Machin elektrik

Diferan kalite motè (se batri a 9 V itilize kòm yon referans echèl).

Yon machin elektrik se yon aparèy elektwomekanik ki baze sou elektwomayetis ki pèmèt konvèsyon enèji elektrik pa egzanp nan travay oswa enèji mekanik. Pwosesis sa a revèsib epi yo ka itilize pou pwodui elektrisite:

• Yo rele machin elektrik ki pwodui enèji elektrik apati enèji mekanik dèlko, dinamo oswa altènatè selon teknoloji yo itilize a;
• Machin elektrik ki pwodui enèji mekanik ak enèji elektrik yo rele souvan motè.

Sepandan, tout machin elektrik sa yo revèsib epi yo kapab konpòte yo swa kòm yon "motè" oswa kòm yon "dèlko" ​​nan kat Kadran plan koupl-vitès la , distenksyon motè/dèlko fèt. "souvan" an relasyon ak itilizasyon final la nan machin nan.

Motè Rotary pwodui yon enèji ki koresponn ak pwodwi yon koupl pa yon deplasman angilè (wotasyon) pandan motè lineyè pwodui enèji ki koresponn ak pwodwi yon fòs pa yon deplasman lineyè.

Apa de machin elektrik k ap fonksyone gras ak elektwomayetik, genyen tou machin elektwostatik ak lòt moun k ap itilize efè piezoelectric.

transfòmatè yo klas tou kòm machin elektrik. You can now modify the vòltaj ak entansite kouran ki delivre pa yon sous enèji. altènatif nan yon sistèm kouran ak kouran ki gen diferan valè, men ki gen menm frekans ak menm fòm.

Istwa

Nan 1821, apre dekouvèt fenomèn nan lyen ki genyen ant elektrisite ak mayetis, elektwomayetis, pa famasi Danwa Ørsted, teyorèm Ampère a ak lwa Biot ak Savart, fizisyen Michaelday te bati de ang Far pou sa lite te pwodwi rele yon "wotasyon elektwomayetik": mouvman sikile kontinyèl yon fòs mayetik alantou yon wire, demontre premye elektrik la. motè.

Dyagram fè Barlow la.

Nan 1822, Peter Barlow men ou ka konsidere premye deviz elektrik sou lis la: "wou Barlow" ki sou disk metal ou pa genyen an epi li sou la. lòt bò. plonje nan yon bokit ki gen mèki ki asire pase kouran an. Sepandan, li selman jwenn yon fòs jis kapab vire l, pa mèt okenn aplikasyon pratik.

Premye switch ki ka itilize eksperimantal la te envante nan 1832 pa William Sturgeon. Fizisyen Ongwa Ányos Jedlik an 1827 ak fizisyen Pris Moritz Hermann von Jacobi te travay sou devlopman motè elektrik kouran dirèk sou kontinan Ewopeyen an. Jacobi te devlope premye motè elektrik pratik nan Königsberg nan mwa me 1834. Sou 13 septanm 1838 nan St. Petersburg, li te pilote yon bato ki te mache ak motè elektwomayetik li a ak yon pouvwa. nan 220 W. bateau de Jacobi (de) t ap navige kont kouran sou Neva ak anviwon dis pasaje abò: li te kapab konsa. pou vwayaje 7,5 km a yon vitès apeprè 2,5 km/h, sa a te tou premye aplikasyon pratik yon motè elektrik.

Thomas Davenport te envante premye motè aktyèl dirèk ki te fabrike ak entansyon pou yo te komèrsyalize an 1834 epi li te patante an 1837. Motè sa yo pa t 'sibi devlopman endistriyèl akòz pri a nan pil nan moman an.

Nou dwe verifikasyon pratik nan revèrsibilite machin elektrik yo bay fizisyen Italyen an Antonio Pacinotti an 1864.

An 1869, envantè Bèlj la Zénobe Gramme te fè kreyasyon dèlko kouran dirèk posib pa imajine pèseptè a. Li te amelyore premye vèsyon akayik altènatè yo (1867) epi li te vin pi popilè lè li te redekouvwi prensip armature bag Pacinotti. Nan 1871, li te prezante bay Akademi Syans nan Pari premye dèlko endistriyèl kouran dirèk, ki te rele Gramme machin .

An 1873, Hippolyte Fontaine, patnè Zénobe Gramme, te fè premye aplikasyon endistriyèl transmisyon kouran elektrik. Pandan l ap demontre nan okazyon egzibisyon an nan Vyèn, revèsibbilite Machin Gram la, li prezante yon eksperyans ki asosye dinamo ak motè kouran dirèk, separe pou chak 2 km fil elektrik. Anvan eksperyans sa a desizif, enèji mekanik nan vwa navigab yo te dwe itilize sou sit, paske li pa t 'kapab transpòte sou distans ki long.

Fizisyen Nikola Tesla te depoze yon patant pou yon "machin dinamo elektrik" an 1886 (pibliye an 1887).

Patènite machin asynchrone a kontwovèsyal ant twa envantè: an 1887, fizisyen Nikola Tesla te depoze yon patant sou machin asynchrone a (pibliye an 1888), Lè sa a, nan mwa me ane annapre a senk lòt patant. Pandan menm peryòd la Galileo Ferraris te pibliye trete sou machin wotasyon, ak yon eksperyans nan 1885, answit yon teyori sou motè asynchrone nan mwa avril 1888. An 1889, Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski, yon elektrisyen Alman ki gen orijin Ris, te envante premye motè asynchrone twa-faz ak kaj ekirèy ki te konstwi endistriyèl soti nan 1891.

Machin k ap vire

Machin kouran dirèk

Deskripsyon machin kouran dirèk la.

Menm jan ak tout machin k ap vire yo, kouran dirèk machin elektrik yo konpoze de yon stator ak yon rotor. Stator la kreye yon magnetization fiks longitudinal lè l sèvi avèk enroulement (induktè) oswa leman pèmanan. Rotor la konsiste de yon seri bobin ki konekte ak yon Koseptè Rotary. Pèseptè a wotasyon kenbe direksyon an transverse nan mayetizasyon nan rotor la fiks lè li wotasyon. Gras a aparèy sa a, magnetizasyon rotor ak stator yo toujou konpanse yon fason ki pi bon . Chanjman sa a lakòz yon koupl dapre lalwa maksimòm flux (yon poto nò atire yon poto sid), kidonk sa ki lakòz wotasyon motè a.

Avantaj prensipal la nan machin aktyèl dirèk se nan adaptasyon senp yo nan mwayen yo ki pèmèt vitès yo, koupl ak direksyon wotasyon yo dwe ajiste oswa varye: variatè vitès. Oswa menm koneksyon dirèk yo nan sous enèji a: pil depoatè, pil.

Fòt prensipal la nan machin nan aktyèl dirèk manti nan asanble a wotasyon bwòs / pèseptè ki mete deyò, se konplèks yo pwodwi ak konsome enèji. Yon lòt pwoblèm limite gwo vitès fonksyònman nan motè sa yo lè rotor la blese, li se fenomèn nan "unhooking", fòs santrifujeur la fini kraze lyen yo asire kenbe nan seri yo nan vire (akrochaj).

Yon sèten kantite dezavantaj sa yo te pasyèlman rezoud pa kreyasyon motè san fè nan rotor la, tankou motè "disk" oswa motè "klòch", ki poutan toujou gen bwòs.

Dezavantaj ki anwo yo te elimine radikalman gras a teknoloji motè brushless, ki rele tou "motè brushless DC", oswa motè brushless.

Motè Brushless

Yon motè brushless, oswa motè "brushless", se yon motè synchrone, rotor ki fòme ak youn oswa plis leman pèmanan e li te bay okòmansman yon Capteur pozisyon rotor (Capteur efè Hall , synchro- rezolisyon, encoder incrémentielle pou egzanp). Wè deyò a, li opere sou kouran dirèk. Non li Brushless soti nan lefèt ke kalite motè sa a pa genyen okenn bwòs. Nan lòt men an, yon sistèm kontwòl elektwonik dwe asire chanjman an nan aktyèl la nan enroulements stator yo. Aparèy sa a ka swa entegre nan motè a, pou pouvwa ki ba, oswa deyò. Wòl materyèl detèktè-elektwonik kontwòl asanble a se pou asire ke pwòp tèt ou-pilotage nan motè a, sa vle di antretyen orthogonality nan flux mayetik la. rotor an relasyon a stator flux, yon wòl ansyen plase pou asanble brose-pèseptè sou yon machin kouran dirèk.

Yo itilize motè brushless an patikilye sou disk di ak bèleur DVD òdinatè nou yo. Yo lajman itilize tou nan modèl fè pou deplase modèl echèl avyon, elikoptè ak machin osi byen ke nan endistri, patikilyèman nan servo-mechanisms nan machin-zouti ak nan robotik.

AC machin

Pou aplikasyon pou pouvwa ba ak mwayen (jiska kèk kilowatts), rezo estanda monofaz aktyèl ase. Pou aplikasyon pou gwo pouvwa, motè altène kouran jeneralman mache ak yon sous kouran polyphase. Lè sa a, sistèm ki pi souvan itilize a se twa-faz la (faz konpanse pa 120 °) itilize pa distribitè elektrisite.

Motè altènatif sa yo vini nan twa kalite:

• motè inivèsèl;
• motè asynchrone;
• motè synchrone.

De dènye machin sa yo diferan sèlman nan rotor yo.

Motè inivèsèl

Yon motè inivèsèl se yon motè elektrik opere sou menm prensip ak yon machin kouran dirèk ak eksitasyon seri: rotor la konekte nan seri ak likidasyon jaden an. Koupl nan machin sa a, endepandan de direksyon koule nan aktyèl la, se pwopòsyonèl ak kare a nan entansite li yo. Se poutèt sa, li ka mache swa pa kouran dirèk oswa pa kouran altènatif, kidonk non li. Pou limite kouran eddy ki parèt sistematikman nan tout zòn metalik masiv ki sibi chan mayetik altènatif, stator li yo ak rotor li yo laminated .

Nan pratik, motè sa yo gen efikasite pòv, men pri manifakti ki ba anpil. Koupl yo ba, men vitès wotasyon yo wo. Lè yo itilize nan aparèy ki mande gwo koupl, yo asosye ak yon bwat mekanik.

Yo pwensipalman itilize nan aparèy nan kay la, pa egzanp aspiratè, zouti elektrik ki pa gen anpil pouvwa (jiska apeprè 1 200 W ) ak anpil aplikasyon domestik. vitès wotasyon yo fasilman ajiste ak aparèy elektwonik ki pa chè tankou dimmerss.

Synchrone machin

Yon jeneratris synchrone nan 2 000 kVA ki soti nan 1920.

Machin synchrone a souvan itilize kòm yon dèlko. Lè sa a, li rele yon "altènatè". Eksepte pou pwodiksyon dèlko ki ba-pouvwa, machin sa a se jeneralman twa-faz. Pou pwodiksyon elektrisite, Power Plants itilize altènatè ki gen pouvwa ki kapab apwoksimatif 1 500 MW.

Kòm non an sijere, vitès wotasyon machin sa yo toujou pwopòsyonèl ak frekans kouran ki pase nan yo. Kalite machin sa a ka itilize pou ogmante faktè pouvwa yon enstalasyon. Yo rele sa yon "compensateur synchrone".

Machin synchrone yo itilize tou kòm motè nan sistèm traction (tankou dezyèm jenerasyon TGV); nan ka sa a, yo souvan asosye ak varyateur aktyèl, ki fè li posib kontwole koupl la motè ak yon minimòm de aktyèl. Nou pale de "otopilot" (kontwòl kouran stator yo parapò ak pozisyon rotor la).