאבות, מאווררים תעשייתיים, מכונות כלים, מפוחים, כלי חשמל, כונני דיסק.
מנוע חשמלי
בניית מנוע חשמלי
בניית המנוע החשמלי יכולה להיעשות באמצעות הרוטור, המסבים, הסטטור, פער האוויר, הפיתולים, הקומוטטור וכו '.
בניית מנוע חשמלי
רוטור
הרוטור במנוע חשמלי הוא החלק הנע, והתפקיד העיקרי של זה הוא לסובב את הפיר להפקת הכוח המכני. בדרך כלל, הרוטור כולל מוליכים המונחים להובלת זרמים ומתקשרים עם השדה המגנטי בסטטור.
מיסבים
המסבים במנוע נותנים בעיקר תמיכה לרוטור להפעלת צירו. פיר המנוע מתרחב בעזרת המסבים לעומס המנוע. מכיוון שכוחות העומס משמשים מחוץ למסב, העומס מכונה תלוי יתר.
גַלגַל מְכַוֵן
הסטטור במנוע הוא החלק הלא פעיל במעגל האלקטרומגנטי. הוא כולל מגנטים קבועים או פיתולים. ניתן לבנות את הסטטור עם יריעות מתכת דקות שונות המכונות למינציה. אלה משמשים בעיקר להפחתת הפסדי אנרגיה.
כיס אוויר
פער האוויר הוא החלל בין הסטטור והרוטור. ההשפעה של פער האוויר תלויה בעיקר בפער. זהו המקור העיקרי לגורם ההספק הנמוך של המנוע. ברגע שפער האוויר גדל בין הסטטור לרוטור, אז גם זרם המגנט גדל. מסיבה זו, פער האוויר צריך להיות פחות.
פיתולים
פיתולים במנועים הם חוטים המונחים בתוך הסלילים, מכוסים בדרך כלל סביב ליבת מגנט ברזל גמישה כדי ליצור מוטות מגנטיות תוך כדי אנרגיה עם הזרם. ל פיתולי מנוע נחושת היא החומר הנפוץ ביותר. נחושת היא החומר הנפוץ ביותר עבור פיתולים ואלומיניום משמש גם אם כי זה אמור להיות מוצק כדי לשאת עומס חשמלי דומה בצורה מאובטחת.
קוֹמוּטָטוֹר
ה קוֹמוּטָטוֹר הוא חצי טבעת במנוע אשר מפוברק בנחושת. התפקיד העיקרי של זה הוא קישור המברשות לכיוון הסליל. טבעות הקומוטטור משמשות כדי להבטיח את זרימת כיוון הזרם בתוך סליל ההיפוך בכל מחצית הזמן, ולכן המשטח האחד של הסליל נדחק לעתים קרובות כלפי מעלה והמשטח השני של הסליל נדחק כלפי מטה.
עבודה של מנוע חשמלי
בעיקרון, רוב המנועים החשמליים עובדים על האלקטרומגנט עקרון אינדוקציה עם זאת, ישנם סוגים שונים של מנועים המשתמשים בשיטות אלקטרומכניות אחרות, כלומר אפקט פיזואלקטרי וכוח אלקטרוסטטי.
עקרון העבודה הבסיסי של מנועים אלקטרומגנטיים יכול להיות תלוי באנרגיה מכנית הפועלת על המוליך באמצעות זרם הזרם החשמלי והיא ממוקמת בתוך השדה המגנטי. כיוון הכוח המכני מאונך לכיוון השדה המגנטי והמוליך והשדה המגנטי.
סוגי מנוע חשמלי
כיום, מנועי החשמל הנפוצים ביותר כוללים בעיקר מנועי AC ומנועי DC
מנוע זרם חילופין
מנועי זרם חילופין מסווגים לשלושה סוגים דהיינו מנועים אינדוקציה, סינכרוני וליניארי
- מנועי אינדוקציה מסווגים לשני סוגים כלומר מנועים חד פאזיים ושלושה פאזיים
- מנועים סינכרוניים מסווגים לשני סוגים, כלומר מנועי היסטרזיס וחוסר רצון
מנוע DC
מנועי DC מסווגים לשני סוגים שהם מנועים הנרגשים מעצמם ונרגשים בנפרד
- מנועים עם התרגשות עצמית מסווגים לשלושה סוגים, כלומר מנועי סדרה, תרכובת ושנט
- מנועים מורכבים מסווגים לשני סוגים, כלומר מנועי שאנט קצרים וארוכים
יישומים של מנוע חשמלי
היישומים של מנוע חשמלי כוללים את הדברים הבאים.
- היישומים של מנוע חשמלי כולל בעיקר מפוחים, מאווררים, כלי מכונה, משאבות , טורבינות, כלי חשמל, אלטרנטורים, מדחסים, טחנות גלגול, ספינות, מובילים, טחנות נייר.
- המנוע החשמלי הוא מכשיר חיוני ביישומים שונים כמו ציוד אוורור וחימום HVAC, מכשירי חשמל ביתיים וכלי רכב מנועים.
יתרונות המנוע החשמלי
למנועים חשמליים יש כמה יתרונות בכל פעם שאנחנו משווים למנועים רגילים הכוללים את הדברים הבאים.
- העלות העיקרית של מנועים אלה נמוכה בהשוואה למנועי הדלק המאובנים, אך דירוג כוחות הסוס של שניהם דומה.
- מנועים אלה כוללים חלקים נעים, כך שאורך החיים של מנועים אלה ארוך יותר.
- הקיבולת של מנועים אלה היא עד 30,000 שעות כפי ששמרנו כראוי. כך שכל מנוע דורש מעט תחזוקה
- מנועים אלה הם אישורי בקרה אוטומטיים יעילים במיוחד לפונקציות הפעלה והפסקה אוטומטיות.
- מנועים אלה אינם משתמשים בדלק מכיוון שהם אינם דורשים תחזוקה של שמן מנוע, אחרת, שירות סוללות.
חסרונות המנוע החשמלי
החסרונות של מנועים אלה כוללים את הדברים הבאים.
- מנועים חשמליים גדולים אינם ניתנים להזזה בקלות, ויש לקחת בחשבון את המתח והזרם המדויקים
- במצבים מסוימים, הרחבות קו יקר הן חובה באזורים מבודדים שבהם החשמל אינו נגיש.
- בדרך כלל, הביצועים של מנועים אלה יעילים יותר.
לפיכך, זה הכל על מנוע חשמלי והתפקיד העיקרי של זה הוא להמיר את האנרגיה מחשמל למכני. מנועים אלה הם שקטים ונוחים מאוד, המשתמשים בזרם חילופין אחרת בזרם ישר. מנועים אלה זמינים בכל מקום בו התנועה המכנית יכולה להתרחש באמצעות זרם חילופין או זרם ישר. הנה שאלה עבורך, איך מייצרים מנוע חשמלי?
