Էլեկտրաշարժիչների վերաբերյալ քննարկման հարցերի օրինակ

Էլեկտրաշարժիչների վերաբերյալ քննարկման հարցերի օրինակ

Էլեկտրական շարժիչը մեքենա է, որը էլեկտրական էներգիան փոխակերպում է մեխանիկական էներգիայի: Այն կարևորագույն բաղադրիչ է արդյունաբերական, առևտրային և կենցաղային տարբեր կիրառություններում: Էլեկտրական շարժիչների սկզբունքների և աշխատանքի հասկացողությունը կարևոր է, հատկապես ճարտարագիտության ուսանողների և էլեկտրատեխնիկայի ոլորտի մասնագետների համար: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք էլեկտրական շարժիչներին վերաբերող մի քանի օրինակելի խնդիրներ և քննարկումներ՝ մեր հասկացողությունը խորացնելու համար:

Էլեկտրաշարժիչների հիմնական սկզբունքները

Մինչև հարցերի մեջ խորանալը, օգտակար է վերանայել էլեկտրական շարժիչների հիմնական սկզբունքները: Էլեկտրական շարժիչները գործում են էլեկտրամագնիսականության սկզբունքով, որտեղ կծիկով անցնող էլեկտրական հոսանքը ստեղծում է մագնիսական դաշտ, որը փոխազդում է արտաքին աղբյուրի մագնիսական դաշտի հետ՝ շարժում առաջացնելու համար: Ընդհանուր առմամբ, էլեկտրական շարժիչները բաժանվում են երկու հիմնական տեսակի՝ հաստատուն հոսանքի (DC) շարժիչներ և փոփոխական հոսանքի (AC) շարժիչներ:

Էլեկտրական շարժիչի հիմնական բաղադրիչները

1. Ստատոր. Էլեկտրաշարժիչի անշարժ մասը, որը սովորաբար բաղկացած է մետաղալարերի կծիկներից կամ մշտական ​​մագնիսներից։
2. Ռոտոր. Շարժիչի պտտվող մասը, որը նույնպես սովորաբար բաղկացած է մետաղալարերի կամ մագնիսների կծիկներից։
3. Կծիկ. Մետաղալար, որը փաթաթվում է ռոտորի կամ ստատորի շուրջը՝ մագնիսական դաշտ ստեղծելու համար։
4. Էներգիայի աղբյուր. Ապահովում է շարժիչը շարժման համար անհրաժեշտ էլեկտրական հոսանքը։

Հարցերի և քննարկման նմուշներ

Հարց 1. Հաստատուն հոսանքի շարժիչի արագության հաշվարկ
Հարց. 500 պտույտով հաստատուն հոսանքի շարժիչը աշխատում է 24 Վ լարման և 5 Ա լարման տակ: Եթե շարժիչի հաստատունը (K_m) 0.02 Նմ/Ա է, հաշվարկեք ռոտորի պտտման արագությունը, եթե արդյունքում ստացված մոմենտը 1 Նմ է:

Քննարկում.
Հայտնի է.
– Պտույտների քանակը (N) = 500
– Լարում (Վ) = 24Վ
– Հոսանք (I) = 5A
– Շարժիչի հաստատուն (K_m) = 0.02 Նմ/Ա
– Մոմենտ (T) = 1 Նմ

DC շարժիչի հիմնական հավասարումից մենք գիտենք՝
T = K_m \cdot I \]
\[ 1 Նմ = 0.02 Նմ/Ա \cdot 5 Ա \]
\[ 1 Նմ = 0.1 Նմ \]

Սա նշանակում է, որ 5 Ա հոսանքի դեպքում 1 Նմ ստանալու համար անհրաժեշտ պտտող մոմենտի հաստատունը ճիշտ է։

Հաջորդը, պտտման արագությունը (\(\omega\)) հաշվարկելու համար.
\[ E = K_m \cdot \omega \]
\[ V = E \]
24V = 0.02 Նմ/Ա լարում

Այստեղից կարող ենք հաշվարկել արագությունը (\(\omega\)):
\[ \օմեգա = \frac{V}{K_m} \]
\[ \օմեգա = \frac{24V}{0.02 Նմ/Ա} \]
\[ \օմեգա = 1200 ռադ/վրկ \]

Հարց 2. AC ասինխրոն շարժիչի արդյունավետությունը
Հարց. Եռաֆազ ասինխրոն շարժիչն ունի 30 կՎտ մուտքային հզորություն և 27 կՎտ ելքային հզորություն: Հաշվարկեք շարժիչի արդյունավետությունը:

Քննարկում.
Հայտնի է.
– Մուտքային հզորություն (P_in) = 30 կՎտ
– Ելքային հզորություն (P_out) = 27 կՎտ

Շարժիչի արդյունավետությունը (≤≤≤≤) կարելի է հաշվարկել հետևյալ բանաձևով՝
\[ \eta = \left( \frac{P_{out}}{P_{in}} \right) \times 100\% \]
\[ \eta = \left( \frac{27 kW}{30 kW} \right) \times 100\% \]
\[ \eta = 0.9 \times 100\% \]
\[ \eta = 90% \]

Այսպիսով, ասինխրոն շարժիչի արդյունավետությունը 90% է։

Հարց 3. Սինխրոն շարժիչ
Հարց. Սինխրոն շարժիչն ունի 4 բևեռ և սնուցվում է 60 Հց հաճախականությամբ: Հաշվարկեք շարժիչի սինխրոն արագությունը:

Քննարկում.
Հայտնի է.
– Բևեռների քանակը (P) = 4
– Հաճախականություն (f) = 60 Հց

Սինխրոն շարժիչի սինխրոն արագությունը (n_s) կարելի է հաշվարկել հետևյալ բանաձևով.
\[ n_s = \frac{120 \cdot f}{P} \]
\[ n_s = \frac{120 \cdot 60}{4} \]
\[ n_s = \frac{7200}{4} \]
\[ n_s = 1800 \, RPM \]

Այսպիսով, սինխրոն շարժիչի սինխրոն արագությունը 1800 պտույտ/րոպե է։

Հարց 4. Սերիական DC շարժիչի պտտող մոմենտ
Հարց. Մշտական ​​հոսանքի շարքի շարժիչն ունի 0.5 օհմ կծիկի դիմադրություն և սնուցվում է 120 Վ լարմամբ: Եթե հոսող հոսանքը 10 Ա է, հաշվարկեք պտտող մոմենտը, եթե պտտող մոմենտի հաստատունը 0.1 Նմ/Ա² է:

Քննարկում.
Հայտնի է.
– Կծիկի դիմադրություն (R) = 0.5 օհմ
– Մատակարարման լարումը (V) = 120V
– Հոսանք (I) = 10A
– Մոմենտի հաստատունը (K_t) = 0.1 Նմ/Ա²

Նախ, հաշվարկեք լարման անկումը կծիկի վրա.
\[ V_R = I \cdot R \]
\[ V_R = 10A \cdot 0.5 \Omega \]
\[ V_R = 5V \]

Շարժիչի վրա ազդող արդյունավետ լարումը (V_eff):
\[ V_eff = V – V_R \]
\[ V_eff = 120V – 5V \]
\[ V_eff = 115V \]

Մոմենտը (T) կարող է հաշվարկվել հետևյալ բանաձևով.
\[ T = K_t \cdot I^2 \]
\[ T = 0.1 Նմ/Ա² \cdot (10Ա)^2 \]
T = 0.1 Նմ/Ա²՝ 100 Ա²-ի համար
\[ T = 10 Նմ \]

Այսպիսով, շարքային DC շարժիչի կողմից արտադրված պտտող մոմենտը 10 Նմ է:

Հարց 5. Ասինխրոն շարժիչի մեկնարկիչ
Հարց. Տեխնիկը տեղադրում է աստղ-եռանկյուն մեկնարկիչ 50 կՎտ հզորությամբ ասինխրոն շարժիչի վրա: Հաշվարկեք սկզբնական մեկնարկային հոսանքը, եթե աշխատանքային լարումը 400 Վ է, և շարժիչի արդյունավետությունը 92% է:

Քննարկում.
Հայտնի է.
– Շարժիչի հզորություն (P) = 50 կՎտ
– Լարում (Վ) = 400Վ
– Արդյունավետություն (\(\eta\)) = 92%

Նախ, մենք հաշվարկում ենք մուտքային հզորությունը (P_in):
\[ P_{in} = \frac{P}{\eta} \]
\[ P_{in} = \frac{50 կՎտ}{0.92} \]
\[ P_{in} = 54.35 կՎտ \]

Քանի որ շարժիչն օգտագործում է աստղ-դելտա համակարգ, աստղի մեկնարկային հոսանքը դելտա աշխատանքի ժամանակ ավելի ցածր կլինի, քան հոսանքը։ Սակայն, անվանական հոսանքը հաշվարկելու համար կարող ենք օգտագործել P_in և V:
\[ I_{nom} = \frac{P_{in}}{\sqrt{3} \cdot V} \]
\[ I_{nom} = \frac{54.35 կՎտ}{\sqrt{3} \cdot 400V} \]
\[I_{nom} = \frac{54350}{692.82} \]
\[ I_{nom} \մոտավորապես 78.44 Ա \]

Աստղաձև միացում օգտագործելիս մեկնարկային հոսանքի համար՝
\[ I_{start\_star} = \frac{I_{nom}}{\sqrt{3}} \]
\[ I_{start\_star} \approx \frac{78.44A}{\sqrt{3}} \]
\[ I_{մեկնարկային\_աստղ} \մոտավորապես 45.28 Ա \]

Այսպիսով, աստղային միացման սկզբնական մեկնարկային հոսանքը մոտ 45.28 Ա է։

Եզրակացություն

Էլեկտրական և մեխանիկական ճարտարագիտության ոլորտում աշխատողների համար կարևոր է հասկանալ տարբեր տեսակի էլեկտրական շարժիչների հիմնական հաշվարկները: Վերը նշված օրինակելի խնդիրները ցույց են տալիս, թե ինչպես են տարբեր պարամետրեր, ինչպիսիք են լարումը, հոսանքը, պտտող մոմենտը և արդյունավետությունը, դեր խաղում էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի որոշման մեջ: Հետևողական պրակտիկայի դեպքում նման խնդիրներ լուծելու կարողությունը անգնահատելի կլինի գործնական կիրառություններում և աշխատանքում: