Принцип работы электрической машины: виды и принцип их работы

Принцип работы электрических машин

Классифицируют электрические машины по назначению, принципу действия и роду тока, мощности, по частоте вращения.

• Классификация по назначению
• Классификация по роду тока и принципу действия
• Классификация по мощности
•  Классификация по частоте вращения
• Устройство и принцип работы электромобиля. Плюсы и минусы электрокаров
• Устройство электромобиля и принцип его работы
• Типы устройств электромобиля
• Плюсы и минусы электрокаров
• Источники:

Классификация по назначению

Электрические машины по своему назначению подразделяют на:

• Электромашинные генераторы. Они выполняют преобразовании энергии механической (вращение) в электрическую. Они устанавливаются на электрических станциях, автомобилях, самолетах, тепловозах, передвижных электростанциях, кораблях и в других установках. На электростанциях генератор приводят в движение мощные паровые турбины, на автомобилях, тепловозах и прочих транспортных средствах – газовые турбины или двигатели внутреннего сгорания. Генераторы очень часто используют в качестве источников питания в различных установках связи, автоматики и измерительной техники и в других системах.

•  Электрические двигатели – выполняют функции обратные генератору, а именно, преобразуют электрическую энергию в механическую. Они используются для приведения в движение множества установок в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, в быту, в системах связи. В системах автоматического регулирования их активно используют в качестве регулирующих, программирующих и исполнительных органов.
• Электромашинные преобразователи – выполняют преобразования электрических величин. Например, могут преобразовывать постоянный ток в переменный и наоборот, изменять частоту, число фаз и другие функции. В связи с активным внедрением полупроводниковых преобразователей электромашинные преобразователи в новых проектах используют крайне редко (практически никогда), а уже установленные электромашинные преобразователи активно модернизируются полупроводниковыми (тиристорными и транзисторными).
• Электромашинные компенсаторы – осуществляют регулирование коэффициента мощности cos φ, а именно баланса реактивной мощности в сети.
• Электромашинные усилители – используют для объектов большой мощности. Это, своего рода усилители, они усиливают сигналы большой мощности, при этом управление ведется сигналами малой мощности. Роль этих усилителей, как и электромашинных компенсаторов, в современном мире практически сведена на нет из – за применения полупроводниковых усилителей (транзисторных и тиристорных).
• Электромеханические преобразователи сигналов – это, как правило, электрические микромашины (например, сельсины), которые довольно широко используют в системах автоматического управления.

Классификация по роду тока и принципу действия

Как известно, существует два рода электрического тока – переменный и постоянный.

Исходя из этого, электрические машины также подразделяют по роду тока на два вида – машины электрические переменного  тока и машины электрические постоянного тока.

Электрические машины переменного тока

• Трансформаторы – наиболее широко применимы в сетях электроснабжения для преобразования напряжений (повышение и понижение). Также довольно широко их применяют в выпрямительных установках для согласования напряжений, в устройствах связи, вычислительной техники и автоматики. Часто применяются и для проведения измерений электрических (измерительные трансформаторы), а также для различных функциональных преобразований (трансформаторы вращающиеся).

• Асинхронные электродвигатели – самые распространенные в мире благодаря своей относительной простоте и низкой стоимости. Применяются в промышленных электроустановках (станки, краны, подъемные машины) и в бытовых (компрессора холодильников, вентиляторы, пылесосы). Довольно широкое применение получили однофазные и двухфазные асинхронные управляемые электродвигатели, а также сельсины и тахогенераторы асинхронные.

•  Синхронные электродвигатели – наиболее часто применяемы в качестве генераторов электрического тока на электрических станциях. Также применимы в качестве генераторов повышенной частоты в различных источниках питания (например, на кораблях, тепловозах, самолетах). Также в электроприводах большой мощности применяют синхронные электродвигатели, которые могут также помимо выполнения полезной работы и также влиять на коэффициент мощности сети cos φ. 
• Коллекторные машины – используют их только в качестве электродвигателей. Это вызвано сложностью их конструкции и необходимостью тщательного ухода. В бытовых электроприборах и устройствах автоматики применяются универсальные коллекторные электродвигатели, способные работать на двух родах тока – постоянном и переменном.

Электрические машины постоянного тока

Они работают практически во всех сферах промышленности и транспорта. 

В связи с большим распространением машин постоянного тока также были распространены и генераторы постоянного тока. Они использовались в качестве источников постоянного напряжения для зарядки аккумуляторных батарей, на транспорте (тепловозы, теплоходы и другие), а также в промышленности (система генератор — двигатель). Ввиду развития полупроводниковой техники генераторы постоянного тока постепенно вытесняются из работы и активно заменяются на генераторы переменного тока работающих в паре с полупроводниковым преобразователем.

Также применяются электродвигатели постоянного тока и в системах автоматического управления АСУ в качестве усилителей электромашинных, тахогенераторов и исполнительных электродвигателей.

Электрические микромашины

Микромашины активно применяются в устройствах автоматических.

Их подразделяют на группы:

• Силовые микродвигатели – приводят во вращения механизмы различных автоматических устройств. Например, самопишущие устройства и другие.

•  Исполнительные (управляемые) микромашины – выполняют преобразование энергии электрической в механическую, то есть ведут обработку определенных команд из вне.
• Тахогенераторы – преобразуют механическую энергию вращения вала в электрический сигнал напряжения, который пропорционален скорости вращения вала.
• Вращающиеся трансформаторы – на выходе этих трансформаторов устанавливается напряжение, пропорциональное функции углу поворота ротора, например синусу или косинусу данного угла или же самому углу.
• Машины синхронной связи – (магнесины или сельсины) осуществляют синфазный и синхронный поворот или же вращения нескольких осей, не имеющих между собой механической связи.
• Микромашины гироскопических приборов – вращают роторы гироскопов с довольно высокой частотой, а также производят коррекцию их положения.
• Электромашинные усилители и преобразователи.

Классификация по мощности

• Микромашины – их мощность может варьироваться от нескольких долей ватта до 500 Вт. Они могут производится для двух родов тока — постоянного и переменного. Могут быть рассчитаны как на работу при нормальной (промышленной) частоте 50 Гц, так и при повышенной ( от 400 до 2000 Гц).
• Электродвигатели малой мощности – от 0,5 до 10 кВт. Также могут изготавливаться для двух родов тока – постоянного и переменного нормальной и повышенной частоты.
• Электродвигатели средней мощности – от 10 кВт до нескольких сотен ватт.
• Электродвигатели большой мощности – мощность данных машин больше нескольких сотен киловатт. Такие электродвигатели предназначены для работы на постоянном и переменном напряжении нормальной частоты. Исключение могут составлять электродвигатели специального назначения (авиация, флот) и другие.

 Классификация по частоте вращения

• До 300 об/мин — тихоходные.
• От 300 до 1500 об/мин — средней быстроходности.
• От 1500 до 6000 об/мин — быстроходные.
• Более 6000 об/мин — сверхбыстроходные.

Микромашины же могут изготавливать с частотой вращения вала от нескольких оборотов в минуту до 60 000 оборотов в минуту. Скорость вращения машин средней и большой мощности, как правило, не превышает 3000 об/мин.

Устройство и принцип работы электромобиля. Плюсы и минусы электрокаров

Устройство электромобиля и принцип его работы

Принцип работы электромобиля заключается в следующем. В нем задействован механизм электромагнитной индукции, который состоит в том, что при наличии переменного электрического тока в проводнике возникает магнитное поле, которое по закону Ампера выполняет отклоняющее действие.

В моторе существуют два основных компонента: ротор и статор.

Статор остается постоянно неподвижным и по нему пропускается электрический ток определенной частоты.

Генерируемое в статоре магнитное поле действует на ротор и тот начинает вращаться. Получаемая механическая энергия используется для движения транспортного средства. Скорость движка прямо пропорциональна частоте тока и количеству установленных магнитных полюсов.

Ток для питания статора генерируется установленными на борту батареями. В зависимости от модели машины, батареи могут иметь разную емкость, конструкцию, особенности используемых механизмов работы.  

Типы устройств электромобиля

Выделяют такие машины на электричестве:

• Внутригородские. Имеют невысокую мощность и скорость передвижения, на них установлены специальные ограничения по максимальной мощности. Небольшого диаметра колеса и малый вес позволяют двигаться в нормальном городском режиме;
• Микроэлектромобили. Созданы с учетом плотного городского транспортного потока, имеют батарею небольшой емкости. Используются для небольших переездов, поездок в магазин, на работу и назад и т.п.;
• Различные креативные варианты, типа трициклы;
• Обычные авто. Привычные легковушки, типа некоторых популярных моделей от Tesla;
• Грузовые. Пока еще не слишком распространены, но в перспективе могут использоваться в крупных городах для внутренних перевозок и уменьшения выбросов в атмосферу;
• Троллейбусы, трамваи, автобусы на электродвижках также являются довольно популярным видом транспорта в любом крупном городе.

Плюсы и минусы электрокаров

Плюсы:

• Минимальные расходы на заправку.
• Простота сервисного обслуживания. 
• Тихая работа мотора.
• Отсутствие опасных выхлопных газов.
• Покупка на перспективу.

Минусы:

• Небольшой выбор авто и высокая цена.
• Ограниченное количество необходимых заправок. 
• Высокая цена на батареи.
• Ограниченность использования электроники, например, кондиционера, который будет быстро поглощать имеющийся заряд АКБ.

Источники:

• Студопедия
• lektsii.org
• Всё об энергетике, электротехнике, электронике
• мастерок
• elenergi.ru
• SYL.ru
• Рамблер/авто
• Asutpp
• Электрознаток.ру
• Промразвитие
• FB.ru
• OdinElectric.ru
• meanders.ru
• Электромеханика

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип действия машин постоянного тока

Принцип действия машин постоянного тока.

Принцип действия генератора. Простейший генератор можно представить в виде витка, вращающегося в магнитном поле (рис. 1.4, а, б). Концы витка выведены на две пластины коллектора. К коллекторным пластинам прижимаются неподвижные щетки, к которым подключается внешняя цепь.

Принцип работы генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Пусть виток приводится во вращение от внешнего приводного двигателя ПД. Проводники активной части витка пересекают магнитное поле и в них по закону электромагнитной индукции наводятся ЭДС

e₁ и e₂, направление которых определяется по правилу правой руки. При вращении витка по направлению движения часовой стрелки в верхнем проводнике, находящемся под северным полюсом, ЭДС направлена от нас, а в нижнем, находящемся под южным полюсом, – к нам. По ходу витка ЭДС складываются,  результирующая  ЭДС е = е₁ – е₂.

Если внешняя цепь замкнута, то по ней потечет ток, направленный от нижней щетки к потребителю и от него – к верхней щетке. Нижняя щетка оказывается положительным выводом генератора, а верхняя – отрицательным. При повороте витка на 180° проводники из зоны одного полюса переходят в зону другого полюса и направление ЭДС в них изменяется на обратное. Одновременно верхняя коллекторная пластина входит в контакт с нижней щеткой, а нижняя – с верхней, направление тока во внешней цепи не изменяется. Таким образом, коллекторные пластины не только обеспечивают соединение вращающего витка с внешней цепью, но и выполняют роль переключающегося устройства, т. е. являются простейшим механическим выпрямителем.

Принцип действия двигателя. То же устройство работает в режиме электрического двигателя (рис. 1.5), если к щеткам подвести постоянное напряжение. Под дей­ствием напряжения U через щетки, пластины коллектора и виток потечет  ток i. По закону электромагнитной силы (закон Ампера) взаимодействие тока и магнитного поля В создает силу f, которая направлена перпендикулярно i. Направление силы f определяется правилом левой руки (рис. 1.5): на верхний проводник сила действует вправо, на нижний – влево. Эта пара сил создает вращающий момент Мвр, поворачивающий виток по часовой стрелке. При переходе верхнего проводника в зону южного полюса, а нижнего – в зону северного полюса концы проводников и соединенные с ними коллекторные пластины вступают в контакт со щетками другой полярности.

Рис.1.5

Направление тока в проводниках витка изменяется на проти­воположное, а направление сил f, момента Мвр и тока во внешней цепи не изменяется. Виток непрерывно будет вращаться в магнитном поле и может приводить во вращение вал рабочего механизма (РМ).

Таким образом, коллектор в режиме двигателя не только обеспечивает контакт внешней цепи с витком, но и выполняет функцию механического инвертора, т. е. преобразует постоянный ток во внешней цепи в переменный ток в витке.

Рассмотрение принципа действия показывает, что машина постоянного тока может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя, т. е. обладает свойством обратимости.

Противодействующий момент и противо-ЭДС. При работе машины в режиме генератора по замкнутой внешней цепи и витку обмотки якоря протекает ток, направление которого совпадает с направлением ЭДС (рис. 1.4,6), взаимодействие тока с магнитным полем полюсов  создает момент М, направленный в рассматриваемом случае против часовой стрелки. Так как приложенный к витку вращающий момент приводного двигателя Мвр направлен по часовой стрелке, то возникающий при работе генератора момент называется противодействующим моментом Мnp. По существу возникновение Мпр — это реакция машины на воздействие внешнего момента Мвр, а физическая природа противодействующего момента та же, что и вращающего момента у двигателя. В установившемся режиме работы генератора между Мвр и Мпр устанавливается равновесие  и  Мвр=Мпр.

При работе машины в режиме двигателя проводники якоря пересекают магнитное поле и в них наводится ЭДС (рис. 1.5,б). Ее направление определяется по правилу правой руки. В рассматриваемом случае она направлена против тока и, следовательно, навстречу приложенному напряжению сети U и поэтому называется противо-ЭДС Enp. Физическая природа противо-ЭДС та же, что и ЭДС генератора. В установившемся режиме работы двигателя между Enp и U устанавливается равновесие и можно считать, что Enp ≈ U .

Таким образом, при работе машины постоянного тока в любом режиме во вращающихся проводниках наводится ЭДС Е и возникает момент М, но роль их в разных режимах различная.

Принцип работы электродвигателя

В настоящее время электродвигатели можно найти в жизни каждого, поскольку они преобразуют электрическую энергию в механическую или кинетическую энергию. Эклектичные двигатели доступны в электромобилях (EV), вентиляторах, часах, миксерах, кофемолках, стиральных машинах и многих других устройствах. Следовательно, знание принципов работы двигателя может помочь каждому более эффективно использовать моторное оборудование. В этой статье обсуждается принцип работы электродвигателя . Затем представлены различные распространенные типы электродвигателей, включая двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели и, наконец, синхронные двигатели.

 

 

Электродвигатели работают на основе магнитного поля. Магнитное поле может создаваться магнитом или обмотками вокруг магнитного сердечника. Чтобы начать теорию, объясняется магнитная сила провода с током, который подвергается воздействию магнитного поля. Магнит создает магнитное поле между полюсами N и S, как показано на рисунке 1. Линии магнитного поля выходят из полюса N и входят в полюс S. Это магнитное поле является постоянным, и в магнитном поле нет колебаний, которые могут выглядеть как постоянное магнитное поле.

 

Рис. 1. Магнитное поле между северным и южным полюсами магнита

 

Когда проводник с током входит в магнитное поле, на провод действует магнитная сила, которая заставляет провод двигаться. Величина силы зависит от некоторых параметров, которые обсуждаются в этой статье. Первым параметром, влияющим на магнитную силу, является ток, протекающий по проводу. Если ток через ток равен нулю, силы на провод не будет, а сила имеет прямую связь с током. Следовательно, можно написать следующее уравнение.

(1)

 

где F — магнитная сила, а I — сила тока в проводе. Еще одним параметром является длина провода, который видит магнитное поле. Зависимость между магнитной силой и длиной оголенного провода также является прямой и может быть записана как:

(2)

, где l — длина провода. Последним параметром является напряженность магнитного поля, которая имеет прямую зависимость от магнитной силы как:

(3)

Эти три параметра определяют максимальное значение магнитной силы, которое возникает, когда магнитное поле перпендикулярно проводу. Таким образом, любое отклонение от перпендикулярного положения уменьшает величину силы, прикладываемой к проволоке. Это означает, что магнитная сила на рисунке 2 не достигает своего максимального значения из-за угла между магнитным полем и током в проводнике.

 

Рисунок 2: Проводник с током среди магнитного поля, создаваемого магнитом

 

Учитывая все параметры, магнитная сила может быть рассчитана по данному уравнению.

(4)

Теперь вместо одного проводника можно рассматривать петлю между полюсами. Петля может быть любой формы, но для лучшего понимания предполагается, что петля представляет собой прямоугольник, как показано на рисунке 3. В этой ситуации каждая сторона петли несет ток и испытывает магнитную силу. Направление силы можно получить по правилу левой руки.

 

Рисунок 3. Близкий путь проводника в магнитном поле, создаваемом магнитом

 

текущее направление, и все эти пальцы перпендикулярны друг другу. Согласно уравнению 4, магнитная сила равна нулю, когда несущий ток параллелен магнитному полю. Таким образом, магнитная сила BC и AD равна нулю. В этом состоянии только AB и CD испытывают магнитную силу. Если применить правило левой руки к путям AB и CD, магнитная сила для пути AB будет направлена ​​вверх, а для пути CD направление силы будет направлено вниз. Эти две противоположные силы вращают петлю, но она не может завершить свое вращение, потому что направление тока в петле постоянно. Это означает, что устойчивое положение петли — это когда петля перпендикулярна магнитному полю. В этом положении направленная вверх и вниз сила нейтрализует друг друга, и проволочная петля не может двигаться. Чтобы решить эту проблему, направление тока в петле должно соблюдаться в каждом полуобороте, чтобы позволить проволочной петле вращаться. Более того, инерция поможет петле продолжить свое вращение и пройти устойчивое положение.

 

Рис. 4. Коллектор и щетка для изменения направления тока в контуре на противоположное

 

 

Для достижения этой цели в схему необходимо добавить угольные щетки и коммутаторы. Поскольку провода батареи не могут вращаться вместе с петлей, две щетки действуют как мост для контакта петли с батареей. Кроме того, коммутаторы изменяют направление тока в петле, когда петля вращается в магнитном поле. Эти принципы относятся к двигателю постоянного тока, поскольку источник постоянного тока подключен к вращающейся части двигателя. Двигатели обычно имеют статическую часть, называемую статором, и подвижную часть, а именно ротор. Обе части состоят из магнитопровода и обмоток. В двигателе постоянного тока в статорной части используется магнит. Однако постоянное магнитное поле можно создать, обмотав провода вокруг статора и подключив клеммы к источнику постоянного напряжения. Кроме того, к коммутаторам подключено множество проволочных петель, чтобы увеличить мощность и помочь двигателю вращаться быстрее. В двигателях постоянного тока воздушный зазор между статором и ротором равномерный.

 

 

Теория двигателя переменного тока такая же. Значит, магнитное поле необходимо, и обмотки ротора вынуждены вращаться. Однако в двигателях переменного тока обмотки статора подключены к источнику переменного напряжения, и магниты не могут использоваться для статоров, поскольку магнитное поле, создаваемое магнитом, постоянно. Двигатели переменного тока подразделяются на две основные группы, включая асинхронные двигатели и синхронные двигатели, которые будут обсуждаться в следующих частях. Большинство двигателей в промышленности представляют собой трехфазные асинхронные двигатели, которые используются в вентиляторах, насосах и т. д. Однако однофазные асинхронные двигатели используются в бытовой технике, такой как холодильники, миксеры и т. д.

 

В асинхронных двигателях воздушный зазор неравномерный, сердечник статора ламинирован из-за потерь на вихри, на внешней поверхности прорезаны пазы. Трехфазные обмотки вставлены в пазы статора для создания магнитного поля переменного тока в воздушном зазоре. Существует два типа обмотки ротора, которые называются типами с короткозамкнутым ротором и фазным ротором. В асинхронных двигателях нет токонесущих обмоток, потому что вращающееся магнитное поле переменного тока изменяется со временем, и его изменение заставляет обмотки ротора вращаться в направлении магнитного поля. Магнитное поле переменного тока, создаваемое обмотками статора, вращается в воздушном зазоре с синхронной скоростью, но скорость вращения ротора меньше скорости поля в асинхронном двигателе.

 

В отличие от асинхронного двигателя синхронный двигатель может вращаться с постоянной скоростью в установившемся режиме. Следовательно, синхронные двигатели можно использовать там, где важна постоянная скорость, например, электрические часы, таймеры, или многие другие в больших масштабах можно использовать в качестве насосов. Однако синхронные машины используются в качестве генератора, а не двигателя. На электростанциях есть много синхронных генераторов, но синхронные двигатели имеют ограниченное применение. Структура статора синхронного двигателя аналогична асинхронным двигателям, но по обмотке ротора протекает постоянный ток.

 

 

Электродвигатели используются во многих отраслях промышленности. Например, электропоезда работают с двигателями постоянного тока и асинхронными двигателями. Кроме того, в электромобилях используются разные типы двигателей. В прошлом для этой цели широко использовались двигатели серии постоянного тока. В наши дни бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) или синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) используются вместе с асинхронными двигателями. Двигатели даже используются в бытовой технике, такой как кофемолки, миксеры, блендеры, электрические зубные щетки и т. д. Другими распространенными областями применения являются компрессоры, корабли и лифты. В следующем разделе всесторонне представлены электродвигатели Tesla EV.

 

 

Tesla как пионер в области электромобилей использует различные типы электродвигателей для достижения более высокой эффективности и удовлетворения потребностей пользователей. Асинхронные двигатели в основном используются в электромобилях, но Tesla представляет новый двигатель для своих новых моделей. В этой статье определены принципы работы асинхронного двигателя, в котором ротор с короткозамкнутым ротором и статор подключены к источнику переменного напряжения. Поскольку основным источником энергии в электромобилях являются батареи, постоянное напряжение батареи преобразуется в переменное напряжение для питания асинхронного двигателя. Асинхронные двигатели эффективны, но от трех до четырех процентов энергии теряется в стержнях несущего винта при длительном движении на крейсерской скорости. Еще один параметр — пусковой крутящий момент, который необходимо повышать в электромобилях. Следовательно, двигатель должен быть улучшен, исходя из этой потребности. Ротор с короткозамкнутым ротором можно заменить постоянным магнитом вокруг сплошного железного цилиндра для создания постоянного магнитного поля в воздушном зазоре. Эта конструкция устраняет потери ротора в предыдущих двигателях, поскольку не требуется индуктивного тока, что повышает эффективность двигателя, и, кроме того, он имеет лучший пусковой момент по сравнению с асинхронным двигателем. Кроме того, ротор с постоянными магнитами работает как синхронный двигатель из-за постоянного магнитного поля, которое позволяет двигателю вращаться с синхронной скоростью. Однако двигатели с постоянными магнитами имеют некоторые ограничения. Они не могут работать на высокой скорости, потому что постоянный магнит создает противо-ЭДС в обмотках статора и значительно снижает его производительность. Кроме того, сильные магниты приводят к потерям магнитных вихревых токов, что увеличивает нагрев двигателя. Для повышения производительности в электромобилях могут использоваться синхронные реактивные двигатели. В этом типе двигателя внутри ротора созданы пазы. Поскольку ротор стремится к низкому магнитному сопротивлению, он сохраняет свое положение с низким магнитным сопротивлением и вращается вместе с магнитным полем. Эта конструкция приемлема для высокоскоростных приложений и не имеет обратной ЭДС. Новейший тип двигателя, который Tesla использует в своих электромобилях, представляет собой комбинацию двигателей с постоянными магнитами и реактивных двигателей, размещая их в слотах реактивных двигателей. Таким образом, двигатель может эффективно работать на любой скорости.

Основные принципы и функции электрических машин – 1713 слов

Аннотация

Непрерывный прогресс в исследованиях высокоскоростных микропроцессоров и силовой электроники привел к тому, что больше внимания уделяется характеристикам электрических машин, их роли в промышленных приводах и повышенная тяга к определению их параметров. Кроме того, не остаются без внимания пути и средства улучшения этих параметров. В этой статье делается попытка открыть крышку различных типов электрических силовых машин, их режимов работы, определения параметров и соответствующих приложений. В связи с этим будет сосредоточен анализ различных и практических методов защиты электрических машин от воздействия механических повреждений и электрических перегрузок. Таким образом, эта статья направлена ​​на то, чтобы предоставить практикующим инженерам больше знаний о конструкции, защите, обслуживании и выборе машин.

Введение

В инженерных кругах много говорилось о необходимости полного понимания основных принципов и функций электрических машин с целью их надлежащего и правильного использования. Окоро, Агу и Чикуни (2006). опишите различные электрические машины как «машину постоянного тока (постоянного тока), синхронную машину и асинхронную машину». В электротехнике асинхронные машины с короткозамкнутым ротором имеют ряд преимуществ, постулированных Окоро, Агу и Чинкуни (2006). как «легкость, простота, прочность и надежность, меньшая начальная стоимость, более высокое отношение крутящего момента к инерции, способность работать на гораздо более высоких скоростях и простота обслуживания». Он остается серьезным конкурентом машинам постоянного тока из-за его более низкой стоимости в области приводов. По сравнению с машиной постоянного тока ее стоимость за кВА составляет 1:50, и она обладает уникальной способностью существовать и нормально функционировать в неблагоприятных электрических и механических условиях. Однако индукционные машины также имеют ряд ограничений, которые, в свою очередь, благоприятствуют использованию машин постоянного тока. «В отличие от машин постоянного тока, их скорость нельзя легко и эффективно регулировать непрерывно в широком диапазоне рабочих условий». (Окоро, Агу и Чинкуни, 2006 г.). Кроме того, синхронная машина способна эффективно работать в очень широком диапазоне коэффициентов мощности. Они включают условия отставания и опережения и, как таковые, подходят для операций, включающих объемную выработку электроэнергии.

Разница в режиме работы между этими двумя машинами заключается в том, что в асинхронной машине переменный ток передается на статор и индуцируется в роторе под действием трансформатора, в то время как работа в синхронной машине связана с подачей постоянного ток к ротору и поток переменного тока (AC) в статоре. В этой исследовательской работе будут подробно рассмотрены принципы и основные характеристики различных типов электрических машин. Кроме того, общеизвестно, что для надлежащего функционирования машины необходимо иметь полное представление об обслуживании, параметрах, средствах защиты и применении электрических машин. Поэтому в данной статье не будут игнорироваться эти важные аспекты нормальной работы машины.

Обзор, анализ и выбор подходящей методологии исследования

Выбор методологических подходов, которые были выбраны и которым следовали, были хорошо объяснены и обоснованы. Целью данной исследовательской работы является проведение анализа и раскрытие информации о различных типах электрических силовых машин, режимах их работы, определении параметров и соответствующих приложениях. «Использовалась научная методология исследования, потому что она обеспечивает систематическую и организованную серию шагов, обеспечивающих максимальную объективность и последовательность в исследовании проблемы» (Джанколи, 19).88). «Это также обеспечивает общую основу для анализа и помогает повысить надежность и достоверность (точность и согласованность)» (Giancoli, 1988).

В этой исследовательской работе была принята стратегия индуктивного исследовательского подхода. Здесь данные были собраны после практического анализа определения параметров машины, включающего испытание на замедление, блокировку и испытание ротора. Затем теории разрабатываются после проведения анализа данных. Этот подход больше обязан феноменологии, чем философии исследования позитивизма. Данные по электрической машине и техническому обслуживанию были собраны после программы плановых и типовых испытаний. Чтобы эффективно получить точные данные обо всех этих практических процессах, были применены продольные временные рамки. Это включает в себя наблюдение за результатами в течение определенного периода времени при различных электрических, механических и окружающих условиях.

Учитывая контекстуальные рамки исследования, был использован дизайн тематического исследования. Дизайн исследования тематического исследования будет в основном качественным (или, точнее, интерпретативным качественным) по своей природе. Это обеспечит более глубокий анализ более конкретных вопросов и ответит на конкретные вопросы, поднятые в ходе исследования. В процессе разработки исследования использовалась четырехмерная структура, предложенная Мутоном (2001). В этих рамках можно было классифицировать исследование на; эмпирические исследования с использованием преимущественно первичных данных, где данные преимущественно текстовые и с относительно низким контролем. Чтобы эффективно справиться с ошибкой в ​​этом исследовании, была применена погрешность 5%. Аналитическая стратегия была принята при анализе данных, за которую выступал Джанколи (19).88). В основном полученные данные подвергались качественному анализу. Это включало анализ наблюдений, полученных в результате углубленного исследования. Информация из табличных и нетабличных результатов была тщательно проанализирована, выявлены ключевые темы и проведено сравнение различных полученных результатов. По сути, это послужило основой для выводов по данному научному исследованию.

Затем была проведена описательная статистика. Они включали расчет средних значений, стандартных отклонений и стандартных ошибок. Затем был проведен дисперсионный анализ (ANOVA) в качестве критерия значимости размеров, сопротивлений обмотки и реактивных сопротивлений рассеяния. Затем были вычислены процентные представления. Затем данные были представлены с использованием текстового, табличного и полутабличного методов представления. Для всего приведенного выше анализа уровень значимости был установлен на уровне ошибки 0,5. В этом разделе четко и подробно обсуждалась методология, принятая в исследовании. Здесь четко оговорены дизайн исследования, методы сбора данных и процедуры сбора данных. В следующей главе будут представлены полученные результаты исследования и выделено обсуждение основных результатов.

Диаграмма Ганта с подробным описанием планов исследований и подходов

С точки зрения инженера, основные вопросы, которые ему задают, это какой тип машины лучше всего подходит для использования в конкретной работе? Что остается за знанием использования правильной машины для конкретного случая? Как лучше всего обслуживать машину для оптимальной производительности и максимальной производительности? На эти вопросы мы попытаемся ответить в этом разделе, рассматривая литературу по основным принципам и функциям электрических машин. «Электрические машины и неисправности могут создать неприемлемые условия, поэтому предусмотрены защитные устройства для быстрого отключения машины от сети и защиты от повреждений, связанных с перегрузками». (Окоро, Агу и Чинкуни, 2006 г.). Чтобы эффективно использовать машину, необходимо полностью понимать ее механические и электрические условия. Выявленные факторы риска, связанные с недостаточным пониманием состояния машины, подтверждаются литературой, представленной в предыдущих исследованиях. «Необходимо определить сопротивление и реактивность обмоток, а также механические свойства машины, чтобы оценить ее работу в установившихся и динамических условиях» (Джанколи, 1988).

Обзор литературы

«Основной целью обзора литературы является определение или разработка вопроса исследования, а также определение подходящего метода сбора данных». (Джанколи, 1988). Этот шаг должен включать в себя постепенный буквальный анализ статьи до результатов. Представлен подробный обзор литературы, в котором рассматриваются основы исследования и пробелы, не затронутые в исследованиях, которые авторы стремятся заполнить, проводя это исследование. Авторы сначала представляют предыдущие исследования, которые определяют необходимость понимания основных принципов и функций электрических машин, чтобы сделать правильный и осознанный выбор в отношении их использования.

На пробелы в литературе, требующие проведения исследования, указывают и другие авторы. «Как правило, при выборе конкретного типа машины следует учитывать фактические условия». (Джанколи, 1988). Знание условий эксплуатации машин помогает сократить незапланированные простои и высокие затраты на ремонт. «Устройства, зависящие от температуры, должны быть защищены от чрезмерного нагрева обмотки из-за перегрузки, повышенной температуры окружающей среды, ухудшения охлаждения, прерывистой работы, высокой частоты коммутации и обрыва фазы» (Джанколи, 19).88).. «Такие статистические данные о работе машин необходимы для больших машин с термически критическим фактором» (Giancoli, 1988). Благодаря этому обзору литературы авторы четко представили проблему исследования, на которой основано исследование, отсутствие адекватных исследований в области исследования, следовательно, указывает на необходимость их изучения и предшествующих исследовательских вмешательств, которые объясняют их внимание к другому. аспект попыток решить проблему применения некорректного типа машин в большинстве областей машиностроения. Благодаря обзору литературы авторы смоделировали концептуальную основу, имеющую отношение к их исследованию, хотя и не полностью проверенную.

Спецификация гипотезы, целей исследования и предположений для разработки последующего исследовательского документа конференции

«Результаты показывают, что отсутствие адекватных знаний о типе и производительности машины может привести к более высоким затратам на ремонт». (Окоро, Агу и Чинкуни, 2006 г.). Выводы связаны с целью исследования. Результаты показали, что «внимательное изучение основных характеристик и принципов работы электрических машин, определение параметров машин, основных средств защиты, технического обслуживания и применения электрических машин являются основой для снижения производственных затрат». (Окоро, Агу и Чинкуни, 2006 г.). Это заявление о результатах связывает эти результаты с заявлением о цели, сделанным для руководства исследованием.