Электротурбина своими руками для авто: Электро турбина на авто. Возможно ли это? Можно ли сделать своими руками

Содержание

Автомобильная электротурбина / Хабр

Наиболее действенным способом увеличения мощности двигателя автомобиля является турбина. Однако она имеет ряд существенных недостатков таких как: наличие турбоямы, оптимальная работа в небольшом диапазоне оборотов двигателя, невысокий ресурс, сложность установки в неподготовленный для этого двигатель.

Многие из этих проблем способна решить электротурбина. С электротурбиной необходимое давление наддува можно создать в любой момент и можно сбавлять обороты не боясь, что давление понизится. В электротурбине нет горячей части разогреваемой до тысячи градусов. Это положительно сказывается на её ресурсе, цене и простоте установки.

Данная статья будет посвящена нашей разработке в этом направлении.

Разработка и конструктивные особенности

На данный момент в Китае можно купить множество электротурбин, которые ставятся прямо на вход перед воздушным фильтром. Однако они оказываются на 100% бесполезны. Для обеспечения необходимого давления и большого объема подаваемого воздуха мощность электродвигателя должна составлять около 4КВт. У китайских турбин от силы несколько сот ватт.

Для данной задачи нами специально был разработан бесколлекторный электромотор способный выдать до 5КВт мощности и который может раскрутить турбину до 50000RPM. Мотор был специально спроектирован так, чтобы на полной мощности он давал своё максимальный КПД в 93%, тогда он будет выделять 350Вт тепла, которые вполне реально отводить и в теории наш мотор может выдавать полный наддув постоянно. Подробнее с характеристиками нашего мотора можно ознакомиться по ссылке.

Для питания данного мотора нами было решено использовать два автомобильных аккумулятора. Это сильно упростит процесс эксплуатации и цену установки. Один аккумулятор используется штатный, второй подключается к нему последовательно. Для подзарядки второго аккумулятора, он переподключается к первому через высокоточные реле контакторы. Литиевые аккумуляторы стоили бы на порядок дороже, при этом для них понадобилась бы специальная зарядка и очень бережная эксплуатация с соблюдением правильного температурного режима.

Однако у данного решения есть и минус. Для питания мотора на полной мощности нужен ток в районе 250А, свинцовые аккумуляторы способны выдать такой, но не продолжительно(секунд на 10-30). Затем аккумуляторам нужно будет немного “отдохнуть”. Однако нам кажется этого вполне достаточно, редко от двигателя требуется полная мощность на более длительный срок.

В качестве самой турбины нами использовалась данная турбина (её характеристики также доступны по ссылке).

Мы удалили из неё всё лишнее и расточили под крепление мотора. Все подшипники находятся непосредственно в моторе и крыльчатка одевается на его вал, что автоматически даёт соосность вала мотора и крыльчатки. Поскольку турбина будет вращаться на очень больших оборотах мы подобрали в мотор высокоскоростные подшипники SKF итальянского производства.

Для работы бесколлекторного мотора нужен контроллер и на такой большой ток он достаточно дорогой. Однако мы специально подбирали токи и напряжения так, чтобы для этой задачи подошёл наиболее мощный из дешевых контроллер стоимостью 1500р. Данного контроллера хватает на грани на полную мощность и ему при этом требуется обеспечить очень хорошее охлаждение. Более мощные контроллеры стоят уже дороже 10000р.

Результат

Замеры нашего мотора на мощности до 1000Вт показали, что характеристики нашего мотора (потребление, обороты, Kv) достаточно близки к рассчитанным при моделировании. Большой объем статора и медной проволоки смогли обеспечить высокий КПД и низкий нагрев. При должном питании турбина с ним разгоняется до нужных оборотов. Но к сожалению мы пока не смогли провести полноценные испытания на полной мощности. При питании от двух аккумуляторов, через 2 секунды после набора полных оборотов контроллер сгорел, из-за отсутствия должного охлаждения. Мы заказали новый контроллер и планируем поместить его в ёмкость с трансформаторным маслом, что должно обеспечить его наилучшим охлаждением.

Видео тестов работы турбины с питанием 600 и 1000 ватт

Вывод

В итоге нам удалось создать рабочую электротурбину, которая обладает не высокой стоимостью и достаточно проста в установке. Далее будут проходить испытания уже на реальном автомобиле.

Примерная стоимость необходимых компонентов:

Мотор -17000р

Турбина -20000р

Аккумулятор -3000р

4 реле -3000р

Дополнительная электроника, пайпы, воздуховоды -5000р

Итого стоимость комплекта турбины выйдет в районе 50000р.

P.S.

Автором данной идеи является Frimen3 ([email protected]). Он уже давно занимается проработкой этого вопроса geektimes.ru/post/252076 и он как раз и заказал у нас разработку мотора под данную задачу.

Электро турбина на авто своими руками

Всем привет, вот хочу поделиться идеей, которая меня когда-то в тёмном доме посетила, почему в тёмном? Потому что приходилось сидеть без света около четырех суток из-за проблем на подстанции.

Суть идеи полагает в том, чтобы собрать рабочую турбину и при этом затратить минимум времени/ресурсов буквально из ничего.

Был у меня вентилятор 80-ка дохлый запускался но «глох» почему-то… Взял крыльчатку в руки и давай крутить её. Ну и собственно так и пришла идея создания первой турбины, монстра из бутылки.

На фото показано из чего состоит, щуп как-то попал в руки случайно, но форсунка вышла из него нормальная.

Из такой конструкции можно было извлечь 200-300 (410 при КЗ) миллиампер и 4.5-5 Вольт в нагрузке (около 1 ватта).

При холостом ходе турбина выдавала около 8 Вольт что не очень то и подходило мне для основной идеи заряжать телефон «из крана» . Зарядка разряженного телефона довольно интересный процесс, а именно при подаче тока на телефон через штекер, он заряжает импульсами по 3-5 секунд а потом отключается на 1-2 сек и опять… А при этом турбина начинала набирать обороты, ну и соответственно и напряжение возрастало до 7-8 вольт. Контроллер телефона отключался от питания и говорил «зарядка не поддерживается». Решил данную проблему кондёром большой емкости(10 000 мкФ) а потом и маленьким аккумулятором от китайского лед фонарика на 4 вольта + пальчиковый никель-кадмиевый аккумулятор.

Потом решил заменить корпус, а то бутылка была довольно шумной, шуму стало немного меньше но ватт не прибавилось, потом двигатель умер после купания. Да и к лучшему… потому, что я узнал, что от старых принтеров можно извлечь неплохой генератор только переменного тока — так называемый шаговый двигатель.

Крыльчатку собрал из CD диска и лопаток из пластиковой бутылки сложенных в двое и склеенных супер клеем.

Стоп кадр для понятия принципа действия турбины, Вода «бьёт» по лопасти, заставляя её вращаться…

Старая разбилась, собрал такую же крыльчатку:

Крыльчатку из CD-диска посадил на вал шаговика. Использование шаговика дало больше ватт нежели коллекторник, кроме того и долговечнее шаговики потому, что у них нет щёток… единственное — шаговик выдавал переменное напряжение и двумя катушками, что есть хорошо, можно суммировать напряжение или суммировать силу тока которую вырабатывала турбина, можно через трансформатор повышать или понижать, как душе угодно. Из одной катушки я мог взять столько же ватт, сколько и давал прошлый вариант.

Данные таковые: ток при КЗ был 0.4-0.45 А на катушке и по 9-10 вольт то есть я мог добыть 15-20 вольт и ток при этом 0.4 А тоесть 6 ватт(в теории)

Фильтр собирал по такой схеме:

Новая крыльчатка добавила несколько милиньютон/метров но обороты убавились немного.

Ах да у шаговиков есть большой недостаток – залипание, то есть на малых оборотах турбина просто вставала (то просто крутилась очень медленно) иногда, когда был слабый напор воды, вообще было невозможно взять ни вата «с крана».

Воды, данная форсунка из щупа, тянула 200 л/ч. Давление в тестируемом кране 1-1.5 кгс/см2(1-1.5 Атм). Я лично на воду счетчик не имею просто поэкспериментировал и всё.

Потом была ещё одна идея турбины, но тоже не лишенной недостатков:

Гелевая ручка служит передаточным валом. С другой стороны должен быть закреплен вал вашего двигателя.

Сейчас собрал ещё несколько моделей крыльчаток но тестить нет желания/времени.

Опции темы

Поиск по теме

Обсуждаем электро турбину !

Кто что думает по этому поводу ?
Реально ли за счет нее добится хотябы +10 л.с ?
Механика понятна: при полностью откр др.заслонке включается вентилятор и создает доп.приток воздуха – лучше сгорает бенз и т.д
В обычном режиме вентилятор вращается засчет засоса воздуха поршнями

фото с сайта скопировать не смог поэтому выложил ссылку.

описание с сайта:
Это электрический нагнетатель предназначен для энтузиастов, для дополнительного питания, но не готовы покупать дорогие турбо комплект и комплект нагнетателем, который может аннулировать гарантию своих автомобилей, стоимостью свыше $ 5000 и требует дополнительного обслуживания. Вам не придется беспокоиться о таких вещах с нашей электросети. Это может потребовать небольшой модификации для установки зарядного устройства на линии забора воздуха, но оно всегда может быть отменено. Он может быть установлен на большинство людей с основными инструментами и не до автомобильной знаний.

Особенности игры:
• Работает на любых двигателях
• Добавляет больше власти над всеми существующими модификации
• Он обеспечивает и увеличение 1PSI на потребление
• до 15 лошадиных сил больше, гарантированных
• Разработать 5% HP усиления througout диапазон оборотов
• Безопасность привлекает более 833 Вт от аккумулятора вэнь активируется при полностью открытой дроссельной заслонке

Есть еще вот такая штука – http://www.aliexpress.com/product-fm. olesalers.html
но по моему она точно ни чего не даст,ну мож 1 л.с

Последний раз редактировалось Evgeniy117; 31.03.2012 в 23:37 .

Навеяно недавней записью про вентилятор вентиляции салона которым тут кто-то догадался сделать наддув мотора. Давайте раз и навсегда покончим с этой ересью.

НЕ МОГУТ ВЕНТИЛЯТОРЫ СОЗДАВАТЬ ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ! Это не их предназначение. Врослые мужики блин, а в сказки верите. ЗАбудьте про ветродуйки от печек, фенов, листодувов и прочее барахло — они не создают наддув.

Давление создают ТОЛЬКО КОМПРЕССОРЫ! Такова их конструкция — сжимать воздух. Объём зависит уже от размера компрессора.

Теперь к делу. Электро наддув — вещь реальная. Но условие одно — чтобы именно компрессор создавал давление, приводимый в действие электро мотором. Но это всё связано с огромным потреблением тока.

Вот пример грамотного и правильного электро нагнетателя

Кит построен на полноценном центробежном компрессоре. Мотор бесколлекторный. К слову, поверьте мне — только бесколлекторный мотор может создать достаточный крутящий момент и обороты чтобы вращать компрессор. Он требует специального контроллера скорости вращения, мотор 3х фазный.

Обороты компрессора в зависимости от положения дросселя. Там сигнал 0-5В. Зависимость к скорости вращения. 0в — нет вращения крыльчатки. 5в — полная скорость вращения крыльчатки. Рост по экспоненте, не линейный.

В силу огромного электро потребления надуть хоть какой-то избыток можно только в очень малолитражном моторе. от 0.7л до 1.5л. Чем больше объём тем меньше буст. На 1.5л предел наддува на подобном ките будет не более 0.2-0.3 избытка. На 0.7л можно рассчитывать на 0.4-0.5
Интеркулер для такого сетапа не требуется, будет достаточно холодного впуска.

У меня кей-кар, тойота ярис 1л. мощности в нём мало, турбо и компрессоры ставить туда не хочется, это не стоит того. Поэтому были идеи чисто из исследовательского интереса запихнуть электро наддув, настоящий, на турбо компрессоре с приводом от бесколлекторника. Я даже уже всё посчитал (спасибо авиамодельному хобби), но выводы неутешительные. Генератор нужен 90-100А. Аккумулятор тоже ёмкий и с огромными токами отдачи. Все элементы системы — не могут работать продолжительное время на максимальной мощности — нагрев достигает значительных величин. Греется мотор и его регулятор скорости.

Кстати контроллер можно настроить чтобы включение выключение было по требованию, БК-моторы раскручиваются моментально о турбо лаге можно не думать.

Так что если у кого малолитражный карманный мотор до 1.5л — у вас есть реальный шанс установить работающий электро наддув на сток машину. Но с нынешним курсом $ это будет очень и очень дорого. Отдача заметна, но JZ-ом мотор не станет)

Кстати идея уже опробована многими энтузиастами

Электротурбина

Создаем рабочую электротурбину, которая обладает не высокой стоимостью и достаточно проста в установке.

Данная статья будет посвящена нашей разработке в этом направлении.

Разработка и конструктивные особенности

Для данной задачи нами специально был разработан бесколлекторный электромотор способный выдать до 5КВт мощности и который может раскрутить турбину до 50000RPM. Мотор был специально спроектирован так, чтобы на полной мощности он давал своё максимальное КПД в 93%, тогда он будет выделять 350Вт тепла, которые вполне реально отводить и в теории наш мотор может выдавать полный наддув постоянно.

Результат

Видео тестов работы турбины с питанием 600 и 1000 ватт

Вывод

Примерная стоимость необходимых компонентов:

Мотор -17000р

Турбина -20000р

Аккумулятор -3000р

4 реле -3000р

Дополнительная электроника, пайпы, воздуховоды -5000р

Итого стоимость комплекта турбины выйдет в районе 50000р. опубликовано econet.ru

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Установка электро турбины на авто. Электро турбина на авто. Возможно ли это? Можно ли сделать своими руками. Только реальная правда. Принцип работы электротурбины

При осуществлении качественного тюнинга. Но следует учитывать множество факторов при монтаже этого девайса. Придётся усовершенствовать сразу несколько узлов автомобиля. В частности необходимо производить усиление кузова, установку новых тормозных механизмов, монтаж элементов для обеспечения поперечной устойчивости автомобиля.

С чего начинается тюнинг

Если вы приобрели автомобиль, особенно бывший в употреблении, первым делом обращайте внимание на то, в каком состоянии он находится. В том случае, если вы хорошо разбираетесь в его устройстве, можно полностью разобрать его по мелким винтикам. Только в этом случае можно полностью рассмотреть все элементы кузова и оценить их состояние. Главная проблема, с которой сталкивается большинство автомобилистов, — это наличие ржавчины. Ей подвержены все элементы кузова, но особенно крылья, днище, пороги.

Проблемы с кузовом

На автомобилях 8-го и 9-го семейства ВАЗ телевизор также является проблемным местом. На отечественных автомобилях, особенно на «Жигулях», используется довольно тонкий металл. Если, конечно, это не шестёрка первых выпусков. Поэтому если увеличить мощность двигателя, на кузов будут воздействовать высокие нагрузки и металл начнёт разрываться.

Причём не имеет значения, в хорошем или плохом состоянии находится кузов. Поэтому перед проведением тюнинга необходимо установить новое кузовное железо. И весь металл, который находится в моторном отсеке, заменить на более прочный. Только после проведения всех работ по улучшению кузова можно приступать к дальнейшим усовершенствованиям.

Какие двигатели проще турбировать

Даже если вы планируете усовершенствовать автомобиль «классической» серии, лучше не полениться и купить 16-клапанный приоровский мотор. Благо сейчас нет необходимости оформлять установку нового двигателя через ГИБДД, так как этот элемент является запасной частью. Преимущество установки 16-клапанного мотора в том, что его намного проще ремонтировать, тюнинг осуществляется тоже без сложностей. Но самое главное — это то, что у него изначально очень большая мощность, намного выше, нежели на любом другом автомобиле «Лада».

Да и лезть в конструкцию двигателя, проводить корректировку зазоров в клапанном механизме, регулировать УОЗ вам больше не нужно. Обратите внимание, что карбюраторные двигатели нельзя турбировать, кто бы что ни говорил. Суть работы турбины заключается в том, что ею нагнетается давление во впускной коллектор и создается напор воздуха, который поступает в камеры сгорания с топливом.

Если поставить турбину на карбюраторный двигатель, то он просто перестанет работать. Могут подойти восьмиклапанные инжекторные моторы, но у них намного меньше мощность, а если вы дорожите каждой лошадиной силой, то это существенный минус.

Что еще потребуется для тюнинга

Перед установкой турбины на ВАЗ необходимо определиться с тем, какую суммарную мощность вы хотите выжать из мотора. Если желаете получить более 200 лошадок, то нужно найти блок от «Калины». Он на 2,3 мм выше, нежели стандартный. Можно использовать блок двигателя от автомобиля 10-го семейства, но это существенно снизит мощность.

Обязательно необходимо установить коленчатый вал от автомобиля Lada Kalina. Диаметр кривошипного механизма у него 75,6 мм. Обязательно использовать а в них выточить выемку, которая позволит добиться необходимой степени сжатия. Рекомендуется обратиться к грамотному специалисту, чтобы он сделал эти выемки, либо же приобрести уже

Фирма Garrett создала электрический турбокомпрессор — ДРАЙВ

По идеологии новая система близка к электрическим турбинам, используемым в современной Формуле-1.

Компания Garrett построила собственную систему электрического наддува E-Turbo. По схеме она отличается от подобных систем у Мерседесов и Audi, использующих компоненты от своих партнёров BorgWarner и Valeo, соответственно. У немцев электрический нагнетатель представляет собой отдельный узел (электромотор плюс воздушная крыльчатка). Он не заменяет классический турбокомпрессор (а то и не один), а только дополняет его. В системе от Garrett электромотор установлен на валу турбокомпрессора между турбинным и компрессорным колёсами.

Ключевое отличие системы Гарретта от конкурирующих: в некоторых режимах электромотор обращается в генератор и не раскручивает компрессорное колесо, а собирает энергию выхлопных газов, превращая её в электричество для подзарядки батареи (получается аналог формульного блока MGU-H).

По информации производителя, опыт с одной из моделей показал, что E-Turbo позволяет поднять мощность на 16%, а крутящий момент на 10,5%. При раскрутке с низких оборотов мотор выходил на заданную планку момента за одну секунду вместо 1,5 без системы E-Turbo, а время ускорения с 60 до 100 км/ч сократилось с 11 до 8,8 с. Ещё новый узел позволяет почти во всём диапазоне оборотов использовать стехиометрическую смесь (с полным сгоранием топлива). В целом же нова

Универсальный Автомобиль Электротурбина Power Turbo Charger Tan Boost Воздухозаборный вентилятор 12V | |

О нас

Мы предоставляем хороший продукт по лучшей цене, мы поддерживаем оптовую / прямую доставку.

1. Для заказа прямой доставки, пожалуйста, отметьте «дропшиппинг», мы будем уделять ему приоритетное внимание.

2.Для оптовой / прямой доставки
заказы, если у вас есть идеи о цене или упаковке, пожалуйста, свяжитесь с
заранее, мы предоставим вам лучший сервис для удовлетворения ваших требований.

Об оплате

Если у вас возникнут какие-либо проблемы при совершении платежа, обратитесь в центр обслуживания клиентов AliExpress, чтобы попросить о помощи: https://helppage.aliexpress.com/buyercenter/index.htm

payment

О поставках

1.Мы отправим заказы
Как можно скорее в течение 2-5 дней (кроме выходных и национальных праздников) после вашего
оплата происходит нормально.

2. напишите, пожалуйста, ваше полное
адрес доставки с правильным номером телефона и почтовым индексом, особенно
Покупатели из России и Беларуси, пожалуйста, подтвердите свое полное имя.

3.Пожалуйста, обратите внимание, что мы не несем ответственности за таможенные пошлины. Пожалуйста, сделайте таможенное оформление самостоятельно.

4.Мы предоставляем как почту
Доставка и экспресс-доставка. Для большинства стран доставка осуществляется почтой.
Около 25-35 рабочих дней и дольше для некоторых стран, таких как Бразилия,
Перу.

Экспресс-доставка через DHL, EMS,
Премиум-доставка AliExpress и специальные линии, такие как Aramex. Занимает
Около 7 дней. (Это задержится, если в вашей стране возникнут проблемы, рабочий
забастовка, погодные проблемы и т. д.)

О послепродажном обслуживании

Мы надежный продавец и у нас есть
наше профессиональное послепродажное обслуживание для всех наших обычаев.Если есть
любой вопрос о заказе, пожалуйста, свяжитесь с нами заранее, мы
всегда здесь, пока не получишь счастливый ответ.

service

Об обратной связи

1. Пожалуйста, внимательно проверьте упаковку и товар, чтобы убедиться, что нет проблем.

2. Если у вас возникли проблемы или
не совсем доволен вашей посылкой, пожалуйста, не стесняйтесь
Свяжитесь с нами, прежде чем оставлять отрицательный отзыв.Мы решим
проблема, чтобы удовлетворить вас.

3. Если нет проблем, пожалуйста, оставьте нам положительный отзыв с 5 звездами.

Ваше утверждение — наша самая большая мотивация! ! !

Самостоятельная разработка

С помощью электронного подарка вы можете мгновенно отправить отличный курс другу или любимому человеку по электронной почте. Все просто:

Найдите курс, который вы хотели бы сделать электронным подарком.
В разделе «Выберите формат» нажмите «Загрузка видео» или «Загрузка аудио».
Нажмите «Отправить электронный подарок»
Заполните детали на следующей странице. Вам понадобится адрес электронной почты вашего друга или члена семьи.
Продолжите процесс оформления заказа как обычно.

После того, как вы оплатите заказ, ваш друг или близкий получит электронное письмо, в котором сообщается, что на сайте TheGreatCourses.com их ждет подарок. Этот подарок будет добавлен в их мою цифровую библиотеку, когда они войдут в систему и нажмут, чтобы использовать его.

Зачем нужно указывать электронную почту получателя?

Мы отправим этому человеку электронное письмо, чтобы уведомить его о вашем подарке.

Если они уже являются покупателями, они смогут добавить подарок в свою электронную библиотеку и мобильные приложения.

Если они еще не являются клиентами, мы поможем им создать новую учетную запись, чтобы они могли наслаждаться своим курсом в своей цифровой библиотеке или через наши бесплатные мобильные приложения.

Как мой друг или член семьи узнают, что у них есть подарок?

Они получат электронное письмо от The Great Courses с уведомлением о вашем электронном подарке. Письмо направит их на сайт TheGreatCourses.com.

Что делать, если мой друг или член семьи не получает электронное письмо?

Если уведомление по электронной почте отсутствует, сначала проверьте папку со спамом.В зависимости от вашего почтового провайдера, он мог быть ошибочно отмечен как спам. Если он не найден, напишите в службу поддержки клиентов по адресу ([email protected]) или позвоните по телефону 1-800-832-2412 для получения помощи.

Как я узнаю, что они получили мой электронный подарок?

Когда получатель нажимает на свой адрес электронной почты и выкупает свой электронный подарок, вы автоматически получаете уведомление по электронной почте.

Я не хочу отправлять загрузки. Как подарить DVD или CD?

eGifting распространяется только на цифровые продукты.Чтобы купить версию курса на DVD или CD и отправить ее другу, позвоните в службу поддержки клиентов по телефону 1-800-832-2412 для получения помощи.

Ой! Получатель уже владеет подаренным мной курсом. Что теперь?

Великие умы думают одинаково! Мы можем обменять курс eGifted на другой курс равной стоимости. Для получения помощи позвоните в службу поддержки клиентов по телефону 1-800-832-2412.

Могу ли я выбрать дату в будущем для отправки электронного подарка?

Извините, эта функция пока недоступна.Мы работаем над его добавлением в будущем.

Что делать, если электронная почта, связанная с eGift, не относится к моей обычной учетной записи Great Course?

Напишите в службу поддержки клиентов по адресу ([email protected]) или позвоните в нашу службу поддержки по телефону 1-800-832-2412 для получения помощи. У них есть возможность обновить адрес электронной почты.

Почему мне нужно создавать учетную запись при покупке подарка кому-то?

Это сделано по двум причинам. Во-первых, вы можете отслеживать покупку заказа в разделе «История заказов», а также позволить нашей команде обслуживания клиентов отслеживать вашу покупку и человека, который ее получил, если возникнет такая необходимость.

Могу ли я вернуть или обменять подарок после покупки?

Поскольку подарок отправляется немедленно, лицо, сделавшее подарок, не может его вернуть или обменять. Получатель может обменять подарок на другой курс равной или меньшей стоимости или оплатить разницу на более дорогой предмет

Как работают электродвигатели?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 25 июля 2020 г.

Щелкните выключателем и мгновенно получите власть — как любили наши предки
электродвигатели! Вы можете найти их во всем, начиная с
электропоезда с дистанционным управлением
автомобили — и вы можете быть удивлены, насколько они распространены. Сколько электрических
моторы сейчас в комнате с тобой? Наверное, два
в вашем компьютере для начала
ездить, а еще один питает охлаждающий вентилятор.Если
вы сидите в спальне, вы найдете моторы в фенах и многих
игрушки; в ванной — вытяжки и электробритвы;
На кухне моторы есть практически во всех устройствах, от стиральных и посудомоечных машин до кофемолок, микроволновых печей и электрических консервных ножей.
Электродвигатели зарекомендовали себя одними из лучших
изобретения всех времен. Давайте разберемся и узнаем, как они
работай!

Фото: Даже маленькие электродвигатели на удивление тяжелые.Это потому, что они набиты туго намотанной медью и тяжелыми магнитами.
Это мотор от старой электрической газонокосилки. Вещь медного цвета в сторону
перед осью, с прорезями в ней, находится коммутатор, удерживающий двигатель
вращение в том же направлении (как описано ниже).

Как электромагнетизм заставляет двигатель двигаться?

Основная идея электродвигателя очень проста: вы помещаете в него электричество с одного конца, а
ось
(металлический стержень) вращается на другом конце, давая вам возможность управлять
машина какая то.Как это работает на практике? Как именно
ваш
преобразовать электричество в движение? Чтобы найти ответ на этот вопрос, у нас есть
вернуться во времени почти на 200 лет.

Предположим, вы берете кусок обычного провода, превращаете его в большую петлю,
и положите его между полюсами мощной постоянной подковы
магнит.
Теперь, если вы подключите два конца провода к батарее,
провод будет прыгать
кратко. Удивительно, когда видишь это впервые. Это
прямо как по волшебству! Но есть совершенно научный
объяснение.Когда
электрический ток начинает течь по проводу, он создает
магнитное поле вокруг него. Если разместить провод возле постоянного
магнит, это временное магнитное поле взаимодействует с постоянным
поле магнита. Вы знаете, что два магнита расположены рядом друг с другом
либо притягивать, либо отталкивать. Таким же образом временный магнетизм
вокруг провода притягивает или отталкивает постоянный магнетизм от
магнит, и это то, что заставляет провод подпрыгивать.

Правило левой руки Флеминга

Вы можете определить направление, в котором будет прыгать провод, используя
удобная мнемоника (вспомогательная память), называемая правилом левой руки Флеминга (иногда
называется Motor Rule).

Вытяните большой, указательный и второй пальцы левой руки.
рука так, чтобы все три были под прямым углом. Если вы укажете вторым пальцем
в направлении Течения
(который течет от положительного к
отрицательная клемма АКБ), а Первая
палец в
направление поля (которое
течет с севера на южный полюс
магнит), ваш thuMb будет
покажите направление, в котором провод
Ходы.

Это …

Первый палец = Поле
SeCond палец = Текущий
ЧтМб = Движение

Несколько слов о текущем

Если вас смущает то, что я говорю, что ток течет с положительного на отрицательный,
это просто историческое соглашение.Такие люди, как Бенджамин Франклин, помогавшие разобраться
тайна электричества еще в 18 веке считала, что это поток положительных зарядов,
так что она перетекала с положительного на отрицательный. Мы называем эту идею условным током.
и до сих пор используют его в таких вещах, как правило левой руки Флеминга. Теперь у нас есть лучшие идеи о том, как
электричество работает, мы склонны говорить о токе как о потоке электронов от отрицательного к положительному в направлении , противоположном направлению обычного тока.Когда вы пытаетесь вычислить вращение двигателя или генератора,
обязательно помните, что ток означает обычный ток , а не поток электронов.

Как работает электродвигатель — теоретически

Фото: Электрик ремонтирует электродвигатель.
на борту авианосца.
Блестящий металл, который он использует, может выглядеть как золото,
но на самом деле это медь,
хороший проводник, который намного дешевле. Фото Джейсона Якобовица любезно предоставлено
ВМС США.

Связь между электричеством, магнетизмом и движением изначально была
открыл в 1820 году французский физик Андре-Мари
Ампер
(1775–1867), и это основная наука об электродвигателе. Но если
мы хотим превратить это удивительное научное открытие в более практическое
немного технологий для питания наших электрических косилок и зубных щеток, мы должны пойти немного дальше. Изобретателями, которые сделали это, были англичане Майкл Фарадей (1791–1867).
и Уильям Стерджен (1783–1850) и американец
Джозеф Генри (1797–1878).Вот как они
пришли к своему гениальному изобретению.

Предположим, мы сгибаем нашу проволоку в квадратную U-образную петлю, так что
фактически
два параллельных провода, проходящие через магнитное поле. Один из них
отводит электрический ток от нас по проводам, а другой
один возвращает ток обратно. Потому что ток течет в
Правило левой руки Флеминга говорит нам
два провода будут двигаться в противоположных направлениях. Другими словами, когда мы
включите электричество, один из проводов двинется вверх и
другой будет двигаться вниз.

Если бы катушка с проволокой могла продолжать двигаться вот так, она бы вращалась
постоянно — и мы будем на пути к созданию электрического
двигатель. Но этого не может произойти с нашей нынешней настройкой: провода будут
быстро запутаться. Не только это, но если бы катушка могла вращаться далеко
достаточно, что-нибудь еще случится. Как только катушка достигла вертикали
положение, он перевернется, и электрический ток будет
течь через него в противоположном направлении. Теперь силы на каждого
сторона катушки перевернется.Вместо непрерывного вращения в
в том же направлении, он пойдет обратно в том же направлении, в котором только что пришел!
Представьте себе электропоезд с таким двигателем: он будет держать
перетасовки назад и вперед на месте, фактически никогда не
везде.

Как работает электродвигатель — на практике

Есть два способа решить эту проблему. Один из них — использовать своего рода
электрический ток, который периодически меняет направление, что известно
как переменный ток (AC).
В виде небольших батарейных
двигатели, которые мы используем дома, лучшее решение — добавить компонент
назвал коммутатором
концы катушки.(Не беспокойтесь о бессмысленных технических
имя: это немного старомодное слово «коммутация» немного похоже на
слово «добираться до работы». Это просто означает изменение взад и вперед в одном и том же
путь, который ездит на работу, означает путешествовать туда и обратно.) В своей простейшей форме
Коммутатор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две отдельные половины и
его задача — реверсировать электрический ток в катушке каждый раз, когда
катушка вращается на пол-оборота. Один конец катушки прикреплен к
каждая половина коммутатора. Электрический ток от аккумулятора
подключается к электрическим клеммам двигателя.Они подают электроэнергию в коммутатор через пару свободных
разъемы, называемые щетками,
сделали
либо из кусочков графита (мягкий уголь, похожий на карандаш
«свинец») или тонкие отрезки упругого металла,
который (как
название предполагает) «задела» коммутатор. С
коммутатор на месте, когда электричество течет по цепи,
катушка будет постоянно вращаться в одном и том же направлении.

Работа: упрощенная схема частей в электрическом
двигатель. Анимация: как это работает на практике.Обратите внимание, как коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка поворачивается.
наполовину. Это означает, что сила на каждой стороне катушки всегда
толкая в том же направлении, что позволяет катушке вращаться по часовой стрелке.

Такой простой экспериментальный двигатель, как этот, не способен
большая мощность. Мы можем увеличить усилие поворота (или крутящий момент)
что
двигатель может творить тремя способами: либо у нас может быть больше
мощный постоянный магнит, или мы можем увеличить электрический ток
протекает через провод, или мы можем сделать катушку так, чтобы в ней было много
«витки» (петли) очень тонкой проволоки вместо одного «витка» толстой проволоки.На практике двигатель также имеет постоянный магнит, изогнутый в
круглой формы, так что он почти касается катушки с проволокой, которая вращается
внутри него. Чем ближе магнит и катушка, тем
большее усилие, которое может создать двигатель.

Несмотря на то, что мы описали ряд различных частей, вы можете представить двигатель как имеющий всего два основных компонента:

По краю корпуса двигателя находится постоянный магнит (или магниты), который остается статичным, поэтому его называют статором двигателя.
Внутри статора находится катушка, установленная на оси, которая вращается с высокой скоростью — и это называется ротором. Ротор также включает в себя коммутатор.

Универсальные двигатели

Такие двигатели постоянного тока

отлично подходят для игрушек с батарейным питанием (таких как модели поездов, радиоуправляемые автомобили или электробритвы), но вы не найдете их во многих бытовых приборах. В небольших приборах (например, кофемолках или электрических блендерах) обычно используются так называемые универсальные двигатели , которые могут питаться от переменного или постоянного тока.В отличие от простого двигателя постоянного тока, универсальный двигатель имеет электромагнит вместо постоянного магнита, и он получает питание от источника постоянного или переменного тока, который вы питаете:

Когда вы питаетесь постоянным током, электромагнит работает как обычный постоянный магнит и создает магнитное поле, которое всегда направлено в одном направлении. Коммутатор меняет направление тока катушки каждый раз, когда катушка переворачивается, как в простом двигателе постоянного тока, поэтому катушка всегда вращается в одном и том же направлении.
Однако, когда вы подаете переменный ток, ток, протекающий через электромагнит, и ток, протекающий через катушку , оба, , меняют направление, точно в шаге, поэтому сила на катушке всегда в одном направлении, а двигатель всегда вращается либо по часовой стрелке. или против часовой стрелки.А как насчет коммутатора? Частота тока изменяется намного быстрее, чем вращается двигатель, и, поскольку поле и ток всегда синхронизированы, на самом деле не имеет значения, в каком положении находится коммутатор в любой данный момент.

Анимация: Как работает универсальный двигатель: Электроснабжение питает как магнитное поле, так и вращающуюся катушку. С источником постоянного тока универсальный двигатель работает так же, как и обычный двигатель постоянного тока, как указано выше. При питании от сети переменного тока и магнитное поле, и ток катушки меняют направление каждый раз, когда ток питания меняется на противоположное.Это означает, что сила на катушке всегда направлена в одну сторону.

Фото: Внутри типичного универсального двигателя: основные части внутри среднего двигателя от кофемолки, которая может работать от постоянного или переменного тока. Серый электромагнит по краю — это статор (статическая часть), и он питается от катушек оранжевого цвета. Обратите внимание на прорези в коллекторе и прижимающиеся к нему угольные щетки, которые обеспечивают питание ротора (вращающейся части). Асинхронные двигатели в таких вещах, как электрические железнодорожные поезда, во много раз больше и мощнее этого, и всегда работают с использованием переменного тока высокого напряжения (AC) вместо постоянного тока низкого напряжения (DC) или переменного тока умеренно низкого напряжения. который приводит в действие универсальные двигатели.

Электродвигатели прочие

В простых двигателях постоянного тока и универсальных двигателях ротор вращается внутри статора. Ротор представляет собой катушку, подключенную к источнику электроэнергии, а статор — это постоянный магнит или электромагнит. Большие двигатели переменного тока (используемые в таких вещах, как заводские машины) работают немного иначе: они пропускают переменный ток через противоположные пары магнитов, чтобы создать вращающееся магнитное поле, которое «индуцирует» (создает) магнитное поле в роторе двигателя, вызывая это вращаться.Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье об асинхронных двигателях переменного тока. Если вы возьмете один из этих асинхронных двигателей и «развернете» его так, чтобы статор фактически превратился в длинную непрерывную дорожку, ротор может катиться по нему по прямой. Эта гениальная конструкция известна как линейный двигатель, и вы найдете ее в таких вещах, как заводские машины и плавучие железные дороги «маглев» (магнитная левитация).

Еще одна интересная конструкция — бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC). Статор и ротор эффективно меняются местами, при этом несколько железных катушек статичны в центре и постоянный магнит вращается вокруг них, а коммутатор и щетки заменяются электронной схемой.Вы можете прочитать больше в нашей основной статье о мотор-редукторах.
Шаговые двигатели, которые вращаются на точно контролируемые углы, представляют собой разновидность бесщеточных двигателей постоянного тока.