Ім'я файлу: Реферат Подорванов.docx
Розширення: docx
Розмір: 4102кб.
Дата: 17.12.2023
скачати
Пов'язані файли:
ІКМ-719В_ІДЗ_ОПСА_Тархін_І_О.doc
Фильрация кальц. соди.docx
Конспект до лекції № 4 інф.docx

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО»

Факультет електроенерготехніки та автоматики

Кафедра електромеханіки

Реферат

на тему:

«Допоміжні тягові електричні машини. Різновиди, призначення,

конструктивні особливості та способи охолодження»

Виконав: студент групи ЕМ-31мп

Подорванов Д.С.

Перевірив: доцент Гайденко Ю.А.

Київ – 2023р.

Зміс

Розділ 1Допоміжні тягові електричні машини 5

1.1Визначення та основні характеристики 5

1.1.1Основні характеристики 6

Розділ 2Різновиди допоміжних тягових електричних машин 8

2.1.1Електродвигуни з постійним струмом (DC Motors) 8

2.1.2Щіткові (Brushed) Електродвигуни 8

2.1.3Безщіткові (Brushless) Електродвигуни 9

2.2Електродвигуни зі змінним струмом (AC Motors) 10

2.3Шагові (Stepper) Електродвигуни 10

2.4Лінійні Електродвигуни 11

2.5Підсилювачі для Електродвигунів 11

Розділ 3Призначення та області застосування 12

3.1.1Автомобілі та Електричні Транспортні Засоби 12

3.2Промислові Механізми 12

3.2.1Електростанції та Вітроелектростанції 12

3.2.2Сільськогосподарські Машини 12

3.2.3Будівельна Техніка 12

3.2.4Робототехніка 12

3.2.5Побутова Техніка 13

3.3Конструктивні особливості 13

3.3.1Електромагнітна Конструкція 13

3.3.2Механічна Конструкція 13

3.3.3Охолодження 13

3.3.4Керування та Електроніка 13

3.3.5Монтаж та Компактність 14

Розділ 4Способи охолодження 15

4.1Охолодження Повітрям 15

4.2Охолодження Рідиною 15

4.3Комбіноване Охолодження 15

4.4Спеціальні Методи Охолодження 15

4.5Системи Керування Тепловим Режимом 16

Вступ 3

Розділ 1 Допоміжні тягові електричні машини 4

1.1 Визначення та основні характеристики 4

1.1.1 Основні характеристики 5

Розділ 2 Різновиди допоміжних тягових електричних машин 7

2.1.1 Електродвигуни з постійним струмом (DC Motors) 7

2.1.2 Щіткові (Brushed) Електродвигуни 7

2.1.3 Безщіткові (Brushless) Електродвигуни 8

2.2 Електродвигуни зі змінним струмом (AC Motors) 9

2.3 Шагові (Stepper) Електродвигуни 9

2.4 Лінійні Електродвигуни 10

2.5 Підсилювачі для Електродвигунів 10

Розділ 3 Призначення та області застосування 11

3.1.1 Автомобілі та Електричні Транспортні Засоби 11

3.2 Промислові Механізми 11

3.2.1 Електростанції та Вітроелектростанції 11

3.2.2 Сільськогосподарські Машини 11

3.2.3 Будівельна Техніка 11

3.2.4 Робототехніка 11

3.2.5 Побутова Техніка 12

3.3 Конструктивні особливості 12

3.3.1 Електромагнітна Конструкція 12

3.3.2 Механічна Конструкція 12

3.3.3 Охолодження 12

3.3.4 Керування та Електроніка 12

3.3.5 Монтаж та Компактність 13

Розділ 4 Способи охолодження 14

4.1 Охолодження Повітрям 14

4.2 Охолодження Рідиною 14

4.3 Комбіноване Охолодження 14

4.4 Спеціальні Методи Охолодження 14

4.5 Системи Керування Тепловим Режимом 15

Вступ


В сучасному електрифікованому світі, де технології стають все більш ключовим елементом нашого повсякденного життя, питання створення та оптимізації електричних машин набуває особливого значення. Однією з найважливіших груп електричних машин є допоміжні тягові електричні машини, які відіграють критичну роль у численних сферах виробництва та побутовому використанні. Цей реферат спрямований на дослідження різновидів, призначення, конструктивних особливостей та способів охолодження допоміжних тягових електричних машин.

Завдяки стрімкому розвитку технологій у цій області виникають нові можливості для вдосконалення та ефективного використання електродвигунів. Аналіз різновидів та їхніх характеристик дозволить глибше зрозуміти, як ці електричні машини взаємодіють із сучасними системами, а також як можна оптимізувати їх роботу в різноманітних умовах експлуатації.

Не менш важливим є вивчення конструктивних особливостей та способів охолодження допоміжних тягових електричних машин. Здатність ефективно розсіювати тепло є критичною для забезпечення стабільної та безперебійної роботи електромашин в умовах високих температур і навантажень.

Результати цього дослідження можуть послужити основою для подальших інновацій у галузі тягової електротехніки та внесення вагомого вкладу в розвиток сучасних технологій.

  1. Допоміжні тягові електричні машини


У цьому розділі розглядається різноманітність допоміжних тягових електричних машин, їхні призначення, конструктивні особливості та основні принципи функціонування.

    1. Визначення та основні характеристики


Допоміжні тягові електричні машини (рис.  1 .1) – це спеціалізовані електромашини, створені для надання додаткового тягового зусилля в різних технічних системах. Основною метою їхнього існування є забезпечення необхідної потужності та обертового моменту для виконання конкретних завдань, що включаються в роботу електричних пристроїв, транспортних засобів, або промислових механізмів [1].


Рисунок 1.1 – Схема включення допоміжної машини.

де, а) через фазорозщеплювач (рис.  1 .2); б) конденсаторний пуск; в) через випрямний міст; г) однофазне включення.


Рисунок 1.2 – Фазорозщеплювач НБ-455А

      1. Основні характеристики


Потужність (Nominal Power): Це величина, яка визначає максимальну електричну потужність, яку може виробляти електрична машина при номінальних умовах експлуатації. Вимірюється в ватах (Вт) або кіловатах (кВт).

Напруга (Voltage): Напруга живлення електричної машини визначається вольтами (В). Вона є важливим параметром, оскільки залежить від конкретних вимог і може бути різною для різних допоміжних тягових машин.

Струм (Current): Електричний струм, який протікає через машину, вимірюється в амперах (А). Цей параметр також важливий для визначення робочої потужності та ефективності машини.

Обертовий момент (Torque): Це сила, яка зумовлює обертання механізму чи вала електричної машини. Вимірюється в ньютон-метрах (Нм) або фут-фунтах (lb-ft) і визначається як результат зусиль електромагнітного поля.

ККД (Коефіцієнт корисної дії): Цей параметр вказує на ефективність перетворення електричної енергії в механічну та вимірюється у відсотках.

Частота обертання (Rotational Speed): Це кількість обертів, які робить вал машини за одну хвилину. Вимірюється в обертах в хвилину (об/хв) або обертах в секунду (об/с).

Маса та габарити: Фізичні параметри, такі як маса та габарити, важливі для інтеграції машини в конкретну систему чи пристрій.

  1. Різновиди допоміжних тягових електричних машин

      1. Електродвигуни з постійним струмом (DC Motors)


Електродвигуни з постійним струмом є одним з найпоширеніших різновидів допоміжних тягових електричних машин. Вони використовуються в різних пристроях і системах, включаючи електричні інструменти, автомобільні системи, та інші аплікації, де потрібен регульований обертовий момент [1].

      1. Щіткові (Brushed) Електродвигуни


Щіткові електродвигуни (рис.  2 .3) мають стійку конструкцію та потребують обслуговування щіток, які забезпечують передачу струму до обмоток. Застосовуються в різноманітних пристроях [1]:

Електроінструменти: Багато ручних інструментів, таких як дрилі, шліфувальні машини, пилососи та інші, використовують щіткові електродвигуни через їхню здатність надавати високий обертовий момент та легко регулювати швидкість обертання.

Автомобільні Стартери: Деякі стартери внутрішнього згоряння у транспортних засобах використовують щіткові електродвигуни для початкового запуску двигуна.

Технічні Моделі та Радіокеровані Відомості: В робототехніці, модельному будівництві та радіокерованих пристроях також можна зустріти щіткові електродвигуни.

Електричні Іграшки: Деякі дитячі електричні іграшки, такі як автомобілі, літачки та інші, можуть використовувати щіткові електродвигуни через їхню простоту та невеликі розміри.

Деякі Вентилятори та Насоси: У певних випадках, де потрібно регулювання швидкості або обертового моменту, можуть використовуватися щіткові електродвигуни вентиляторів та насосів.


Рисунок 2.3 – Щітковий електродвигун.

Важливо відзначити, що у більшості сучасних застосувань технологія щіткових електродвигунів зустрічається менше, оскільки безщіткові електродвигуни стають все більш популярними завдяки своїй вищій ефективності та меншому зношуванню щіток.

      1. Безщіткові (Brushless) Електродвигуни


Ці електродвигуни мають високу ефективність та менше зношування, оскільки не використовують щітки. Застосовуються в автомобільній техніці, аерокосмічній промисловості, тощо [1]:

Електротранспорт: Безщіткові електродвигуни широко використовуються в електромобілях, електроскутерах, електровелосипедах та інших транспортних засобах. Вони дозволяють отримати високий обертовий момент та ефективність при компактних розмірах.

Електроніка та Комп'ютери: Безщіткові електродвигуни використовуються в комп'ютерних вентиляторах, жорстких дисках, оптичних приводах та інших пристроях для стабільної та ефективної роботи.

Промислові Аплікації: Великі безщіткові електродвигуни знаходять застосування в промислових машинах, конвеєрах, насосах та іншому обладнанні, де важливі висока продуктивність та точне керування.

Аерокосмічна Промисловість: У сфері аерокосмічних технологій безщіткові електродвигуни використовуються в різних системах, включаючи системи навігації, механізми управління, вентиляції та інші.

Медичне Обладнання: Безщіткові електродвигуни використовуються в медичному обладнанні, такому як апарати для діагностики, дентальні установки та інші медичні пристрої.

Робототехніка та Автоматизація: В робототехніці безщіткові електродвигуни використовуються для приводу суглобів та рухомих частин роботів, надаючи високу точність та динамічні характеристики.

    1. Електродвигуни зі змінним струмом (AC Motors)


Електродвигуни зі змінним струмом також широко використовуються у допоміжних тягових системах та електричних пристроях:

  • Асинхронні (Induction) Електродвигуни

  • Синхронні (Synchronous) Електродвигуни

    1. Шагові (Stepper) Електродвигуни


Шагові електродвигуни (рис.  2 .4) рухаються на фіксовану кількість кроків при кожній команді. Вони використовуються в системах, де потрібна точна позиційна контрольованість, таких як принтери, обладнання для виробництва та робототехніка [1].


Рисунок 2.4– Шаговий електродвигун.

    1. Лінійні Електродвигуни


Забезпечують прямолінійний рух замість обертання і застосовуються у промисловості та автоматизованих системах [1].

    1. Підсилювачі для Електродвигунів


У великих системах можуть використовуватися підсилювачі для керування та оптимізації роботи допоміжних тягових електричних машин [1].

  1. Призначення та області застосування

      1. Автомобілі та Електричні Транспортні Засоби


Допоміжні тягові електричні машини широко використовуються в електричних транспортних засобах, включаючи електромобілі, електричні велосипеди та скутери. Електродвигуни надають потужність для приводу коліс, забезпечуючи ефективну та екологічно чисту тягу [1].

    1. Промислові Механізми


Допоміжні тягові електричні машини використовуються в промислових процесах для приводу конвеєрів, насосів, компресорів та іншого обладнання. Вони забезпечують високий обертовий момент та можливість регулювання швидкості, що є ключовими функціями у виробничій автоматизації [1].

      1. Електростанції та Вітроелектростанції


Для роботи генераторів та інших систем в електростанціях використовуються допоміжні тягові машини. У вітроелектростанціях, наприклад, електродвигуни допомагають у виробництві електроенергії при використанні вітрових турбін [1].

      1. Сільськогосподарські Машини


Трактори, комбайни та інші машини, які використовуються в сільському господарстві, також можуть мати в собі допоміжні тягові електричні машини для приводу різноманітних механізмів [1].

      1. Будівельна Техніка


Допоміжні електричні машини використовуються в будівельній техніці, наприклад, у бетонозмішувачах, кранах та іншому будівельному обладнанні [1].

      1. Робототехніка


В робототехніці, допоміжні тягові електричні машини використовуються для приводу суглобів та рухомих частин роботів, що важливо для точного та гнучкого керування [1].

      1. Побутова Техніка


Електричні пристрої, такі як холодильники, пральні машини, пилососи та інші, часто мають в собі допоміжні тягові машини для забезпечення їхнього руху та роботи [1].

    1. Конструктивні особливості

      1. Електромагнітна Конструкція


Магнітні Матеріали: Конструкція допоміжних тягових електричних машин включає в себе використання різноманітних магнітних матеріалів, таких як ферит, неодимовий магніт та інші. Вибір матеріалів визначає магнітні властивості машини та її загальну ефективність [1].

Обмотки та Котушки: Допоміжні тягові машини мають спеціально розроблені обмотки та котушки, які створюють електромагнітне поле. Конструкція обмоток враховує величезний діапазон робочих параметрів, включаючи напругу та струм [1].

      1. Механічна Конструкція


Вал та Підшипники: Вал та підшипники є ключовими елементами конструкції. Вони повинні бути досить міцними для передачі обертового моменту та витримувати великі механічні навантаження [1].

Корпус та Захист: Конструкція корпусу машини повинна забезпечувати високий рівень захисту від зовнішніх факторів, таких як волога, пил, та інші агресивні середовища. Це важливо для тривалої та надійної роботи машини [1].

      1. Охолодження


Охолодження Вентиляторами: Для забезпечення оптимальної температури під час роботи, допоміжні тягові електричні машини можуть бути обладнані системами охолодження. Це може включати вентилятори, які розводять тепло, або системи рідинного охолодження [1].

      1. Керування та Електроніка


Плати Управління: В сучасних машинах широко використовуються електронічні плати управління, що дозволяють точно регулювати робочі параметри, використовуючи сучасні технології керування [1].

Сенсори та Зворотній Зв'язок: Вбудовані сенсори дозволяють вимірювати температуру, обертовий момент та інші параметри, а зворотній зв'язок використовується для покращення ефективності та точності роботи машини [1].

      1. Монтаж та Компактність


Монтажні Особливості: Конструкція машини повинна дозволяти ефективний монтаж та інтеграцію в різноманітні системи [1].

Компактність: Для деяких застосувань, особливо в електричних транспортних засобах та портативних пристроях, важлива компактність та маса машини [1].

  1. Способи охолодження

    1. Охолодження Повітрям


Вентилятори та Ребра для Розсіювання Тепла: Багато допоміжних тягових електричних машин використовують системи охолодження повітрям. Вентилятори розташовані поруч з обмотками та іншими нагрівальними елементами для забезпечення ефективного розсіювання тепла. Ребра, розташовані на поверхні корпусу, підвищують площу теплообміну [2].

Термальні Канали та Канали для Повітряного Потоку: У найновіших конструкціях використовуються спеціально розроблені термальні канали та канали для повітряного потоку в корпусі машини, що дозволяє ефективно керувати тепловим режимом [2].

    1. Охолодження Рідиною


Циркуляція Рідини: В деяких допоміжних тягових електричних машинах застосовують системи охолодження рідиною. Рідина циркулює через спеціальні канали, що оточують обмотки та інші нагрівальні елементи, відводячи тепло і підтримуючи стабільну температуру [2].

Радіатори для Розсіювання Тепла: Системи охолодження рідиною часто включають радіатори, які розташовані на зовнішній частині машини. Радіатор відводить тепло від рідини, забезпечуючи ефективний теплообмін [2].

    1. Комбіноване Охолодження


Системи з Комбінованим Охолодженням: Деякі сучасні допоміжні тягові електричні машини використовують комбіновані системи охолодження, які об'єднують в собі як елементи охолодження повітрям, так і охолодження рідиною. Це дозволяє забезпечити оптимальний тепловий режим при різних умовах експлуатації [2].

    1. Спеціальні Методи Охолодження


Застосування Термоелектричних Модулів: У деяких випадках використовують термоелектричні модулі для перетворення тепла на електричну енергію, що може бути використана для додаткового живлення системи охолодження або інших компонентів машини [2].

    1. Системи Керування Тепловим Режимом


Системи Керування Тепловим Режимом: У сучасних конструкціях використовуються системи керування тепловим режимом, які автоматично регулюють роботу охолодження в залежності від навантаження та температурних умов [2].

Загальні висновки


Розділ 1 надає глибокий інсайт у сутність допоміжних тягових електричних машин, розглядаючи їхнє визначення, основні характеристики та конструктивні особливості. Зазначено, що ці електромашини виконують ключову роль у великому спектрі виробничих і технічних застосувань, надаючи тягове зусилля для різноманітних систем та пристроїв.

В розділі 2 детально розглядаються різновиди допоміжних тягових електричних машин, включаючи електродвигуни з постійним і змінним струмом, шагові електродвигуни та інші. Визначається роль кожного типу в різних сферах, підкреслюючи їхню універсальність та важливість у сучасному технічному ландшафті.

Третій розділ надає розгорнуту картину призначення та областей застосування допоміжних тягових електричних машин. Від транспортних засобів та промислових процесів до енергетичних систем і будівельної техніки, ці електромашини грають критичну роль у різних галузях, забезпечуючи ефективність та надійність.

В заключному розділі, розглядаючи різні способи охолодження, виокремлюється важливість ефективного контролю теплового режиму для допоміжних тягових електричних машин. Використання охолодження повітрям, рідиною та комбінованими системами свідчить про постійні зусилля підтримувати оптимальну температуру для забезпечення надійності та тривалості роботи машин

Усі ці розділи разом створюють повну картину допоміжних тягових електричних машин, визначаючи їхню роль у сучасній технології та важливість для широкого спектру виробничих та технічних завдань.

Список Літератури


  1. РУХОМИЙ СКЛАД ЗАЛІЗНИЦЬ – МУХА А. М., д.т.н., доц. (ДНУЗТ), БАЛІЙЧУК О.Ю. (ДНУЗТ), СКОГАРЄВ І.Є. (ДНУЗТ).

  2. ТЯГОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ ЕЛЕКТРОРУХОМОГО СКЛАДУ – і В.М. Безрученко, В.К. Варченко, В.В. Чумак.


скачати

© Усі права захищені
написати до нас