МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Оценка 4.6

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Оценка 4.6
Лекции
docx
физика
Взрослым
07.04.2017
МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Электрический двигатель постоянного тока – машина, с помощью которой электрическая энергия преобразуется в механическую и приводит в движение различные механизмы. Двигатели постоянного тока находят применение в металлообрабатывающих станках, с их помощью приводятся в действие прокатные станы (слябинги и блюминги). Крановые двигатели находят применение в приводах различных подъёмных механизмов. Двигатели постоянного тока широко используются в электрической тяге, например, на магистральных электровозах, в качестве рабочих двигателей на тепловозах, на пригородных электропоездах, в метрополитенах, на трамваях, троллейбусах и т.д. Двигатели постоянного тока используют для привода во вращение гребных винтов на морских судах. Они используются в автомобилях, тракторах, самолётах и других летательных аппаратах, где имеется питание на постоянном токе. Они широко применяются в различных отраслях промышленности и это объясняется их ценными качествами: высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием и КПД, что важно при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавного регулирования частоты вращения.Цель работы: самостоятельно изготовить модель электродвигателя, являющиеся стартовой точкой создания современных электродвигателей, и экспериментально определить коэффициент полезного действия модели учебного электродвигателя. Задачи:  изучить принципы работы электродвигателя;  познакомиться с историей развития электродвигателя;  выяснить физические основы работы электродвигателя;  изготовить модель электродвигателя
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ.docx
МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1 СОДЕРЖАНИЕ  Введение ………………………………………………………………………… 3 1. История создания электродвигателей……………………………………… 4 2. Принцип работы электродвигателя постоянного тока…………………… 6 3. Схема электрическая принципиальная  электродвигателя постоянного  тока……………………………………………………………………………… 8 4. Технология изготовления изделия ………………………………………….. 9 5. Определение мощности модели электродвигателя………………………… 14 6. Расчет себестоимости изделия………………………………………………. 15 Заключение……………………………………………………………………… 16 17 Список литературы ……………………………………………………………... 2 ВВЕДЕНИЕ Электрический двигатель постоянного тока – машина, с помощью которой электрическая   энергия   преобразуется   в   механическую   и   приводит   в   движение различные механизмы.  Двигатели постоянного тока находят применение в металлообрабатывающих станках,   с   их   помощью   приводятся   в   действие   прокатные   станы   (слябинги   и блюминги).   Крановые   двигатели   находят   применение   в   приводах   различных подъёмных   механизмов.   Двигатели   постоянного   тока   широко   используются   в электрической тяге, например, на магистральных электровозах, в качестве рабочих двигателей на тепловозах, на пригородных электропоездах, в метрополитенах, на трамваях,   троллейбусах   и   т.д.   Двигатели   постоянного   тока   используют   для привода   во   вращение   гребных   винтов   на   морских   судах.   Они   используются   в автомобилях, тракторах, самолётах и других летательных аппаратах, где имеется питание на постоянном токе. Они   широко   применяются   в   различных   отраслях   промышленности   и   это объясняется   их   ценными   качествами:   высокими   пусковым,   тормозным   и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием и КПД, что важно   при   реверсировании   и   торможении,   возможностью   широкого   и   плавного регулирования частоты вращения. Цель работы: самостоятельно изготовить модель электродвигателя, являющиеся стартовой точкой создания современных электродвигателей, и экспериментально определить коэффициент полезного действия модели учебного электродвигателя. Задачи:   изучить принципы работы электродвигателя;   познакомиться с историей развития электродвигателя; 3  выяснить физические основы работы электродвигателя;    изготовить модель электродвигателя. 1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Когда­то   человек   выполнял   все   тяжелые   работы   сам. Это был очень тяжелый и изнурительный труд и человек стал приучать животных выполнять   эти  работы.  Но   труд   животных  тоже   был   малопроизводительным,  и люди   искали   другие,   более   совершенные   источники   энергии.   Они   научились   пара   и   сжигаемых   газов, использовать   энергию   ветра,   воды, а с открытием электрической энергии заставили работать и ее. Человек заставил электричество вращать станки на фабриках и заводах, двигать трамваи, поезда, стирать белье, натирать полы, собирать пыль...  Много   разной   работы   делает   электричество   в   нашей   промышленности   и быту.   Все   это   стало   возможным   благодаря   изобретению   электродвигателя ­преобразователя электрической энергии в механическую. В   1824   году   Питер   Барлоу     издает   книгу   «Исследование   магнитных притяжений», в которой описан новый электродвигатель, названный впоследствии колесом Барлоу. Рисунок 1­ Электродвигатель Питера Барлоу В 1821 году английский физик Фарадей создал униполярный двигатель (в нём использовался только один полюс магнита). 4 Рисунок 2­ Электродвигатель Фарадея 1 ­ северный полюс постоянного магнита 2 ­ проволочная рамка  3 ­ чашечка со ртутью 4 ­ кольцевой сосуд с ртутью  В 1834 году Борис Семенович Якоби создал первый в мире практически пригодный   электродвигатель   с   вращающимся   якорем   и   опубликовал теоретическую   работу   "О   применении   электромагнетизма   для   приведения   в движение машины»   Рисунок 3­ Электродвигатель Б. С. Якоби 5 2. ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.   Согласно  закону   Ампера  на   проводник   с   током   I   в   магнитном   поле   будет действовать сила F. 2. Если проводник с током I согнуть в рамку и поместить в магнитное поле, то две  стороны рамки, находящиеся под прямым углом к магнитному полю, будут  испытывать противоположно направленные силы F 6 3.  Силы,  действующие   на  рамку,  создают  крутящий   момент  или   момент   силы, вращающий ее. 4.   Производимые   электродвигатели   имеют   несколько   витков   на  якоре,   чтобы обеспечить больший постоянный момент. 5. Магнитное поле может создаваться как магнитами, так и электромагнитами. Электромагнит обычно представляет из себя провод намотанный на сердечник. Таким образом, по закону электромагнитной индукции ток протекающий в рамки будет индуцировать ток в обмотки электромагнита, который в свою очередь будет создавать магнитное поле. Изучив   историю   и   принцип   работы   электродвигателя   постоянного   тока,   а также оценив их преимущества, мы решили сконструировать упрощенную модель электродвигателя,   которую   можно   будет   использовать   на   уроках   физики, электротехники,   междисциплинарных   курсов   при   изучения   раздела:   «Машины постоянного тока».  7 3. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Для того, чтобы сконструировать модель электродвигателя   вначале мы изучили схему электрическую принципиальную.  8 4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ 9 Рисунок  ­ Модель электродвигателя постоянного тока A ­ статорные катушки B ­ обмотка статора (скользящий Контакт) C ­ провода к источнику питания D – статор ­ (полюсной наконечник) E – статор ­ (полюсный наконечник) F ­ ротор  G ­ ось вращения H ­ провода ротора  I ­ провода ротора J ­ Медная ручка K ­ медная ручка L – коммутатор M ­ припой ушки N ­ припой ушки O ­ щетка P ­ щетка Q ­ стойка R ­  стойка S – ведущее колесо T­ провода к источнику питания 10 При   изготовлении   проекта   применяются   следующие   операции:   разметка, опиливание поверхности, пайка, сборка электрической цепи, испытание и наладка.           Необходимое   оборудование,   приспособления   и   инструменты   имеются   в мастерской техникума. Последовательность изготовления изделия представлена в технологической карте. Технологическая карта    Название операции   №   1 Выбор материала.   2 Сборка электрической цепи  выпрямителя переменного тока.   3 Проверка и испытание выпрямителя. Инструменты   и материалы Контрольная линейка Паяльник, припой   ПОС   40, провода, канифоль. Осциллограф, соединительные провода.   4 Сверление отверстий. Ручная электрическая дрель,   сверло   5 Рубка металла. 5мм., кернер. Молоток, зубило, наковальня.  11 6 Обработка по габаритным размерам. Напильник.   7 Подготовка корпуса к сборке изделия.   8 Крепление трансформатора. 12 Ручная   дрель, свёрла различного диаметра, линейка. Отвёртка,   гайки, винты. 9 Сборка источника тока. электриеской   цепи Паяльник, провод монтажный. Испытание и проверка изделия.   1 0    1  Отделка поверхности корпуса. 1 13 Контрольный вольтметр, осциллограф, соединительные провода. Краска, наждачная бумага. Время изготовления.             При   наличии   всех   деталей   и   подходящего   по   размерам   корпуса   время изготовления   без   учёта   времени   на   испытание   и   проверку   электрической   цепи составило 6 часов. 14 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Мы   экспериментально   определили   мощность   двигателя   при   помощи амперметра и вольтметра (силы тока и напряжения). Выводы:  скорость вращения якоря увеличивается с увеличением силы тока;  изменяя направление тока в двигателе можно  изменять  направление  вращения якоря;  мощность электродвигателя зависит от напряжения и силы тока в цепи. № испытания 1 2 3 U, B. 0,6 1,6 2,2 I, A. 1,1 0,6 0,4 P, Вт 0,66 0,96 0,88 P=UI A=UIt Средняя мощность электродвигателя: P=(P1+P2+P3)/3=0,83 Вт Работа тока в электродвигателе за 5 минут (300 секунд):  A=UIt=3,6B×0,15A×300C=162 Дж   Вывод:  общая   стоимость   израсходованной   энергии   в   сутки   составила   около   6 рублей 50 копеек (что в месяц составляет 580   рублей при тарифе 3 рубля 27 копеек за 1 кВТ*ч.). 15 6. РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ ИЗДЕЛИЯ             Себестоимость   нашего   изделия   состоит   из   затрат   на   материалы,   оплату потреблённой электроэнергии.   Так   как   изделие   изготовлено   для   личных   целей,   то   оплату   труда   не учитываем.   Поскольку   изделие   изготавливается   в   школьной   мастерской,   то амортизационные отчисления за пользование оборудованием и приспособлениями также не учитываем.   Название детали   Корпус Единица  измерения     1 шт.              Стоимость 0   руб.,   т.к.   использован   от Трансформатор     1 шт. Диодный мост.      1шт.  Шнур электрический. Вилка штепсельная.     1 шт.     1 шт. списанного оборудования.   0   руб.,   т.к.   использован   от списанного оборудования.                    0   руб.,   т.к.   использован   от   списанного оборудования.       20 руб.    35 руб. Вывод:  итоговая   стоимость   изделия   составила   55руб.   Низкая   себестоимость устройства   объясняется   тем,   что   использованы   узлы   и   детали   от   устаревшего оборудования и игрушек. 16 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Мы   изготовили   модель   электродвигателя   и   определили   КПД.   Изучили принцип работы, познакомились с историей развития. Выяснили, что электродвигатели имеют большой спектр применения за счет их КПД и экологичности.  Проведя   большую   работу   по   изучению   литературы   о   создании   первых электродвигателей, о физических принципах их работы, о внедрении их сегодня во все   отрасли   жизни,   я   могу   с   уверенностью   сказать,   что   электродвигатель действительно является современным альтернативным изобретением.   Но   несовершенство   источников   питания     является   их   существенным недостатком. Сегодня электродвигатели:  используются в портативной  бытовой электронике   – аудиоплеерах, видеокамерах и сотовых телефонах, цифровых фотоаппаратах   микродвигатели   разрабатываются     в   медицинских   целях   ,   чтобы очищать от бляшек артерии или ремонтировать поврежденные клетки    самый   маленький   электрический   двигатель   в   мире   изготовил   Н. Сядристый.  Двигатель   имеет  15  деталей,  однако   размеры   его   в 4  раза   меньше макового зернышка!  самые   большие   электрические   двигатели   постоянного   тока используются   для   привода   гребных   винтов   российских   атомных   ледоколов “Сибирь” и “Арктика” Преимущество изготовленного изделия:  изготовлено из современных материалов; 17    дешёвое удобное, переносное; позволяет использовать устаревшее оборудование; может   использоваться   в   качестве   зарядного   устройства аккумуляторов с напряжением 12 вольт. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Акимова Н. А. Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт электрического и электромеханического оборудования ­ М.: Издательский центр "Академия", 2012. ­ 304 с. 2. Вереина Л. И. Справочник станочника: учеб. пособие. ­ М.: Издательский центр "Академия", 2008. ­ 560 с. 3. Кацман М.М. «Справочник по электрическим машинам». Издательский центр «Академия», 2005. – 480 с. 4.   Москаленко   В.   В.   Справочник   электромонтера.   ­   М.:   Издательский   центр "Академия", 2008. ­ 288 с. 5. Правила устройства электроустановок. ­ М.: Энергоиздат., 2010. ­ 648 с. 6.   Сибикин   Ю.   Д.   Техническое   обслуживание,   ремонт   электрооборудования   и сетей промышленных предприятий: Учеб. ­ М.: ПрофОбрИздат, 2010. ­ 432 с. 7.   Сибикин   М.   Ю.   Технологическое   оборудование.   Металлорежущие   станки: учебник. ­ М.:ФОРУМ 2012. ­ 448 с. 8.   Семерюк   О.   М.   и   др.   Разработка   электрических   схем   с   применение компьютерных технологий. В кн.: Научное сообщество студентов XXI столетия: материалы   III   практической   конференции.   Часть   IV.   (23   мая   2012г.)   ­ Новосибирск: Изд. "Сибирская ассоциация консультантов", 2012 ­ с. 337­343. 9. Шеховцев В. П. Расчет и проектирование ОУ и электроустановок  промышленных механизмов ­ М.: ФОРУМ, 2010. ­ 352 с. 18 19

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
07.04.2017