Łukasz Walkiewicz / Automotyw.com) Silnik spalinowy jest szczególną formą silnika cieplnego, w którym ciepło wygenerowane w procesie spalania paliwa jest zamieniane na pracę. Innymi słowy spalenie mieszanki paliwa z utleniaczem powoduje powstanie ciśnienia oddziałującego na istotne dla wykonywanej pracy elementy silnika, co w Moc na wale silnika (moc mechaniczna) jest powiązana z momentem napędowym zależnością. P=& M (2.7.11) gdzie: – prędkość kątowa wirnika silnika wyrażona w [rad/s] lub [1/s], M – moment mechaniczny na wale silnika w niutonometrach [Nm]. Graficzną ilustrację zależności momentu M od poślizgu przedstawiono na rys. 2.7.4. Jest to wygodna metoda, pozwalająca na płynne uruchomienie silnika bez szkodliwych skoków prądowych i mechanicznego obciążenia. Falownik precyzyjnie kontroluje prędkość i moment obrotowy podczas rozruchu, zapewniając optymalne warunki pracy dla silnika i redukując zużycie energii elektrycznej. Jest to szczególnie przydatne w Nie pozwala także wykorzystać wszystkich możliwości silnika elektrycznego. Nowoczesne urządzenia tego typu, wraz z dedykowanymi im układami sterowania i przekształtnikami energii elektrycznej, dają duże możliwości kształtowania parametrów energii mechanicznej dostarczanej przez układ napędowy do maszyny roboczej. Silnik elektryczny to maszyna elektryczna, która służy do zamiany energii elektrycznej w mechaniczną, działa on w sposób odwrotny do prądnicy. W tym artykule zajmiemy się budową silnika i sposobem jego działania oraz historią powstania silników elektrycznych. Budowa i działanie silnika elektrycznego Maszyny elektryczne – definicja, podział, zasada działania. Rolnictwo, przemysł, usługi – w niemal wszystkich sektorach gospodarki znajdują zastosowanie maszyny elektryczne, które mają istotny wpływ na przyspieszenie rozwoju cywilizacyjnego. Jedna z definicji wskazuje, że maszyna elektryczna to urządzenie do przetwarzania energii Rys. Budowa falownika LENZE 8200 VECTOR 1-Fazowy. A)Płytka montażowa z powierzchnią przewodzącą prąd. B) Przewód sterujący do modułu funkcyjnego, zamontować ekranowanie na jak największej powierzchni do płytki ekranującej (PES) C) Zacisk 2−biegunowy dla uziemienia silnika i ekranowania silnika. D) Uziemienie (PE) przewodu silnika NX7tjj. Z definicji silnik elektryczny jest maszyną elektryczną, w której energia elektryczna jest przetwarzana na energię mechaniczną. Zdecydowana większość maszyn elektrycznych opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Maszyna elektryczna składa się z części stałej, którą jest stojan (dla asynchronicznych i synchronicznych maszyn prądu zmiennego), części ruchomej – wirnika (dla asynchronicznych i synchronicznych maszyn prądu zmiennego) lub twornika (dla maszyn prądu stałego). Zasada działania asynchronicznego silnika elektrycznego Magnesy stałe są bardzo często stosowane jako induktory w silnikach prądu stałego małej mocy. Gdy stojan jest podłączony do sieci elektrycznej, w jego wnętrzu wytwarzane jest okrągłe, wirujące pole magnetyczne, które przenika przez zwarte uzwojenie wirnika i indukuje prąd indukcyjny. Stąd, zgodnie z prawem Ampere’a (siła odchylająca działa na przewodnik z prądem umieszczonym w polu magnetycznym), wirnik zaczyna się obracać. Prędkość obrotowa wirnika zależy od częstotliwości napięcia zasilającego i liczby par biegunów magnetycznych. Różnica pomiędzy prędkością obrotową pola magnetycznego stojana a prędkością obrotową wirnika charakteryzuje się poślizgiem. Silnik nazywany jest asynchronicznym, ponieważ prędkość obrotowa pola magnetycznego stojana nie jest taka sama jak prędkość obrotowa wirnika. Synchroniczny silnik elektryczny jest inny w konstrukcji wirnika. Wirnik jest albo magnesem stałym, albo elektromagnesem, albo posiada część klatkową (startową) i magnesy stałe lub elektromagnesy. W silniku synchronicznym prędkość obrotowa pola magnetycznego stojana i prędkość obrotowa wirnika są takie same. Do rozruchu stosuje się pomocnicze silniki asynchroniczne lub wirnik klatkowy. Silniki asynchroniczne znalazły szerokie zastosowanie we wszystkich gałęziach techniki. Dotyczy to w szczególności prostych i wytrzymałych trójfazowych silników asynchronicznych z wirnikami klatkowymi, które są bardziej niezawodne i tańsze niż wszystkie silniki elektryczne i nie wymagają praktycznie żadnej konserwacji. Nazwa „asynchroniczny” odnosi się do faktu, że w takim silniku wirnik nie obraca się synchronicznie z polem wirującym stojana. W przypadku braku linii trójfazowej, silnik asynchroniczny może być podłączony do linii jednofazowej. Silniki elektryczne znajdują bardzo szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu, usług oraz w codziennym życiu. Jednostki napędowe zasilane prądem różnią się budową, zasadą działania i mocą. Dzięki temu mogą być wykorzystywane w różnych urządzeniach – od małych robotów kuchennych czy zabawek dla dzieci, przez maszyny i urządzenia przemysłowe, po napędy samochodów i lokomotyw. Wśród wielu zalet, jakimi wyróżniają się elektryczne jednostki napędowe, jest ich czysta praca. Nie korzystają one bowiem z żadnego paliwa, a więc nie emitują spalin i innych produktów ubocznych. Dlatego mogą pracować w zamkniętych halach, garażach, a nawet w bardzo małych, ograniczonych przestrzeniach. Poza tym, ponieważ są produkowane w szczelnych obudowach i nie generują iskier, są niezastąpione w strefach zagrożonych zaletą silników elektrycznych jest możliwość korzystania z różnych źródeł energii – od sieci energetycznej o napięciu 230 i 400 V, przez generatory, baterie i akumulatory, po domową elektrownię fotowoltaiczną. Jednostki są też zasilane prądem stałym i zmiennym. Tak duża różnorodność cech i parametrów technicznych sprawia, że można je dopasować niemal do każdej maszyny czy urządzenia. Budowa silników elektrycznych Silnik elektryczny ma stosunkowo prostą budowę. Można w nim wyróżnić dwa zasadnicze elementy: stojan – nieruchomą część złożoną z kadłuba i umieszczonego w nim wyłożenia (rdzenia). Jest ono zbudowane z trzech pakietów odizolowanych od siebie blach ze stali transformatorowej (z dużą zawartością krzemu) o grubości 0,5 mm. Na pakietach blach są nawinięte uzwojenia – po jednym dla każdej z trzech faz, wirnik – ruchomą część silnika, zbudowaną z rdzenia osadzonego na wale, na którym jest też zamontowany przewietrznik zapewniający chłodzenie. Rdzeń wirnika ma podobną budowę do rdzenia stojana i również zawiera nawoje uzwojenia. W silnikach indukcyjnych wirnik jest umieszczony w klatce wykonanej z nieizolowanych prętów i zakończonej dwoma pierścieniami. Kadłub silnika najczęściej jest wykonany z żeliwa lub stali. Stanowi jedynie osłonę mechanizmu, nie uczestnicząc w pracy. Działanie silnika elektrycznego polega na przyłożeniu napięcia do rdzenia stojana, w wyniku czego powstaje wirujące pole magnetyczne. Przechodząc przez pręty klatki wirnika, indukuje w nich napięcie. Na skutek przepływu prądu i siły elektrodynamicznej wirnik obraca się, początkowo zwiększając obroty, a następnie stabilizując je na stałym poziomie. Różnica pomiędzy prędkością obrotów wirnika a pola magnetycznego stojana zwiększa się wraz z obciążeniem silnika. Ostatecznie z energii elektrycznej powstaje energia mechaniczna. Rodzaje silników elektrycznych Elektryczne silniki można sklasyfikować z uwzględnieniem wielu kryteriów. Najpopularniejszy jest podział ze względu na sposób zasilania. Pod tym względem wyróżnia się: silniki jednofazowe (szeregowe i klatkowe), silniki trójfazowe (pierścieniowe, liniowe i klatkowe), a także: silniki zasilane prądem stałym (DC), silniki zasilane prądem zmiennym (AC), silniki uniwersalne. Inna klasyfikacja za kryterium przyjmuje sposób działania. Pod tym względem wyróżnia się silnik synchroniczny i asynchroniczny, indukcyjny i komutatorowy. W sprzedaży dostępne są też modele specjalne, z wyposażeniem dodatkowym takim jak obce chłodzenie, które pozwala na większe obciążenie jednostki napędowej, chroniąc ją przed przegrzaniem. Do modeli specjalnych zaliczają się silniki z hamulcem. Są niezastąpione wszędzie tam, gdzie niezbędna jest precyzyjna kontrola zatrzymywania maszyny. Funkcjonalnym rozwiązaniem jest też model kołnierzowy, wyposażony w specjalny element konstrukcyjny ułatwiający stabilny montaż. Zastosowanie silników elektrycznych Ogromny wybór silników elektrycznych sprawia, że ich zastosowanie jest bardzo szerokie i praktycznie nie ma takiej dziedziny, w której nie można by było znaleźć podobnej jednostki napędowej. Możliwości wykorzystania zwiększa też różnorodność modeli oraz parametrów technicznych takich jak prędkości obrotowe. Zastosowanie silnika w dużym stopniu zależy od tego, czy jest on jednofazowy, czy trójfazowy. Ten pierwszy ma nieco niższą moc, ale źródło do jego zasilenia znajdzie się w każdym domu. Z kolei silnik trójfazowy wymaga dostępu do gniazda z prądem o napięciu 400 V, które rzadko jest dostępne w budynku mieszkalnym. Dlatego silniki elektryczne trójfazowe o mocy ponad 3,5 kW stosuje się w napędach maszyn przemysłowych, dźwigów i dźwignic, transporterów, urządzeń górniczych czy ciężkiego sprzętu budowlanego. Z kolei modele jednofazowe można znaleźć w urządzeniach AGD, elektronarzędziach, zabawkach dla dzieci czy elektrycznych szczoteczkach do zębów. Różnorodność modeli, ich konstrukcji i mocy dotyczy też asortymentu Silpol. Oferujemy silniki różnego typu, o wysokiej sprawności, przeznaczone do zastosowań przemysłowych i warsztatowych. Są to zarówno modele jedno- i trójfazowe, jak i silniki jedno- i wielobiegowe, kołnierzowe, z obcym hamulcem czy przeznaczone do zadań specjalnych, na przykład do pracy w wyższych temperaturach. Napędy i silniki elektryczne, sterowanie nimi, silniki BLDC, silniki prądu przemiennego i inne Prezentacje Dobór mikronapędów DC i kontrolerów ruchu Niewielkie silniki DC o dużej mocy mają kluczowe znaczenie dla rozwoju jeszcze bardziej zintegrowanych systemów. Są stosowane w wielu różnych... Piątek, 1 października 2021 Prezentacje Potrójna współpraca momentu obrotowego,... Wiele zastosowań wymaga napędu mającego centralny otwór, przez który mogą przechodzić np. kable, światło lub części urządzeń. Za przykłady mogą... Poniedziałek, 1 marca 2021 Poradnik implementacji Silniki BLDC (2). Określanie położenia wirnika Odkąd nauczyliśmy się wytwarzać, magazynować i przesyłać energię elektryczną stało się jasne, aby z niej korzystać w praktyce musi być... Środa, 1 kwietnia 2020 Prezentacje Nowa klasa dla momentu obrotowego i prędkości.... Nowe metalowe przekładnie planetarne GPT charakteryzują się kompaktową budową, dużym momentem obrotowym oraz wieloma precyzyjnymi stopniami... Niedziela, 1 marca 2020 Prezentacje Sterownik ruchu z zabezpieczeniem STO firmy... Firma Faulhaber wprowadziła na rynek nową serię sterowników ruchu z zapasowym wyłącznikiem bezpieczeństwa, zgodnym z zasadą STO (Safe Torque... Sobota, 1 czerwca 2019 Podzespoły Scalone sterowniki silników krokowych firmy... Żyjemy w czasach, w których na liniach produkcyjnych człowieka coraz częściej zastępuje robot. I wszystko wskazuje na to, że trend ten, czy tego... Niedziela, 30 września 2018 Podzespoły Mikroprocesorowe moduły SOM w aplikacjach... Do powszechnej obecności systemów mikrokontrolerowych w codziennym otoczeniu niepostrzeżenie przyzwyczailiśmy się na przestrzeni ostatnich... Sobota, 1 września 2018 Podzespoły Finezja wielkich mocy Sterowanie dużymi prądami to zadanie niebanalne, wymagające od projektanta układu dużej wiedzy i doświadczenia. Każdy, nawet najmniejszy błąd... Poniedziałek, 19 lutego 2018 Podzespoły Moduł dsPICDEM MCSM Silniki krokowe są szeroko stosowane w aplikacjach kontrolno-pomiarowych. Spotyka się je w drukarkach atramentowych typu ink-jet, obrabiarkach... Poniedziałek, 24 kwietnia 2017 Notatnik konstruktora Sterowanie jednofazowymi, bezszczotkowymi... W aplikacjach małej mocy, w których istotny jest koszt, a wymagania odnośnie uzyskiwanego momentu obrotowego są małe, jednofazowe, bezszczotkowe... Piątek, 4 listopada 2016 Podzespoły Nowa generacja sterowników silników Nowa rodzina układów NovalithIC firmy Infineon zawiera układ scalony kontrolera oraz tranzystory MOSFET w pojedynczej obudowie. Dystrybutor... Czwartek, 3 listopada 2016 Projekty EP Sterownik silnika do napędu Prezentowane urządzenie służy do sterowania silnikiem prądu stałego i umożliwia jego pracę w obu kierunkach obrotu przy regulowanej prędkości... Piątek, 30 września 2016 Koktajl newsów Konstruktorzy z WAT i AGH opracowali samochód z... Pierwsze polskie auto na wodór o nazwie Hydrocar Premier to najnowsze dzieło polskiej myśli technicznej. Poniedziałek, 8 sierpnia 2016 Notatnik konstruktora Podstawy sterowania silnikiem BLDC Silnik BLDC ma wiele zalet. Do najważniejszych zaliczyłbym niewielkie wymiary i mały ciężar przy jednocześnie dużej mocy i sprawności. Pozwala to... Niedziela, 1 listopada 2015 Notatnik konstruktora Silniki BLDC - klasyczne metody sterowania W artykule przedstawiono kryteria podziału klasycznych metod sterowania bezszczotkowymi silnikami prądu stałego, rodzaje tych metod oraz omówiono... Niedziela, 1 listopada 2015 Prezentacje Silniki BLDC - napęd przyszłości Od komponentów do gotowego produktu. Od koła do roweru. Od diody LED do telebimu. Firma MiroMax stara się przewidzieć przyszłość i przyszłe... Niedziela, 1 listopada 2015 Podzespoły Samochodowe mikrokontrolery RL78/Fx w... Bezszczotkowe silniki prądu stałego są coraz częściej wykorzystywane w najnowszych konstrukcjach samochodów. Ich zastosowanie ma wiele zalet w... Poniedziałek, 1 czerwca 2015 Automatyka Sterowanie silnikiem skokowym za pomocą... Sterowniki S7-1500 są przystosowane do bezpośredniego sterowania pracą silników skokowych. Silniki takie są szeroko stosowane w urządzeniach, w... Wtorek, 1 lipca 2014 E-Prenumerata Natychmiastowy dostęp do najnowszych treści oraz pełnego archiwum kup teraz Z silnikami elektrycznymi do czynienia miał praktycznie każdy z nas. Znajdziemy je bowiem w ogromnej liczbie urządzeń, których używamy na co dzień, lub przynajmniej sporadycznie. Napędzają pralki, wiertarki, suszarki do włosów, kosiarki, wentylatory i tysiące innych. Osoby interesujące się kwestiami elektrycznymi i elektronicznymi, które nie mają jeszcze dużego doświadczenia, na pewno są zaciekawione tym jak silniki elektryczne są zbudowane i na jakiej zasadzie działają. O tym właśnie w dzisiejszym poradniku. Silniki prądu stałego i przemiennego Motory elektryczne dzielą się na dwa rodzaje: Jedne zasilane są prądem stałym, na przykład z akumulatora czy zasilacza stabilizowanego, inne prądem przemiennym, czyli takim jaki mamy w gniazdku i sieci elektroenergetycznej. Zasadniczo ich budowa może wydawać się podobna, są jednak pewne różnice. Wewnątrz obudowy silnika prądu stałego mamy bardzo silne magnesy stałe, które po podaniu napięcia na uzwojenia współdziałają z nimi, tworząc siłę zwaną momentem obrotowym. Natomiast silniki elektryczne prądu przemiennego magnesów nie posiadają. Składają się z uzwojeń umieszczonych na statorze (czyli obudowie) oraz na wirniku. Siła napędowa wytwarzana jest przez zmienne pole magnetyczne, które generują uzwojenia dzięki zmieniającym się cyklom prądu przemiennego. Podział ze względu na ilość faz Silniki na prąd sieciowy dzielą się jeszcze na asynchroniczne i synchroniczne, oraz na jednofazowe i trójfazowe. Ten pierwszy podział omówimy kiedy indziej, tym razem skupmy się na ilości faz. Silniki jednofazowe posiadają niewielką moc, wymiary i wagę. Dzięki temu znalazły zastosowanie na przykład w wiertarkach zasilanych z gniazdka, w pompach hydroforowych, w kosiarkach elektrycznych i tak dalej. Jednak gdy potrzebna jest duża moc, konieczne jest wykorzystanie wszystkich dostępnych faz instalacji elektrycznej. Umownie określa się, że niemal wszystkie silniki o mocy powyżej 5 kW to silniki trójfazowe. Posiadają one trzy lub sześć par uzwojeń, które łączyć można na różne sposoby, by otrzymują określoną moc wyjściową, a także kierunek obrotów. Wybór silnika do konkretnego zastosowania, projektu lub urządzenia powinien być podyktowany względami wymiarów, wagi oraz strat mocy, jakie dany sprzęt będzie posiadał i generował. Mocniejszy silnik to cięższe urządzenie i większe straty, za to większa siła napędowa. Często projektanci muszą dobierać motory na podstawia bardzo precyzyjnie określonych kompromisów. Silniki elektryczne stają się popularne i modne jako wyposażenie nowoczesnych samochodów. Są one z pewnością bardziej niezawodne od silników spalinowych, mają też wyższą sprawność i lepsze osiągi. Podpowiadamy więc, jak działają. Z silnikami elektrycznymi mamy do czynienia na co dzień, czy to w pralce, czy wiertarce lub jakimkolwiek innym urządzeniu elektrycznym wymagającym pracy silnika. Stosowane są one coraz częściej do napędzania również: Czy warto czyścić filtr powietrza silnikowego?Budowa silnikaSilnik elektryczny działa dzięki trzem elementom. Są to magnesy, wirnik i umieszczony na nim komutator. Wirnik zbudowany jest z kilku zwojnic ułożonych względem siebie pod różnymi kątami. Dzięki temu silnik płynnie się obraca. Komutator z kolei odpowiada za odpowiednią sekwencję przepływu prądu w kolejnych zwojnicach. Składa się on z szeregu metalowych blaszek oddzielonych to działa?W uproszczeniu, w silniku elektrycznym umieszczone muszą być co najmniej dwa magnesy stałe, skierowane ku sobie przeciwnymi biegunami. Pomiędzy nimi znajduje się wirnik. Do źródła napięcia elektrycznego podłączone są szczotki, które dotykają dwóch przeciwległych blaszek komutatora, doprowadzając prąd do jednej ze zwojnic. Zwojnice wytwarzają pole magnetyczne, które przeciwdziała polu magnetycznemu magnesów stałych. Zobacz również: Jak często sprawdzać poziom oleju?Na skutek tego przeciwdziałania wirnik obraca się, powodujący tym samym obrót komutatora. W ten właśnie sposób do zwojnic dostarczany jest prąd w odpowiedniej sekwencji i silnik może płynnie pracować. Umieszczając na jego osi przekładnię, możemy spowodować obrót wiertła w wiertarce, tarczy w szlifierce kątowej, bębna w pralce, a także kół samochodu. Obecnie powoli rezygnuje się z silników szczotkowych ze względu na to, że szczotki dość szybko zużywają się, co zwiększa awaryjność takiej jednostki. Chcesz dowiedzieć się więcej, sprawdź » Kodeks kierowcy. Zmiany 2022. Mandaty. Punkty karne. Znaki drogowe

budowa i działanie silnika elektrycznego