Części nieruchome i obracające się.
Stojan jest nieruchomy; wirnik się obraca. Oddziaływanie magnetyczne między nimi wytwarza moment obrotowy na wale. Łożyska podtrzymują wirnik, umożliwiając jego obrót.
Uzwojenia wytwarzają pola magnetyczne podczas przepływu prądu. W zależności od silnika pole wirnika może pochodzić z prądów indukowanych, magnesów trwałych albo zasilanych uzwojeń.
Prześledź przepływ energii.
- Elektryczna moc wejściowaZasila silnik.
- Oddziaływanie magnetyczneWytwarza moment obrotowy.
- Moc wyjściowa wałuNapędza podłączone obciążenie.
Zmienne pole podtrzymuje obrót.
W trójfazowym silniku AC odpowiednio rozmieszczone uzwojenia i prądy przesunięte w fazie wytwarzają wirujące pole magnetyczne. Częstotliwość i liczba biegunów określają jego prędkość obrotową.
Zależność wirnika względem tego pola zależy od typu silnika. Dwie następne lekcje oddzielnie omawiają silniki indukcyjne i silniki synchroniczne z magnesami trwałymi.
1. Pierwsza chwila
Względne prądy fazowe:
A +1 · B −0.5 · C −0.5
2. Jedną trzecią okresu później
Względne prądy fazowe:
A −0.5 · B +1 · C −0.5
3. Dwie trzecie okresu później
Względne prądy fazowe:
A −0.5 · B −0.5 · C +1
- Uzwojenia pozostają nieruchome. A, B i C oznaczają dodatnie osie magnetyczne trzech grup uzwojeń, oddalone o 120° w tym uproszczonym silniku dwubiegunowym. Przeciwne końce pokazano szaro.
- Prądy zmieniają się. +1 oznacza dodatni prąd szczytowy; −0.5 to połowa wartości szczytowej w przeciwnym kierunku. To wartości względne, a nie ampery.
- Wypadkowe pole obraca się. Pomarańczowa strzałka oznacza kierunek wypadkowego pola magnetycznego. Na tych migawkach przemieszcza się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara; środkowy okrąg jedynie oznacza przestrzeń wirnika i nie pokazuje jego położenia.
Ruch obrotowy może napędzać różne maszyny.
Silnik dźwigu ciernego obraca koło cierne, bezpośrednio lub za pośrednictwem przekładni. Silnik agregatu hydraulicznego napędza pompę, która dostarcza ciecz do obwodu podnoszenia.
Prędkość wału silnika nie jest automatycznie prędkością kabiny. Przekładnia, wielkość koła, olinowanie lub przepływ hydrauliczny łączą te wielkości.
Moment obrotowy, prędkość i temperatura mają znaczenie.
Silnik musi spełniać wymagania obciążenia podczas ruszania, jazdy i zatrzymywania. Wytwarzanie momentu przy małej prędkości nadal może generować znaczne ciepło.
Silnik, napęd, sterownik i hamulec pełnią odrębne role. Zrozumienie silnika nie czyni wszystkich silników zamiennymi: znaczenie mają też zasilanie, chłodzenie, rodzaj pracy i dopasowanie mechaniczne.
Bliższe spojrzenie
Gdy maszyna napędza silnik, a moment elektromagnetyczny przeciwdziała obrotowi, energia może przepływać z wału do układu elektrycznego. Ta praca prądnicowa zostanie rozwinięta w dalszej części modułu.
Sprawdź swoją wiedzę
Czy sama moc znamionowa silnika określa prędkość jazdy kabiny dźwigu?
Pokaż wyjaśnienie
Nie. Prędkość silnika i połączony z nim układ mechaniczny lub hydrauliczny określają ruch kabiny. Sama moc nie określa żadnego z nich.
Dalsza lektura.
Lektura opcjonalna, pozwalająca dokładniej zgłębić tę lekcję.
- OpenStax: jak siły magnetyczne wytwarzają moment obrotowy silnika
Sekcja 22.8 zaczyna od sił działających na pętlę z prądem, a następnie pokazuje prosty silnik. Wyjaśnia zasadę powstawania momentu; zilustrowany silnik DC nie jest trójfazowym silnikiem dźwigowym.
- Microchip: uzwojenia stojana i pola wirujące (PDF) (Dokument w języku angielskim)
Lektura techniczna: AN4398, strona 7, przedstawia trzy przestrzenne osie faz. Strona 3 identyfikuje stojan i wirnik. Późniejsza matematyka sterowania jest opcjonalna.