Vaša košarica je prazna

Kupovina

komad: 0

Ukupno: 0,00

0

Elektromotori

Elektromotori

Elektromotori su prisutni u mnogim područjima našeg života. Upoznajmo razne vrste!

Fizika

Ključne riječi

elektromotor, elektromagnetska indukcija, indukcija, motor, električni motor, motor na izmjeničnu struju, pravilo desne ruke, elektromagnet, silnice magnetskog polja, inducirane struje, istosmjerna struja, zavojnica, električna struja, magnetsko polje, magnetska sila, željezna jezgra, uređaj, energija, izmjenična struja, elektro, fizika, električni, elektricitet

Povezani dodatci

3D modeli

Interakcija struje i magnetskog polja.

  • žica vodilica
  • vodovi magnetske indukcije - Oni ne postoje u stvarnosti, oni se koriste samo za ilustraciju magnetskog polja. Njihova gustoća pokazuje veličinu indukcije magnetskog polja oko zadane točke, a smjer linija je smjer indukcije.

Svaki elektromotor koristi magnetsko djelovanje električne struje tijekom rada. Ako u žici teče struja, oko žice se stvara magnetsko polje, koje djeluje na isti način na stalni magnet kao jedan drugi trajni magnet, ali ima prednost što se može kontrolirati.
Snaga rezultirajućeg magnetskog polja ovisi o jačini struje u žici, o udaljenosti od žice, a njegov smjer od smjera struje.

Zakrivljena žica

  • žica vodilica
  • vodovi magnetske indukcije - Oni ne postoje u stvarnosti, oni se koriste samo za ilustraciju magnetskog polja. Njihova gustoća pokazuje veličinu indukcije magnetskog polja oko zadane točke, a smjer linija je smjer indukcije.

Zavojnica kao elektromagnet

  • žica vodilica - Jačina struje koja teče u njoj može se koristiti za kontrolu jakosti magnetskog polja.
  • vodovi magnetske indukcije - Oni su zbijeni unutar zakrivljenog vodiča, tako da će tamo biti jače magnetsko polje.
  • željezna jezgra - Na jačinu magnetskog polja utječe sastav materijala koji ispunjava svitak.

Magnetsko polje koje generira električna struja može se dodatno pojačati uvijanjem žice jer se linije magnetske indukcije komprimiraju unutar prstena.
Magnetsko polje se još dalje poboljšava postavljanjem više prstenova jedan do drugog, tj. formiranjem svitka od žice, te ako se u njegovu unutrašnjost postavimo cilindar od materijala koji se može magnetizirati, npr. željeza (željezna jezgra).
Tako sastavljeni svitak je elektromagnet, koji je prisutan u svakom električnom motoru.

Indukcija

  • zavojnica
  • pokretni magnet
  • ampermetar

Ne samo da električna struja može stvoriti magnetsko polje; magnetno polje također može generirati električnu energiju. To je fenomen elektromagnetske indukcije.
Samo magnetsko polje može inducirati struju. Ako se magnetsko polje mijenja u blizini svitka, tada se u svitku inducira električni napon, što rezultira električnom strujom.
Nastala struja će također imati magnetsko polje, tako da dva magnetska polja mogu međusobno djelovati jedno na drugo.

Električni DC motor

  • magnet
  • zavojnica - Ako vodimo struju u metalni svitak, oko njega se stvara magnetsko polje, tako da će se ponašati kao magnet, pa se pokušava okrenuti prema stalnom magnetu u statoru.
  • komutator - Komutator se okreće s rotorom motora, a kroz ugljene četkice ova komponenta apsorbira struju koja dolazi izvana i pokreće je u zavojnicu rotora. U najjednostavnijem slučaju potrebna su dva pola, tako da se sastoji od dva polukružna prstena. Kako se okreće, polovi struje se mijenjaju za svaki polukret, zbog čega se naziva komutatorom, što znači obrnuto
  • klizni kontakt (četkica) - Struja teče kroz nju do komutatora, a zatim kroz zavojnicu. Obično je izrađen od ugljena.
  • željezna jezgra - Zadatak jezgre je pojačati magnetsko polje koje stvara svitak.
  • izolacijski prsten

Električni motori su u osnovi podijeljeni u dva tipa: istosmjerni i izmjenični.
Motori s istosmjernom strujom napajaju se istosmjernom strujom koja se napaja iz baterije ili iz izvora napajanja. U najjednostavnijem slučaju, stator je permanentni magnet, a rotor je elektromagnet, tj. svitak.

Struja se dovodi u rotirajući svitak preko komutatora i ugljičnih četkica u dodiru s njom. Kao rezultat struje uvedene u zavojnicu, zavojnica će postati magnetska i pokušat će se okrenuti prema stalnom magnetu, ali prije nego što se postavi u pravi smjer, polovi će se zamijeniti na komutatoru, tako da će u zavojnici struja početi teći u suprotnom smjeru. Iz tog razloga, zavojnica će odbiti magnetske polove i pomaknut će se prema suprotnim polovima. To se tako ponavlja iznova i iznova i motor tako ostane u rotirajućem pokretu.

U rotoru se često koristi više svitaka, što osigurava izjednačeniji rad. U tom slučaju i komutator ima više polova, a ne samo dva.
Nedostatak istosmjernih motora je u tome što se ugljene četkice troše, pa ih se povremeno treba zamijeniti, a s druge strane zbog nastalog ugljika u prahu lako može doći do kratkog spoja, a uz to su još i bučni.

Sinkroni motor izmjenične struje

  • rotor - Stalni magnet rotora pokušava slijediti rotirajuće magnetsko polje statora.
  • stator - Zavojnice statora stvaraju rotirajuće magnetsko polje.
  • upravljačka elektronika - Postoji fazna razlika između struje svakog svitka, što je osigurano upravljačkom elektronikom.
  • izmjenična struja

Druga velika skupina elektromotora su izmjenični motori koji se dijele na sinkrone motore i asinkrone motore.

U sinkronim motorima, u namote statora se isporučuje periodična izmjenična struja. Takva struja se može generirati ili iz mrežnog napona ili elektronski. Ako se struja u namotima statora ne mijenja u istoj fazi, generira se rotirajuće magnetsko polje. Fazni pomak se postiže jednostavnim kondenzatorima ili sofisticiranijom upravljačkom elektronikom. U rotoru se većinom nalaze trajni magneti, ali mogu i tamo biti (istosmjerne, iz vanjskog izvora napojene) zavojnice. Magnet rotora pokušava slijediti rotirajuće magnetsko polje statora, tako da se rotira s njim.

Ako ova vrsta elektromotora radi pod opterećenjem, tada rotor pod opterećenjem malo zaostaje iza rotirajućeg magnetskog polja statora, ali njegova brzina vrtnje ostaje ista. Znači da sinkroni motori mogu raditi samo na brzini vrtnje koja odgovara frekvenciji struje pogona. S druge strane, preopterećenje može dovesti do asinkronizacije i motor se može zaustaviti. Pri pokretanju takvih motora postoji potreba za rješenjem koje pomaže u njihovom pokretanju, većina njih se pokreće kao indukcijski motor, a tek se nakon okretanja prebacuje u sinkroni način rada.

Kada vozite vozila, frekvencija izmjenične struje koja napaja sinkroni motor kontrolira se elektronički prema željenoj brzini vozila. Budući da se električna struja u modernim električnim vozilima generira putem elektroničkog kruga od istosmjernog napona, ti se motori sa korisnikova gledišta mogu smatrati istosmjernim motorima. Nazivaju se i istosmjernim motorima bez četkica ili BLDC-motorima, što je kratica za engleski brushless DC motor.

Velika prednost sinkronih motora s rotorom s permanentnim magnetima u usporedbi s istosmjernim motorima je u tome što nema potrebe za kliznim kontaktima (četkama), tako da u njima nema komponente habanja i rade gotovo bez buke.

Asinkroni motor izmjenične struje

  • rotor - Rotor također može biti jednostavan metalni cilindar u kojem je struja inducirana promjenom magnetskog polja.
  • stator - Zavojnice statora stvaraju rotirajuće magnetsko polje.
  • upravljačka elektronika - Postoji fazna razlika između struje svakog svitka, što je osigurano upravljačkom elektronikom.

Izmjenični asinkroni motor (također poznat kao Teslin motor) temelji se na fenomenu indukcije, pa se također naziva indukcijski motor.
Također se sastoji od dva dijela: stator i rotor. Stator se sastoji od nekoliko svitaka u koje se napaja izmjenična struja. Rotor može također biti jednostavan metalni cilindar, ali se općenito u rotoru može naći svitak, koji je kratko spojen, a vanjska struja nije uvedena.

Proces njegovog rada je sljedeći:
1) U zavojnicama statora izmjenična struja nije u istoj fazi, tako da se oko svitaka stvara rotirajuće magnetsko polje.
2) Ovo rotirajuće, to jest izmjenično magnetsko polje inducira električnu struju u rotoru.
3) Na takav način nastala struja stvara novo magnetsko polje oko rotora.
4) Dva magnetska polja međusobno djeluju, tako da se rotor pokušava okrenuti u skladu s vanjskim magnetskim poljem, ali kako se isti okreće, nikada ga neće dostići i rotacija će biti permanentna.

Rotirajuće magnetsko polje nastaje samo kada namoti statora ne rade istodobno, već u drugim fazama. Ako motor pokreće višefazna struja, namoti statora moraju biti spojeni jedan za drugim na različite faze, kako bi osigurali rotirajuće magnetsko polje.
Ako motor pokreće jednofazna struja, pomicanje faza vanjskih zavojnica je omogućeno kondenzatorom ili, u današnje vrijeme, elektronikom.
Ako nema faznog pomaka, motor se neće pokrenuti sam, ali ako mu pomognemo pokrenuti se, on će ostati u rotaciji čak i bez faznog pomaka.
Rad asinkronih motora je manje kompliciran od rada sinkronih motora, kako se ovi ne mogu zaustaviti u slučaju opterećenja.

Linearni motori

  • stator - magneti
  • rotor - zavojnice
  • senzor

Postoje i linearne verzije oba izmjenična motora: LIM (Linear Induction Motor) i LSM (Linear Synchronous Motor).
Kod tih strojeva rad motora ne rezultira rotacijskim kretanjem, već progresivnim kretanjem.
Njegov princip rada je potpuno isti kao i kod rotacijskih motora, osim što se pokretni dio i stator "šire" duž ravne linije.
Još jedna razlika u usporedbom s rotirajućim uređajima je u tome što je u ovom slučaju dio koji sadrži zavojnice općenito pokretni dio, a ne magnetski dio ili dio koji se može magnetizirati.

U slučaju linearnog motora tipa LIM, u pokretnu liniju namota uvodi se višefazna izmjenična struja, što rezultira naprednim magnetskim poljem. To inducira struju u nepokretnoj metalnoj šini, čije magnetsko polje pomiče pokretni motorni dio koji sadrži zavojnice.

U slučaju motora tipa LSM tračnica treba biti obložena uzduž magnetima, a izmjeničnu struju u pokretnim zavojnicama treba mijenjati u skladu s napretkom kako bi struja uvijek u ispravnoj fazi došla do sljedećeg magneta. To nije moguće bez senzora i upravljačke elektronike.

Stepper motor

  • rotor - Rotor također može biti jednostavan metalni cilindar u kojem je struja inducirana promjenom magnetskog polja.
  • stator - Zavojnice statora stvaraju rotirajuće magnetsko polje.
  • upravljačka elektronika - Postoji fazna razlika između struje svakog svitka, što je osigurano upravljačkom elektronikom.

Koračni motor (stepper motor) je vrlo koristan u takvim uređajima kod kojih se treba točno znati da pod utjecajem određene količine struje pod kojim će se kutom pomaknuti motor.
Takvi motori rotiraju ruke robota ili dijelove fotokopirne uređaje i pisača. Rotor koračnih motora sastoji se od trajnih magneta, a stator od elektromagneta.
Elektromagnete statora napaja strujom upravljačka elektronika odvojeno prema željenom kutu rotacije.
Što više magneta ugrađujemo u rotor i što je više elektromagneta u statoru, to će kut koji motor može "koračiti" biti manji, a s time će biti veća preciznost kojem se može podesiti u željeni smjer.
"Rezolucija" motora se može povećati i ako su magneti rotora nazubljeni, a željezne jezgre elektromagneta statora urezane. Rezolucija se može dodatno povećati preciznim podešavanjem upravljačke struje koja se dovodi do svitaka.

Naracija

Elektromotori su prisutni u mnogim područjima našeg života. Postoji mnogo vrsta elektromotora, ali svaki elektromotor koristi magnetsko djelovanje električne struje tijekom rada.
Ako u žici teče struja, oko žice se stvara magnetsko polje. Snaga magnetskog polja ovisi o jačini struje u žici i o udaljenosti od žice.

Magnetsko polje koje generira električna struja može se dalje jačati formiranjem svitka od žice. Tako sastavljeni svitak je elektromagnet, koji je prisutan u svakom električnom motoru. Jačina elektromagneta i položaj njegovih polova može se kontrolirati strujom koja teče u njoj.

Ne samo da električna struja može stvoriti magnetsko polje nego i magnetno polje može generirati električnu energiju. To je fenomen elektromagnetske indukcije. Samo magnetsko polje može inducirati struju. Ako se magnetsko polje mijenja u blizini svitka, tada se u svitku inducira električni napon, što rezultira električnom strujom. Nastala struja će također imati magnetsko polje, tako da dva magnetska polja mogu međusobno djelovati jedno na drugo. Neki od elektromotora i koriste tu pojavu.

Električni motori su u osnovi podijeljeni u dva tipa: istosmjerni i izmjenični. Motori s istosmjernom strujom, stator im je permanentni magnet, a rotor je elektromagnet. Struja se dovodi u rotirajući svitak preko komutatora i ugljičnih četkica u dodiru s njom. Kao rezultat struje uvedene u zavojnicu, zavojnica će postati magnetska i pokušat će se okrenuti prema stalnom magnetu, ali prije nego što se postavi u pravi smjer, polovi će se zamijeniti na komutatoru, tako da će u zavojnici struja početi teći u suprotnom smjeru. Iz tog razloga, zavojnica će odbiti magnetske polove i pomaknut će se prema suprotnim polovima. To se tako ponavlja iznova i iznova i motor tako ostane u rotirajućem pokretu.

Druga velika skupina elektromotora su izmjenični motori koji se dijele na sinkrone motore i asinkrone motore. U sinkronim motorima, u namote statora se isporučuje periodična izmjenična struja, koja se može generirati na primjer iz mrežnog napona. Jednim jednostavnim elektroničkim krugom se postiže da se struja u namotima statora ne mijenja u istoj fazi i tako se generira rotirajuće magnetsko polje. Magnet rotora pokušava slijediti rotirajuće magnetsko polje statora, tako da se rotira s njim. Sinkroni motori mogu raditi samo pri brzini koja odgovara struji pogona.
S druge strane, preopterećenje može dovesti do asinkronizacije i motor se može zaustaviti. Pri pokretanju takvih motora je isto potrebno rješenje kako bi se pomoglo njihovo pokretanje. Ovaj problem je premošten u modernim električnim vozilima tako da izmjenična struja generira elektronički krug iz istosmjerne struje, a senzori osiguravaju da namoti statora uvijek primaju struju u odgovarajućoj fazi, tako da rad motora ne može ispasti iz sinkronizacije. Ti se motori sa korisnikova gledišta mogu smatrati istosmjernim motorima, s toga se nazivaju i istosmjernim motorima bez četkica. Velika prednost sinkronih motora s rotorom s permanentnim magnetima u usporedbi s istosmjernim motorima je u tome što nema potrebe za kliznim kontaktima (četkama), tako da u njima nema komponente habanja i rade gotovo bez buke.

Izmjenični asinkroni motor (također poznat kao Teslin motor) temelji se na fenomenu indukcije.
Također se sastoji od dva dijela: stator i rotor. Stator se sastoji od nekoliko svitaka u koje se napaja izmjenična struja. Rotor može također biti jednostavan metalni cilindar, ali se općenito u rotoru može naći svitak, u koji nije uvedena vanjska struja, nego će se pojaviti uslijed indukcije.
U zavojnicama statora izmjenična struja nije u istoj fazi, tako da se oko svitaka stvara rotirajuće magnetsko polje. Ovo rotirajuće, to jest izmjenično magnetsko polje inducira električnu struju u rotoru. Na takav način nastala struja stvara novo magnetsko polje oko rotora. Dva magnetska polja međusobno djeluju, tako da se rotor pokušava okrenuti u skladu s vanjskim magnetskim poljem, ali kako se isti okreće, nikada ga neće dostići i rotacija će biti permanentna.
Rad asinkronih motora je manje kompliciran od rada sinkronih motora, kako se ovi ne mogu zaustaviti u slučaju opterećenja

Postoje i linearne verzije oba izmjenična motora: LIM (Linear Induction Motor) i LSM (Linear Synchronous Motor).
Kod tih strojeva rad motora ne rezultira rotacijskim kretanjem, već progresivnim kretanjem. Njegov princip rada je potpuno isti kao i kod rotacijskih motora, osim što se pokretni dio i stator "šire" duž ravne linije.

Koračni motor (stepper motor) je vrlo koristan u takvim uređajima kod kojih se treba točno znati da pod utjecajem određene količine struje pod kojim će se kutom pomaknuti motor.
Takvi motori rotiraju ruke robota ili dijelove fotokopirne uređaje i pisača. Rotor koračnih motora sastoji se od trajnih magneta, a stator od elektromagneta. Elektromagnete statora napaja strujom upravljačka elektronika odvojeno prema željenom kutu rotacije.

Povezani dodatci

Generator i električni motor

Generator mehaničku energiju pretvara u električnu energiju, a električni motor električnom strujom stvara mehnički rad.

Istosmjerni motor

Između stalnih magneta istosmjernog motora nalazi se zavojnica kroz koje protječe električna struja.

Proizvodnja izmjenične struje

Električna energija može se proizvesti okretanjem vodiča u obliku petlje unutar magnetskog polja.

Električno zvono

Uređaj koji radi uz pomoć elektromagneta.

Kondenzator

Kondenzator je uređaj kojemu je osnovno svojstvo sposobnost pohrane energije u obliku električnoga naboja.

Dinamo (srednji stupanj)

Dinamo pretvara mehaničku energiju u električnu energiju.

Laboratorij Nikole Tesle (Shoreham, USA)

Inženjer i izumitelj koji se smatra jednim od najvećih genijalnih umova druge industrijske revolucije i koji se bavio elektrotehnikom.

Magnetron

One of the most important components of the microwave oven is the magnetron, which produces the microwaves.

Transformator

Transformator je uređaj koji služi za promjenu električnog napona.

Električni automobil

Tesla Model S jedan je od prvih komercijalno dostupnih električnih automobila.

Kako radi laserski pisač?

Animacija nam prikazuje kako radi laserski pisač.

Kako radi sušilo za kosu?

Animacija nam prikazuje konstrukciju i fizičko objašnjenje rada sušila za kosu.

Maglev (magnetno levitacijski) vlak

Maglev vlak je posebna, moderna vrsta željezničkog vozila, koja u pokretu, pomoću magnetske sile, lebdi nad vodilicom. Ovo je najnovija vrsta tehnologije,...

Zeleni automobili

Kombiniranjem benzinskog i električnog pogona automobila možemo smanjiti onečišćavanje zraka.

Added to your cart.