Принцип действия электростартера

Принцип действия катушки зажигания.

По первичной обмотке проходит ток низкого напряжения, во время чего намагничивается сердечник, это создает магнитное поле между обмотками (вокруг обеих обмоток создается сильное магнитное поле). В этом магнитном поле накапливается энергия (величина тока через первичную обмотку (зависит от длительности времени накопления) и индуктивность первичной обмотки определяют накопленную в магнитном поле энергию системы зажигания (более 40 мДж)). В заданный момент времени, если контакты прерывателя разомкнуть (по команде контроллера или размыканием контактов, механически связанных с валом, или с помощью электронных ключей, в которых управляющий импульс формируется схемой, содержащей датчик Холла - в зависимости от типа системы) протекание тока через первичную обмотку прерывается, исчезает созданное им магнитное поле между обмотками (исчезая, магнитные силовые линии пересекают витки вторичной обмотки и в них индуцируется ЭДС). При изменении магнитного потока, пронизывающего витки вторичной обмотки, в последней индуцируется электродвижущая сила (в соответствии с законом ЭМИ). Если второй проводник (обмотка) замкнут, то под действием ЭДС взаимоиндукции в нем образуется индуктированный ток высокого напряжения.

Кроме этого, пересекаются магнитные линии первичной обмотки и сердечника (в нем возбуждаются вихревые токи, вызывающие его нагрев).

Взаимоиндукция (взаимная индукция) - возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников. Взаимоиндукция - частный случай более общего явления - электромагнитной индукции. При изменении тока в одном из проводников или при изменении взаимного расположения проводников происходит изменение магнитного потока, созданного током первого проводника и проходящего через контур второго, что по закону электромагнитной индукции вызывает возникновение ЭДС во втором проводнике. Если второй проводник замкнут, то под действием ЭДС взаимоиндукции в нем образуется индуктированный ток. И наоборот, изменение тока во второй цепи вызовет появление ЭДС в первой.

При прохождении электрического тока по обмотке
возбуждения, полюса намагничиваются и между ними создается магнитное
поле (основной магнитный поток; магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу.). Такое же магнитное поле создается вокруг витков обмотки якоря (при этом на проводники обмотки якоря будут действовать электромагнитные силы и возникнет электромагнитный момент). От взаимодействия магнитного поля якоря с магнитным полем полюсов (в результате такого взаимодействия витки обмотки якоря выталкиваются из магнитного поля полюсных сердечников, что приводит к вращению якоря) якорь начинает вращаться и при помощи специального привода с шестерней вращает зубчатый венец маховика двигателя.

ИЛИ

В роли индуктора выступает статор, на котором расположена обмотка. На неё подаётся постоянный ток, в результате чего вокруг неё создаётся постоянное магнитное поле. Обмотка ротора состоит из проводников, запитанных через коллектор. В результате на них действуют пары сил Ампера, которые вызывают вращающий момент. Направление сил определяется по правилу «буравчика». Однако этот вращающий момент способен повернуть ротор только на 180 градусов, после чего он остановится. Чтобы это предотвратить, используется щёточно-коллекторный узел, выполняющий роль инвертора и датчика положения ротора (ДПР).

Индуктор - это часть электрической машины, отвечающая за создание в ней рабочего магнитного потока.

Статор (англ. stator, от лат. sto - стою) - неподвижная часть электрической машины, взаимодействующая с подвижной частью - ротором.

Статор может быть либо постоянным магнитом, либо электромагнитом. В случае если статор является электромагнитом, то обмотка, которая создает магнитное поле, называется обмоткой возбуждения или обмоткой подмагничивания.

Магнитное поле - составляющая электромагнитного поля, появляющаяся при наличии изменяющегося во времени электрического поля. Кроме того, магнитное поле может создаваться током заряженных частиц, либо магнитными моментами электронов в атомах (постоянные магниты). С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозон-фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля).

Магнитное поле - это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Ротор (техника) - вращающаяся часть газовой, паровой, гидравлической турбины или электрической машины. Состоит из электромагнитов с переключаемой полярностью и датчика положения ротора и переключателя (коллектора). В простейшем случае ротор состоит из одного электромагнита с двумя полюсами, т. е. имеет одну пару полюсов, при этом есть две "мёртвые точки" из которых невозможен самозапуск двигателя.

Закон Ампера - закон взаимодействия постоянных токов. Установлен Андре Мари Ампером в 1820. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с постоянными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположном - отталкиваются.

Момент силы (синонимы: крутящий момент; вращательный момент; вертящий момент; вращающий момент) - векторная физическая величина, равная произведению радиус-вектора проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело.

Правило буравчика (также, правило правой руки) - мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость вращения тела, а также вектора магнитной индукции B или для определения направления индукционного тока.

Правило буравчика: «Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции».

Определяет направление индукционного тока в проводнике, движущемся в магнитном поле.

Правило правой руки: «Если ладонь правой руки расположить так, чтобы в нее входили силовые линии магнитного поля, а отогнутый большой палец направить по движению проводника, то 4 вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.».

Для соленоида оно формулируется так: «Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида».

Правило левой руки. Если движется заряд, а магнит покоится, то для определения силы действует правило левой руки: «Если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно ей, а четыре пальца были направлены по току (по движению положительно заряженной частицы или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей силы Лоренца или Ампера».

Щёточно-коллекторный узел - узел электрической машины, обеспечивающий электрическое соединение цепи ротора с цепями, расположенными в неподвижной части машины. Состоит из коллектора (набора контактов, расположенных на роторе) и щёток (скользящих контактов, расположенных вне ротора и прижатых к коллектору).

Щёточно-коллекторный узел является одной из наименее надёжных частей электрических машин, поскольку скользящие контакты интенсивно изнашиваются от трения. Для профессионального электроинструмента, например, щётки являются расходным материалом. По этой причине с точки зрения надёжности предпочтительны двигатели без щёточно-коллекторного узла - вентильный электродвигатель и асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

В коллекторном электродвигателе щёточно-коллекторный узел одновременно выполняет две функции: является датчиком углового положения ротора (датчик угла) со скользящими контактами и переключателем направления тока со скользящими контактами в обмотках ротора в зависимости от углового положения ротора.

В бесколлекторных электродвигателях постоянного тока (вентильный электродвигатель) электронным аналогом щёточноколлекторного узла является датчик положения ротора и электронный переключатель направления тока в обмотках статора (инвертор).

В генераторах также одновременно выполняет две функции: является датчиком углового положения ротора со скользящими контактами и переключателем направления тока со скользящими контактами на токосъёмах (щётках) в зависимости от углового положения ротора, т. е. является механическим выпрямителем.

В бесколлекторных генераторах постоянного тока (синхронный генератор) обе функции - и датчика углового положения ротора (по направлению и величине ЭДС), и переключателя направления тока на выходных зажимах (по направлению и величине ЭДС) выполняет неуправляемый выпрямитель на диодах.

Инве́ртор - устройство для преобразования постоянного тока в переменный ток с изменением величины напряжения или без. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде.

Дата добавления: 2015-05-10