Budowa silnika elektrycznego jest prosta (patrz niżej), bo zamiast wału korbowego, tłoków, cylindrów oraz zaworów są tu stojan i wirnik, a energię dostarcza nie łatwopalna ciecz ze zbiornika paliwa, lecz energia elektryczna magazynowana w akumulatorach. materiały prasowe. Jak działa silnik elektryczny Położenie silnika. Opis tego, jaki wpływ na jazdę ma położenie silnika, znajdziesz wyżej w charakterystyce rowerów elektrycznych. Moc silnika. Przy wyborze roweru elektrycznego ważna jest klasa zamontowanych komponentów. Im wyższy model przerzutek i hamulców tym jazda będzie bardziej efektywna; Hamulce wiertarka ręczna – przenośne urządzenie do wiercenia z napędem ręcznym (za pomocą korby – korba, z trzonem spiralnym – furkadło ), elektrycznym lub pneumatycznym. wiertarka stołowa – niewielka obrabiarka ustawiana na stole warsztatowym. wiertarka kolumnowa – wiertarka, lub jej wrzeciono jest mocowana na kolumnie Wirnik silnika elektrycznego obraca się i generuje energię mechaniczną. Podsumowując, podstawową zasadą określającą to, jak działa silnik elektryczny, jest przetworzenie powstającej w nim energii magnetycznej na mechaniczną, która polega na wprawieniu w ruch wirnika lub innego elementu obrotowego. Różnice w pracy napędów Silnik elektryczny to urządzenie, w którym kosztem energii ____ uzyskujemy energię ____. Działanie silnika jest skutkiem oddziaływania magnesów i ekazniki-elektryczne-budowa-zasada-dzialania-sterowanie.pdf] Przepływ prądu elektrycznego przez uzwojenie elektromagnesu przekaźnika wywołuje powstanie silnego pola magnetycznego w rdzeniu elektromagnesu. Zwora zostaje przyciągnięta do rdzenia i łączy styki przekaźnika. Ten stan określamy jako włączenie przekaźnika. . Nowoczesny świat, w którym przychodzi nam żyć, opiera się na najnowszych rozwiązaniach technologicznych, które są nieodzowną częścią naszej codzienności, bez względu na statut społeczny czy pochodzenie. Nawet najbardziej ubogie europejskie gospodarstwa posiadają bowiem co najmniej kilka urządzeń, wyposażonych w nowoczesne technologie. Najlepszym przykładem powszechności występowania technologii jest obecność silników elektrycznych, które to właśnie znajdują się we wspomnianych urządzeniach. Często nie zdajemy sobie nawet sprawy z tego, jak bardzo postęp technologiczny nas otacza, ponieważ obecne wokół urządzenia i rozwiązania są dla nas niemal oczywistym elementem krajobrazu. Wentylatory, pompy, sprężarki, urządzenia AGD czy RTV, to właśnie te części wyposażenia naszych domówi mieszkań, w których znajdują się nowoczesne silniki elektryczne. Gdzie możemy spotkać silniki elektryczne? Oprócz podstawowych urządzeń gospodarstwa domowego silniki elektryczne mają znacznie szersze zastosowanie w przemyśle, transporcie, czy też produkcji. Prostym przykładem zastosowania potężnego silnika elektrycznego są niemal wszechobecne ruchome schody. Coraz bardziej popularne są również samochody napędzane silnikiem elektrycznym. Samochody elektryczne są ekologiczne, nie emitują szkodliwego dwutlenku węgla, dlatego jest to rozwiązanie przyjazne środowisku. Kolejnym pojazdem napędzanym silnikiem elektrycznym jest pociąg. Pociągi elektryczne wyposażone są w niezwykle mocne silniki elektryczne, w których miedziana uzwojenia generatorów, wytwarzają tak dużą energię elektryczną, że jest ona w stanie napędzać potężną i ciężką maszynę do ogromnych prędkości. Jak zbudowane są silniki elektryczne prądu stałego? Wszechobecność silników elektrycznych może być przytłaczająca, ale równocześnie fascynująca. Warto więc zapoznać się też z budową silników elektrycznych, aby zrozumieć jak to możliwe, że tak wiele urządzeń napędzanych jest przez energię elektryczną. Wyróżniamy następujące części do silników elektrycznych: Uzwojenie wirnika – wykonane z miedzianego drutu będącego świetnym przewodnikiem, nawinięte jest na twornik, dzięki czemu w momencie przepływu prądu staje się ono elektromagnesem Twornik – jest to rdzeń uzwojenia, który wzmacnia siłę elektromagnesu. Magnesy trwałe – ich zadaniem jest wytwarzanie stałego pola magnetycznego, które wprawia w ruch cewkę, w momencie przepływu prądu Komutator – jego rola to przełączanie styków co pół obrotu Szczotki – łączą się z komutatorem i przewodzą prąd do silnika Stalowe jarzmo – wykonane jest ono z materiału ferromagnetycznego, jego zadaniem jest łączenie dwóch magnesów stałych, tworząc magnes podkowiasty. Silniki elektryczne to pojęcie bardzo szerokie. Różnić się mogą nie tylko budową, ale i zastosowaniem. Cechą wspólną, która łączy te różne rodzaje jednostek jest jednak ich zasada działania. Wszystkie silniki elektryczne są bowiem tak konstruowane, aby przy użyciu pola magnetycznego były w stanie wprawić w ruch wał danej maszyny. Czyli - zamienić energię elektryczną na mechaniczną. Jakie może być zastosowanie silnika elektrycznego? Czym różnią się poszczególne rodzaje tych jednostek? Więcej na ten temat w tym artykule! Budowa silnika Jak zbudowane są te jednostki? Wszystkie silniki elektryczne mają następujące elementy: Wirnik Magnesy Szczotki Komutatory Jaka jest rola tych części? Wirnik to element, który zaczyna się obracać, dzięki temu, że umieszczone na nim uzwojenia znajdują się w polu magnetycznym. Z kolei magnesy są odpowiedzialne za wytworzenie pola magnetycznego, które z kolei porusza wirnik. Dzięki komutatorom możliwe jest sterowanie kierunkiem prądu w całym układzie. Gdyby nie one, wirnik nie byłby w stanie poprawnie poruszać się. Z kolei szczotki dostarczają prąd do samego silnika. Rodzaje silników elektrycznych Jakie typy silników elektrycznych znajdziemy na rynku? Poniżej wymieniamy ich główne rodzaje: Silnik jednofazowy Silnik trójfazowy Silnik jednobiegowy Silnik wielobiegowy Silnik z hamulcem W kolejnych akapitach piszemy o tym, jak są zbudowane różne typy silników elektrycznych oraz ich ewentualne zastosowanie. Dowiedz się więcej o silnikach elektrycznych: Silnik jednofazowy Co właściwie oznacza pojęcie silnika jednofazowego? Krótko mówiąc, chodzi o zasilanie z jednofazowej sieci prądu przemiennego. Budowa takiego silnika oparta jest o dwa uzwojenia - jedno główne, a drugie pomocnicze. Silniki jednofazowe mogą być stosowane w wielu rozwiązaniach z zakresu automatyki. Znaleźć je można również w różnych sprzętach gospodarstwa domowego, ale także urządzeniach rolniczych. Tego rodzaju jednostki stosowane są głównie tam, gdzie zapotrzebowanie na energię jest stosunkowo niewielkie. Co ważne, silnik jednofazowy umożliwia stałą i efektywną pracę, bez niepotrzebnych przerw. Świetnie sprawdzi się wszędzie tam, gdzie sama jednostka nie jest poddawana żadnym, dodatkowym obciążeniom. Silnik trójfazowy Silnik trójfazowy to jednostka do zastosowania wszędzie tam, gdzie zapotrzebowanie na moc jest znacznie większe niż w przypadku silników jednofazowych. Dzięki wyższym parametrom niż te, które mają silniki jednofazowe, jednostki trójfazowe zapewniają znacznie większą odporność na obciążenia - zarówno te stałe, jak i chwilowe. Silnik wielobiegowy Silniki wielobiegowe zaprojektowane są z myślą o zastosowaniach wymagających skokowych zmian prędkości. W tego rodzaju jednostkach możliwa jest praca przy co najmniej dwóch prędkościach. Staje się to możliwe dzięki zmianie liczby biegunów magnetycznych. Gdzie stosowane są silniki wielobiegowe? Jednym z najlepszych przykładów są choćby obrabiarki. Silniki z hamulcem W jakich sytuacjach stosowane są silniki elektryczne z hamulcem? To rozwiązanie, które zaprojektowane zostało z myślą o układach, w których jest zapotrzebowanie na zatrzymanie urządzenia. Tam, gdzie priorytetem jest możliwość szybkiego zatrzymania pracy maszyny, sprawdzą się wręcz idealnie. Jak działają silniki z hamulcem? To jednostki elektryczne, które posiadają specjalny hamulec elektromagnetyczny. Takie rozwiązanie umożliwia uzyskanie samohamowności układu - zarówno statycznej, jak i dynamicznej. Dostępne są silniki z hamulcem prądu stałego, jak i przemiennego. W jakich urządzeniach znajdziemy silniki z hamulcem? W przypadku prądu przemiennego, hamulce stosowane są w urządzeniach, gdzie częstotliwość łączeń to co najmniej 8000 na godzinę - wielkośc mechaniczna od 90 do 160 mm. Z kolei hamulce prądu stałego stosuje się raczej do mniejszych urządzeń - wielkość mechaniczna do 80 mm.  Silniki elektryczne indukcyjne, klatkowe, trójfazowe. Trójfazowe silniki indukcyjne ze względu na prostą budowę, łatwość obsługi, niskie koszty wykonania i eksploatacji, znajdują szerokie zastosowanie jako silniki ogólnego przeznaczenia do napędu wielu różnych maszyn stosowanych w przemyśle , rolnictwie i gospodarstwie domowym w zakresie mocy od kilku do kilkuset kilowatów. 1. Budowa i zasada działania: Silnik elektryczny trójfazowy, klatkowy, asynchroniczny jest maszyną elektryczną zamieniająca energię elektryczną w energię mechaniczną. Składa się z dwóch zasadniczych części: ruchomej – wirnika wykonanego z blach elektrotechnicznych w formie walca ze żłobkami wypełnionymi aluminiowymi lub miedzianymi prętami połączonymi czołowo pierścieniami z tego samego materiału, tworzących klatkę. Pręty wirnika ułożone są na ogół skośnie do osi wirowania .To rozwiązanie korzystnie wpływa na rozruch silnika nieruchomej – stojana wykonanego również z blach elektrotechnicznych, izolowanych jednostronnie i złożonych w pakiety. W żłobkach stojana ułożone jest uzwojenie (cewki z drutu nawojowego miedzianego),które może być uzwojeniem dwu lub wielobiegunowym. Trzy jego gałęzie umieszczone są w pakiecie stojana i przesunięte wzajemnie o 120 stopni elektrycznych. Końce trzech gałęzi uzwojeń połączonych razem, tworzą połączenie w gwiazdę. Połączenie w trójkąt powstanie jeżeli koniec każdej z gałęzi połączy się z początkiem następnej. Schematy łączenia uzwojeń silnika w gwiazdy i trójkąt: a) uzwojenia nie skojarzone; b) uzwojenia połączone w gwiazdę; c) uzwojenia połączone w trójkąt Po przyłączeniu napięcia z sieci trójfazowej do uzwojenia stojana, powstaje pole magnetyczne wirujące, którego prędkość wirowania zależy od częstotliwości sieci i od liczby biegunów silnika. $$n_{s} = 60\frac{f}{p}$$ Pole wirujące w stojanie, drogą indukcji powoduje przepływ prądu w prętach wirnika tworząc siłę elektromotoryczną i moment obrotowy wirnika. Prędkość obrotowa wirnika musi być zawsze mniejsza od prędkości synchronicznej wirującego pola. Różnicę tych prędkości nazywa się poślizgiem. $$S = \frac{n_{s}-n}{n_{s}}$$ $$S\text{ – poślizg}$$ $$n_{s}\text{ – prędkość synchroniczna (pola wirującego)}$$ $$n\text{ – prędkość asynchroniczna ( wirnika )}$$ 2. Rozruch silników: Bezpośredni – polega na przyłączeniu uzwojeń stojana bezpośrednio do sieci zasilającej bez urządzeń obniżających napięcie. Prąd pobierany podczas takiego rozruchu jest kilkakrotnie ( 3,5-8 ) razy większy od znamionowego a czas rozruchu zależy od trwania momentu obciążenia i momentu znamionowego. Przełącznikiem gwiazda-trójkąt – polega na połączeniu uzwojeń stojana w gwiazdę przed włączeniem silnika do sieci. Powoduje to zmniejszenie napięcia zasilającego uzwojenia a tym samym zmniejszy się moment rozruchowy i prąd pobierany z sieci w momencie rozruchu. Przed zakończeniem rozruchu, silnik należy połączyć w trójkąt aby pracował w swoich normalnych uzwojeń na tabliczce zaciskowej: a) przyłączenie faz do tabliczki zaciskowej; b) połączenie w gwiazdę; c) połączenie w trójkątUkład sterowania silnika klatkowego samoczynnym rozrusznikiem gwiazda-trójkąt obniżenie napięcia zasilającego przy użyciu autotransformatora rozruchowego lub oporników rozruchowych. Metodę tą stosuje się przy biegu luzem silnika lub zmniejszonym obciążeniu. Stosowanie silników z wirnikami dwuklatkowymi i głęboko żłobkowymi. W wirnikach dwuklatkowych stosuje się dwa zestawy prętów: zewnętrzne o mniejszej średnicy wewnętrzne o większej średnicy W tego typu wirnikach w czasie rozruchu wykorzystuje się zjawisko wypierania prądu powodujące zmniejszenie prądu rozruchowego. 3. Regulacja prędkości obrotowej. Prędkość obrotowa silników trójfazowych indukcyjnych zależy od prędkości wirowania pola. Prędkość tą można zmieniać przez: Zmianę biegunów – stojan silnika może mieć dwa oddzielne uzwojenia o różnych liczbach biegunów lub uzwojenie z przełączalną liczbą biegunów. Zmianę częstotliwości – wraz ze zmianą częstotliwości zmienia się prędkość wirowania pola. Przemienniki częstotliwości przekształcają prąd z sieci 50 Hz w prąd o regulowanej częstotliwości i napięciu. Odbywa się to przy zastosowaniu elementów elektronicznych. Przemienniki te składają się z prostownika pośredniczącego i falownika. Za pomocą takiego przemiennika uzyskuje się prędkość obrotową mniejsza lub większa niż synchroniczna. Aktualnie to rozwiązanie jest najbardziej rozpowszechnione w automatyzacji procesów napędowych ,a rozwój nowoczesnych technologii sugeruje iż ostatniego słowa jeszcze nie powiedziano 4. Zmiana kierunku wirowania: Przez zamianę przewodów zasilających ( przełącznik prawo-lewo ). Przez formowanie pola wirującego na drodze elektronicznej przez wysyłanie odpowiedniego rozkazu sterującego programowalnym sterownikiem przemysłowym. 5. Uwagi końcowe. Wraz z rozwojem elektroniki wprowadza się układy łagodnego rozruchu (soft start) oraz układy do regulowania prędkości obrotowej przemienniki częstotliwości (falowniki). Rozwój technologiczny i spadek kosztów układów falownikowych pozwalają coraz częściej stosować tego typu urządzenia dla silników klatkowych. Układy z regulacją obrotów umożliwiają uzyskanie znacznych oszczędności energii elektrycznej w wyniku doboru parametrów sieci do zmieniającego się obciążenia. A w niektórych napędach zwrot energii do sieci w momencie hamowania. Z definicji silnik elektryczny jest maszyną elektryczną, w której energia elektryczna jest przetwarzana na energię mechaniczną. Zdecydowana większość maszyn elektrycznych opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Maszyna elektryczna składa się z części stałej, którą jest stojan (dla asynchronicznych i synchronicznych maszyn prądu zmiennego), części ruchomej – wirnika (dla asynchronicznych i synchronicznych maszyn prądu zmiennego) lub twornika (dla maszyn prądu stałego). Zasada działania asynchronicznego silnika elektrycznego Magnesy stałe są bardzo często stosowane jako induktory w silnikach prądu stałego małej mocy. Gdy stojan jest podłączony do sieci elektrycznej, w jego wnętrzu wytwarzane jest okrągłe, wirujące pole magnetyczne, które przenika przez zwarte uzwojenie wirnika i indukuje prąd indukcyjny. Stąd, zgodnie z prawem Ampere’a (siła odchylająca działa na przewodnik z prądem umieszczonym w polu magnetycznym), wirnik zaczyna się obracać. Prędkość obrotowa wirnika zależy od częstotliwości napięcia zasilającego i liczby par biegunów magnetycznych. Różnica pomiędzy prędkością obrotową pola magnetycznego stojana a prędkością obrotową wirnika charakteryzuje się poślizgiem. Silnik nazywany jest asynchronicznym, ponieważ prędkość obrotowa pola magnetycznego stojana nie jest taka sama jak prędkość obrotowa wirnika. Synchroniczny silnik elektryczny jest inny w konstrukcji wirnika. Wirnik jest albo magnesem stałym, albo elektromagnesem, albo posiada część klatkową (startową) i magnesy stałe lub elektromagnesy. W silniku synchronicznym prędkość obrotowa pola magnetycznego stojana i prędkość obrotowa wirnika są takie same. Do rozruchu stosuje się pomocnicze silniki asynchroniczne lub wirnik klatkowy. Silniki asynchroniczne znalazły szerokie zastosowanie we wszystkich gałęziach techniki. Dotyczy to w szczególności prostych i wytrzymałych trójfazowych silników asynchronicznych z wirnikami klatkowymi, które są bardziej niezawodne i tańsze niż wszystkie silniki elektryczne i nie wymagają praktycznie żadnej konserwacji. Nazwa „asynchroniczny” odnosi się do faktu, że w takim silniku wirnik nie obraca się synchronicznie z polem wirującym stojana. W przypadku braku linii trójfazowej, silnik asynchroniczny może być podłączony do linii jednofazowej. Z silnikami elektrycznymi do czynienia miał praktycznie każdy z nas. Znajdziemy je bowiem w ogromnej liczbie urządzeń, których używamy na co dzień, lub przynajmniej sporadycznie. Napędzają pralki, wiertarki, suszarki do włosów, kosiarki, wentylatory i tysiące innych. Osoby interesujące się kwestiami elektrycznymi i elektronicznymi, które nie mają jeszcze dużego doświadczenia, na pewno są zaciekawione tym jak silniki elektryczne są zbudowane i na jakiej zasadzie działają. O tym właśnie w dzisiejszym poradniku. Silniki prądu stałego i przemiennego Motory elektryczne dzielą się na dwa rodzaje: Jedne zasilane są prądem stałym, na przykład z akumulatora czy zasilacza stabilizowanego, inne prądem przemiennym, czyli takim jaki mamy w gniazdku i sieci elektroenergetycznej. Zasadniczo ich budowa może wydawać się podobna, są jednak pewne różnice. Wewnątrz obudowy silnika prądu stałego mamy bardzo silne magnesy stałe, które po podaniu napięcia na uzwojenia współdziałają z nimi, tworząc siłę zwaną momentem obrotowym. Natomiast silniki elektryczne prądu przemiennego magnesów nie posiadają. Składają się z uzwojeń umieszczonych na statorze (czyli obudowie) oraz na wirniku. Siła napędowa wytwarzana jest przez zmienne pole magnetyczne, które generują uzwojenia dzięki zmieniającym się cyklom prądu przemiennego. Podział ze względu na ilość faz Silniki na prąd sieciowy dzielą się jeszcze na asynchroniczne i synchroniczne, oraz na jednofazowe i trójfazowe. Ten pierwszy podział omówimy kiedy indziej, tym razem skupmy się na ilości faz. Silniki jednofazowe posiadają niewielką moc, wymiary i wagę. Dzięki temu znalazły zastosowanie na przykład w wiertarkach zasilanych z gniazdka, w pompach hydroforowych, w kosiarkach elektrycznych i tak dalej. Jednak gdy potrzebna jest duża moc, konieczne jest wykorzystanie wszystkich dostępnych faz instalacji elektrycznej. Umownie określa się, że niemal wszystkie silniki o mocy powyżej 5 kW to silniki trójfazowe. Posiadają one trzy lub sześć par uzwojeń, które łączyć można na różne sposoby, by otrzymują określoną moc wyjściową, a także kierunek obrotów. Wybór silnika do konkretnego zastosowania, projektu lub urządzenia powinien być podyktowany względami wymiarów, wagi oraz strat mocy, jakie dany sprzęt będzie posiadał i generował. Mocniejszy silnik to cięższe urządzenie i większe straty, za to większa siła napędowa. Często projektanci muszą dobierać motory na podstawia bardzo precyzyjnie określonych kompromisów.

budowa i działanie silnika elektrycznego