ווי עלעקטרישע מאָטאָרן אַרבעטן
אן עלעקטרישער מאָטאָר איז אַ מיטל וואָס קאָנווערטירט עלעקטרישע ענערגיע אין מעכאַנישע ענערגיע אין דער פאָרעם פון ראָטאַציע באַוועגונג. די טעכנאָלאָגיע איז די יסוד פון פֿאַרשידענע מאָדערנע דעוויסעס, פֿון ווענטילאַרן און וואַסער פּאָמפּעס ביז פֿאַבריק מאַשינערי און אפילו עלעקטרישע וועהיקלעס. פֿאַרשטיין די אַרבעט פּרינציפּן פון עלעקטרישע מאָטאָרן איז וויכטיק ניט בלויז פֿאַר אינזשעניריע סטודענטן, נאָר אויך פֿאַר ווער עס יז אינטערעסירט אין פֿאַרשטיין ווי די דעוויסעס אַרום אונדז קענען אַרבעטן בלויז אויף עלעקטריע. דער אַרטיקל דיסקוטירט קורץ אָבער קאָמפּלעקס די גרונט קאָנצעפּטן, הויפּט קאָמפּאָנענטן, און ווי עלעקטרישע מאָטאָרן אַרבעטן.
1. גרונט־קאָנצעפּט: עלעקטראָמאַגנעטישע קראַפט
דער גרונט־פּרינציפּ פֿון אַן עלעקטרישן מאָטאָר איז איינגעוואָרצלט אין דער אינטעראַקציע צווישן עלעקטרישן שטראָם און מאַגנעטישע פֿעלדער. ווען אַן עלעקטרישער שטראָם פֿליסט דורך אַ קאַנדאַקטאָר (למשל, אַ דראָט) אין אַ מאַגנעטישן פֿעלד, דערפֿאַרט דער קאַנדאַקטאָר אַ קראַפֿט. די דערשיינונג איז באַקאַנט ווי די לאָרענץ קראַפֿט. די ריכטונג פֿון דער רעזולטירנדיקער קראַפֿט הענגט אָפּ פֿון דער ריכטונג פֿון שטראָם און דער ריכטונג פֿון מאַגנעטישן פֿעלד. אין אַן עלעקטרישן מאָטאָר, ווערט די קראַפֿט גענוצט צו שאַפֿן אַ דריימאָמענט (דריימאָמענט) כּדי דער ראָוטאָר זאָל קענען זיך דרייען.
פשוט געזאגט, אן עלעקטרישער מאטאר "צווינגט" דעם דרייענדיקן טייל (ראָטאָר) זיך ווייטער צו באַוועגן צוליב דעם שטענדיק-טוישנדיקן מאַגנעטישן שטופּ און ציען. די ענדערונגען ווערן רעגולירט אַזוי אַז די ראָטאַציע שטעלט זיך נישט אָפּ אין איין פּאָזיציע נאָר גייט ווייטער.
2. הויפּט קאָמפּאָנענטן פון אַן עלעקטרישן מאָטאָר
כאָטש עס זענען פֿאַראַן אַ סך טיפּן עלעקטרישע מאָטאָרן, באַשטייט זייער גרונט־סטרוקטור בכלל פֿון די פֿאָלגנדיקע קאָמפּאָנענטן:
1. סטאַטאָר
דער סטאַטאָר איז דער סטאַציאָנערע טייל פון דעם מאָטאָר. זיין פונקציע איז צו שאַפֿן אַ מאַגנעטיש פעלד. אין עטלעכע מאָטאָרן ווערט דאָס מאַגנעטיש פעלד פון דעם סטאַטאָר גענערירט דורך שטענדיקע מאַגנעטן, אָבער אין אַנדערע ניצט דער סטאַטאָר אַ קראַנט-טראָגנדיקע שפּול צו שאַפֿן דאָס עלעקטראָמאַגנעטישע פעלד.
2. ראָטאָר (אַרמאַטור)
דער ראָטאָר איז דער דרייענדיקער טייל. דער ראָטאָר האט טיפּיש שפּולן אָדער מאַגנעטן וואָס אינטעראַקטירן מיטן סטאַטאָר'ס מאַגנעטישן פעלד. ווען די אינטעראַקציע פּראָדוצירט אַ קראַפט, דרייט זיך דער ראָטאָר אויף דער שאַפט.
3. שפּול (ווינדינג)
א שפּול איז אַ שפּול פון דראָט וואָס טראָגט קראַנט. די ווינדינגס קענען זיין ליגן אין די סטאַטאָר אָדער ראָטאָר, דיפּענדינג אויף די מאָטאָר טיפּ. די שפּולן שפּילן אַ הויפּט ראָלע אין דזשענערייטינג די מאַגנעטישע פעלד און טאָרק.
4. מאַכט מקור און קאָנטראָל סיסטעם
די מאַכט מקור קען זיין גלייַך קראַנט (DC) אָדער וועקסל קראַנט (AC). מאָדערנע מאָטאָרן, ספּעציעל אינדוסטריעלע מאָטאָרן און עלעקטרישע וועהיקלעס, נוצן קאָנטראָולערס ווי ינווערטערס אָדער דרייווערס צו רעגולירן אָפטקייַט, וואָולטידזש און קראַנט, וואָס אַלאַוז פֿאַר גיכקייט און טאָרק קאָנטראָל.
5. קאָמוטאַטאָר און ברושעס (אויף געוויסע גלייכשטראָם מאָטאָרן)
אין אַ געבראַשטן גלייכשטראָם מאָטאָר, דרייען דער קאָמוטאַטאָר און די ברושעס פּעריִאָדיש איבער די ריכטונג פון דעם קראַנט אין די ראָטאָר שפּולן צו האַלטן דעם איין-דירעקציאָנעלן טאָרק און האַלטן אַ קאָנטינויִערלעכן ראָטאַציע. אין אַ ברושלאָזן מאָטאָר, ווערט די קאָמוטאַציע פֿונקציע ערזעצט דורך עלעקטראָנישע קרייזן.
6. לאַגערן און האָוסינג
לאַגערן העלפֿן דעם ראָוטאָר זיך דרייען מיט מינימאַלער רייַבונג, בשעת די מאָטאָר־געhäuse באַשיצט די קאָמפּאָנענטן אינעווייניק און העלפֿט מיט היץ־פאַרשפּרייטונג.
3. ארבעטס-פּרינציפּ פון גלייכשטראָם מאָטאָר (DC)
א גלייכשטראָם מאָטאָר איז איינער פון די גרינגסטע טיפּן מאָטאָרן צו פֿאַרשטיין ווײַל זײַן קאָנצעפּט איז גאַנץ פּשוט. ווען אַ גלייכשטראָם וואָולטאַזש ווערט אַפּליצירט, פליסט דער קראַנט דורך די ראָטאָר שפּולן, וואָס געפֿינען זיך אין דעם סטאַטאָר'ס מאַגנעטישן פֿעלד. דאָס רעזולטירט אין אַ לאָרענץ קראַפט וואָס אַקטירט אויף די פאַרקערטע זײַטן פון די שפּולן, שאַפֿנדיק אַ טאָרק. דער ראָטאָר הייבט אָן צו דרייען.
אבער, עס איז דא א שוועריקייט: אויב די ריכטונג פון די שטראָם אין די שפּולן בלייבט קאָנסטאַנט, וועט דער ראָטאָר זיך אָפּשטעלן ווען ער דערגרייכט א געוויסע פּאָזיציע ווייל די רעזולטירנדיקע קראַפט קען זיין נול (די "באַלאַנסירטע" פּאָזיציע). דאָ קומט דער קאָמוטאַטאָר אריין. דער קאָמוטאַטאָר קערט אום די ריכטונג פון די שטראָם אין די שפּולן יעדע האַלבע רעוואָלוציע. די איבערקערעניש האַלט די דריימאָמענט ריכטונג קאָנסטאַנט, און דערמעגלעכט דעם ראָטאָר צו פאָרזעצן זיך דרייען.
גלייכשטראָם מאָטאָרן האָבן דעם מייַלע פון גאַנץ גרינגע גיכקייט קאָנטראָל. גיכקייט קען קאָנטראָלירט ווערן דורך ווערייִרן די וואָולטאַזש, בשעת טאָרק איז פֿאַרבונדן מיטן קראַנט. צוליב די כאַראַקטעריסטיקס, ווערן גלייכשטראָם מאָטאָרן ברייט געניצט אין אַפּליקאַציעס וואָס דאַרפן פֿײַנע גיכקייט קאָנטראָל, אַזאַ ווי געוויסע עלעקטראָנישע דעוויסעס, שפּילצייַג מאָטאָרן, אָדער קליינע מאָטאָרן.
4. ארבעטס-פּרינציפּ פון AC (אָלטערנייטינג קראַנט) מאָטאָר
וועקסלשטראָם מאָטאָרן אַרבעטן אויף דעם פּרינציפּ פֿון אַ ראָטירנדיקן מאַגנעטישן פֿעלד. אין אַ דריי-פֿאַזיקן אינדוקציע מאָטאָר, למשל, האָט דער סטאַטאָר דריי שפּולן וואָס ווערן צוגעשטעלט מיט וועקסלשטראָם מיט אַ פֿאַזע-אונטערשייד פֿון 120 גראַד. דער פֿאַזע-אונטערשייד פֿאַראורזאַכט אַז דאָס מאַגנעטישע פֿעלד וואָס ווערט גענערירט דורך דעם סטאַטאָר זאָל אויסזען ווי עס דרייט זיך אַרום דעם מאָטאָרס אַקס.
דאס דרייענדיקע סטאַטאָר מאַגנעטישע פעלד "ציט" דעמאָלט דעם ראָטאָר זיך אויך צו דרייען. אין אינדוקציע מאָטאָרן, נעמט דער ראָטאָר טיפּיש די פאָרעם פון אַ וועווערקע קעידזש, באַשטייענדיק פון קאַנדאַקטאָר שטאַנגען פארבונדן ביי ביידע ענדס. ווען דאָס דרייענדיקע מאַגנעטישע פעלד גייט דורך דעם ראָטאָר, ווערט אַן אינדוצירטער קראַנט אינדוצירט אין די ראָטאָר שטאַנגען (לויט פאַראַדיי'ס געזעץ פון עלעקטראָמאַגנעטישע אינדוקציע). דער אינדוצירטער קראַנט דזשענערירט אַ ראָטאָר מאַגנעטישע פעלד וואָס אינטעראַקטירט מיטן סטאַטאָר פעלד, שאַפֿנדיק טאָרק.
דאָס אינטערעסאַנטע וועגן אינדוקציע מאָטאָרן איז אַז דער ראָטאָר דרייט זיך קיינמאָל נישט מיט פּונקט דער זעלבער גיכקייט ווי דעם סטאַטאָר'ס מאַגנעטישן פעלד. דער גיכקייט אונטערשייד ווערט גערופן סליפּ, און סליפּ איז נייטיק כּדי אינדוקציע זאָל פּאַסירן. אינדוקציע מאָטאָרן זענען באַקאַנט פֿאַר זייער שטאַרקייט, פּשוטקייט און נידעריקע וישאַלט ווייל זיי נוצן נישט קיין ברושעס אָדער מעכאַנישע קאָמוטאַטאָרן.
חוץ אינדוקציע מאָטאָרן, זענען דא אויך סינקראָנישע מאָטאָרן. אין אַ סינקראָנישן מאָטאָר, דרייט זיך דער ראָטאָר פּינקטלעך מיט דער גיכקייט פון דעם סטאַטאָר'ס מאַגנעטישן פעלד. דער ראָטאָר קען זיין אַ פּערמאַנענטער מאַגנעט אָדער אַן עלעקטראָמאַגנעט. סינקראָנישע מאָטאָרן ווערן ברייט גענוצט וואו הויך עפעקטיווקייט און פּינקטלעכע קאָנטראָל זענען פארלאנגט, אַרייַנגערעכנט אין עטלעכע אינדוסטריעלע אַפּליקאַציעס און עלעקטרישע וועהיקלעס.
5. פאַקטאָרן וואָס האָבן אַן השפּעה אויף גיכקייט און דריימאָמענט
די ראָטאַציע גיכקייט פון אַן עלעקטרישן מאָטאָר און דער רעזולטאַט טאָרק ווערן באַאיינפלוסט דורך עטלעכע הויפּט פאַקטאָרן:
– וואָולטאַזש און קראַנט: אין גלייכשטראָם מאָטאָרן, וואָולטאַזש ווירקט אויף גיכקייט, בשעת קראַנט ווירקט אויף טאָרק. אין וועקסלשטראָם מאָטאָרן, וואָולטאַזש און קראַנט שפּילן נאָך אַ ראָלע אָבער ווערן געוויינטלעך קאָנטראָלירט דורך אַן ינווערטער.
– פרעקווענץ: אין AC מאָטאָרן, די גיכקייט פון די סטאַטאָר מאַגנעטישע פעלד דעפּענדס אויף די פרעקווענץ פון די מאַכט צושטעל. דעריבער, פרעקווענץ קאָנטראָל איז די הויפּט מיטל פון רעגולירן AC מאָטאָר גיכקייט.
– צאָל פּאָלן: אין AC מאָטאָרן, וואָס מער סטאַטאָר פּאָלן, אַלץ נידעריקער די סינקראָנישע גיכקייט פֿאַר דער זעלבער אָפטקייט.
– מעכאנישע לאסט: ווי גרעסער די לאסט, אלץ העכער דער דריימאָמענט וואס דער מאָטאָר דאַרף. אין אינדוקציע מאָטאָרן, טענדירט אַ גרעסערע לאסט צו פאַרגרעסערן דעם גליטש.
– דיזיין און מאַטעריאַלן: די קוואַליטעט פון די מאַגנעט מאַטעריאַל, שפּול דיזיין, און קאָאָלינג סיסטעם ווירקן אויף פאָרשטעלונג און עפעקטיווקייט.
6. עפעקטיווקייט און ענערגיע פארלוסט
נישט אלע אריינקומענדיקע עלעקטרישע ענערגיע ווערט פארוואנדלט אין מעכאנישע ענערגיע. א טייל גייט פארלוירן אין דער פארעם פון:
– קופּער פארלוסט צוליב שפּול קעגנשטעל וואָס פּראָדוצירט היץ.
– קערן פארלוסט אין אייַזן מאַטעריאַלן רעכט צו היסטערעזיס און עדי קעראַנץ.
– מעכאנישע פארלוסטן צוליב רייבונג אין לאגערן און לופט קעגנשטאנד.
– צוגעלייגטע פארלוסטן צוליב דיזיין חסרונות און האַרמאָניקעס אין די קאָנטראָל סיסטעם.
א גוטער מאָטאָר איז דיזיינט צו מינימיזירן די פארלוסטן, למשל דורך ניצן קוואַליטעט קופּער דראָט, קערן לאַמינאַציע צו רעדוצירן עדי קעראַנץ, און אַ ווענטילאַציע אָדער קיל סיסטעם.
7. מסקנא
דער ארבעטס-פרינציפ פון אן עלעקטרישן מאטאר איז אין עיקר די אינטעראקציע פון עלעקטרישן שטראם מיט א מאגנעטישן פעלד צו פראדוצירן דריי-מאמענט און ראטאציע באוועגונג. דער סטאטאר דזשענערירט א מאגנעטישן פעלד, דער ראטאר רעאגירט צו יענעם פעלד, און א קאמוטאציע סיסטעם - אדער מעכאניש אין געבראכטע גלייכשטראָם מאטארן אדער עלעקטראניש אין מאדערנע מאטארן - האלט דעם דריי-מאמענט וואס האלט דעם ראטאר אין באוועגונג קאנטינעווערליך. וועקסלשטראָם מאטארן פארלאזן זיך אויף א ראטירנדיקן מאגנעטישן פעלד, בשעת גלייכשטראָם מאטארן פארלאזן זיך מער אויף דעם איבערקערן פון שטראם אין די שפוילן.
דורך פארשטיין די קאנצעפטן פון דער לארענץ קראפט, עלעקטראמאגנעטישע אינדוקציע, און די ראלעס פון שליסל קאמפאנענטן ווי דער סטאטאר, ראטאר, און קאנטראלער, קענען מיר זען אז עלעקטרישע מאטארן זענען מער ווי נאר "ראטירנדע דעווייסעס," נאר עפעקטיווע עלעקטראמאגנעטישע אינזשעניריע וואס איז קריטיש פארן מאדערנעם לעבן. אויב איר ווילט טיפער אריינגיין, איז דער נעקסטער שריט צו לערנען וועגן ספעציפישע מאטאר טיפן - ווי אינדוקציע מאטארן, סינקראנישע מאטארן, און ברושלעס מאטארן - און ווי אזוי צו קאנטראלירן זייער שנעלקייט מיט אן אינווערטער אדער עלעקטראנישן דרייווער.
