Prinsip konversi energi pada motor listrik

Prinsip konversi energi motor listrik mengacu pada mekanisme inti pengubahan energi listrik menjadi energi mekanik, yang didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik dan gaya elektromagnetik (Hukum Ampere)

Secara khusus, motor mencapai konversi energi melalui interaksi elektromagnetik antara stator dan rotor: belitan stator menghasilkan medan magnet setelah diberi energi, yang berinteraksi dengan arus pada konduktor rotor untuk menghasilkan gaya elektromagnetik (gaya Lorentz), sehingga membentuk torsi yang menggerakkan rotor untuk berputar, dan pada akhirnya mengubah energi listrik masukan menjadi energi kinetik mekanik.

 

Prinsip dasar konversi energi pada motor listrik

Induksi elektromagnetik dan gaya elektromagnetik: Ketika arus melewati konduktor motor (seperti belitan stator), medan magnet dihasilkan di sekitarnya; Medan magnet berinteraksi dengan arus pada rotor, dan menurut hukum gaya Ampere, konduktor dikenai gaya yang menyebabkan rotor berputar.

Jalur konversi energi: Setelah energi listrik dimasukkan ke motor, diubah menjadi gerak rotasi rotor (energi mekanik) melalui induksi elektromagnetik dan gaya elektromagnetik, yang menggerakkan beban eksternal untuk bekerja

Struktur utama: Motor terutama terdiri dari stator (bagian tetap, menghasilkan medan magnet) dan rotor (bagian berputar, membawa arus). Beberapa motor juga menyertakan komutator (motor DC) atau konverter frekuensi (motor AC) untuk mempertahankan torsi searah.

 

Klasifikasi dan karakteristik kerja motor

Motor listrik dibedakan menjadi motor DC dan motor AC menurut sumber tenaganya. Diantaranya, motor AC lebih banyak digunakan pada sistem tenaga, antara lain motor sinkron dan motor asinkron (motor asinkron mempunyai kecepatan rotor yang tidak sinkron dengan kecepatan medan magnet stator)

6. Medan magnet berputar motor AC dihasilkan oleh arus seimbang tiga-fasa yang melewati belitan stator dengan perbedaan spasial 120 derajat ,

Diantaranya, (omega=2 \\ pi f) adalah frekuensi sudut, (f) adalah frekuensi daya, (p) adalah logaritma kutub, dan kecepatan sinkron (n0=60f/p)

7. Kecepatan rotor motor asinkron (n=(1- s) n0) selalu tertinggal di belakang kecepatan sinkron, sehingga memberikan kemampuan start lunak alami karena karakteristik "asinkron" -nya

 

Latar belakang sejarah dan penerapannya

Prinsip kerja motor listrik berawal dari efek arus magnet yang ditemukan oleh Auster pada tahun 1820, kemudian Faraday menemukan perangkat motor listrik pertama pada tahun 1821.

6. Motor modern telah banyak digunakan dalam industri, transportasi, dan peralatan rumah tangga, dan efisiensi konversi energinya bergantung pada jenis, desain, dan kondisi penggunaan. Misalnya motor AC biasanya lebih efisien dibandingkan motor DC

1. Dengan berkembangnya ilmu material dan teknologi kontrol, motor berevolusi menuju kepadatan daya dan kecerdasan yang lebih tinggi

Motor listrik menggunakan prinsip gaya yang bekerja pada konduktor listrik dalam medan magnet (yang berbeda dengan efek magnetik arus listrik, dan Fisika kelas sembilan Pers Pendidikan Rakyat saat ini dengan jelas memisahkan keduanya). Prinsip ini ditemukan oleh fisikawan Denmark Oster, lahir pada 14 Agustus 1777, di keluarga apoteker di Rudjobin, Pulau Langlong. Pada tahun 1794, ia diterima di Universitas Kopenhagen dan memperoleh gelar doktor pada tahun 1799. Dari tahun 1801 hingga 1803, ia mengunjungi negara-negara seperti Jerman dan Prancis dan bertemu banyak fisikawan dan ahli kimia. Sejak tahun 1806, ia menjabat sebagai profesor fisika di Universitas Kopenhagen, dan sejak tahun 1815, ia menjadi Sekretaris Eksekutif Royal Danish Society. Pada tahun 1820, ia dianugerahi Medali Copley dari Royal Society of England atas penemuannya yang luar biasa tentang efek magnet arus listrik.

Sejak 1829, ia menjabat sebagai dekan Institut Teknologi Kopenhagen. Ia meninggal pada tanggal 9 Maret 1851 di Kopenhagen. Dia telah melakukan penelitian ekstensif di bidang fisika, kimia, dan filsafat. Karena pengaruh filsafat Kant dan filsafat alam Schelling, saya sangat yakin bahwa kekuatan alam dapat diubah menjadi satu sama lain, dan telah lama mengeksplorasi hubungan antara listrik dan magnet. Pada bulan April 1820, pengaruh arus listrik pada jarum magnet, yaitu efek kemagnetan arus listrik, akhirnya ditemukan. Pada tanggal 21 Juli tahun yang sama, ia mempublikasikan temuannya dengan judul "Eksperimen Pengaruh Konflik Listrik pada Jarum Magnetik". Makalah singkat ini menimbulkan kejutan besar di komunitas fisika Eropa, yang menyebabkan munculnya sejumlah besar hasil eksperimen dan dengan demikian membuka bidang baru fisika - elektromagnetisme.

Klasifikasi Struktural

1, Struktur motor asinkron tiga-fasa terdiri dari stator, rotor, dan aksesori lainnya.

(1) Stator (bagian diam)

1. Inti besi stator

Fungsi : Sebagai bagian dari rangkaian magnet motor, dan tempat ditempatkannya belitan stator.

Konstruksi: Inti stator umumnya dibuat dengan cara meninju dan melaminasi lembaran baja silikon dengan lapisan insulasi pada permukaan setebal 0,35~0,5 milimeter. Ada slot yang tersebar merata di lingkaran dalam inti untuk menyematkan belitan stator.

Ada beberapa jenis jenis slot inti stator:

Slot setengah tertutup: Efisiensi dan faktor daya motor tinggi, tetapi pemasangan dan insulasi belitan sulit dilakukan. Umumnya digunakan pada motor kecil-tegangan rendah.

Slot setengah terbuka: mampu menyematkan gulungan cetakan, umumnya digunakan untuk motor-tegangan rendah-berukuran besar dan sedang. Yang-disebut belitan berbentuk mengacu pada belitan yang dapat diisolasi sebelum ditempatkan ke dalam slot.

Slot terbuka: digunakan untuk menyematkan gulungan cetakan, dengan metode insulasi yang mudah digunakan, terutama digunakan pada motor-tegangan tinggi.

 

2. Belitan stator

Fungsi: Merupakan bagian sirkuit motor listrik, yang disuplai dengan daya AC tiga-fasa untuk menghasilkan medan magnet yang berputar.

Konstruksi: Terdiri dari tiga belitan identik yang disusun secara simetris dengan sudut listrik 120 derajat dalam ruang, masing-masing kumparan belitan ini tertanam dalam pola tertentu di setiap slot stator.

Ada tiga item insulasi utama untuk belitan stator: (memastikan insulasi yang andal antara bagian konduktif belitan dan inti besi, serta insulasi yang andal antara belitan itu sendiri).

⑴ Insulasi tanah: Insulasi antara seluruh belitan stator dan inti stator.

⑵ Insulasi antar fasa: Insulasi antara belitan stator setiap fasa.

⑶ Insulasi antar putaran: Isolasi antar belitan setiap belitan stator pada setiap fasa.

Pengkabelan di dalam kotak sambungan motor:

Terdapat blok terminal di dalam kotak sambungan motor, dan keenam ujung kabel belitan tiga-fasa disusun dalam dua baris, dengan baris atas tiga tiang terminal disusun dari kiri ke kanan bernomor 1 (U1), 2 (V1), dan 3 (W1), dan baris bawah tiga tiang terminal disusun dari kiri ke kanan bernomor 6 (W2), 4 (U2), dan 5 (V2). Hubungkan belitan tiga-fasa dalam sambungan bintang atau delta. Semua produksi dan pemeliharaan harus diatur berdasarkan nomor seri ini.

 

3. Basis mesin

Fungsi: Memperbaiki inti stator dan tutup ujung depan dan belakang untuk menopang rotor, dan memberikan perlindungan, pembuangan panas, dan fungsi lainnya.

Konstruksi: Basisnya biasanya terbuat dari besi cor. Basis motor asinkron besar umumnya dilas dengan pelat baja, sedangkan basis motor mikro terbuat dari aluminium cor. Motor tertutup memiliki rusuk pembuangan panas di bagian luar alas untuk meningkatkan area pembuangan panas, sedangkan motor pelindung memiliki lubang ventilasi di kedua ujung penutup bawah untuk memungkinkan konveksi langsung udara di dalam dan di luar motor, sehingga memfasilitasi pembuangan panas.