Theorie der Elektromotoren. Schema, Beschreibung

ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Elektromotoren. Theorie der Elektromotoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

Elektromotor ist eine elektrische Maschine, in der die Energie eines elektromagnetischen Feldes in rotierende oder translatorische Bewegung umgewandelt wird.

Bestandteile des Elektromotors

Die Energieumwandlung in modernen Elektromotoren erfolgt mittels Magnetfeld. Solche Motoren werden genannt induktiv. Um möglichst starke Magnetfelder zu erzielen, werden ferromagnetische Kerne verwendet, die fester Bestandteil jedes Elektromotors sind.

Bei magnetischen Wechselfeldern werden die Kerne aus Elektroblech gefertigt, um Wirbelströme zu dämpfen und die dadurch verursachten Energieverluste zu reduzieren.

Ein weiterer fester Bestandteil sind die Elektromotoren Wicklungen aus leitfähigen Materialiendurch die elektrische Ströme fließen. Zur elektrischen Isolierung von Wicklungen werden verschiedene elektrische Isoliermaterialien verwendet.

Wie Sie wissen, haben Elektromotoren Reversibilitätseigenschaft: Jeder elektrische Generator kann als Motor arbeiten und umgekehrt, und in jedem Transformator und jeder elektrischen Maschine, die elektrische Energie umwandelt, kann die Richtung der Energieumwandlung umgekehrt werden.

Allerdings ist jede rotierende Maschine, die in einem elektrotechnischen Betrieb hergestellt wird, in der Regel für eine bestimmte Betriebsart vorgesehen, beispielsweise als Generator oder Motor. In ähnlicher Weise ist bei Transformatoren eine der Wicklungen dazu vorgesehen, als Empfänger elektrischer Energie (Primärwicklung) zu arbeiten, und die andere (Sekundärwicklung) dient der Energieübertragung.

In diesem Fall ist es möglich, den Elektromotor optimal an die gegebenen Betriebsbedingungen anzupassen und den besten Materialeinsatz zu erreichen, d. h. die größte Leistung pro Gewichtseinheit des Elektromotors zu erzielen.

Verluste in Elektromotoren

Die Umwandlung von Energie in Elektromotoren ist unweigerlich damit verbunden Verlusteverursacht durch mehrere Faktoren:

Ummagnetisierung von ferromagnetischen Kernen;
der Durchgang von Strom durch Leiter;
Reibung in Lagern und Luft usw.

Daher ist die vom Elektromotor aufgenommene Leistung immer größer als die abgegebene bzw. nutzbare Leistung und der Wirkungsgrad* (COP) liegt unter 100 %. Dennoch sind Elektromotoren im Vergleich zu thermischen und einigen anderen Maschinentypen sehr fortschrittliche Energiewandler mit relativ hohem Wirkungsgrad.

Bei den leistungsstärksten Elektromotoren beträgt der Wirkungsgrad also 98–99,5 %, bei Elektromotoren mit einer Leistung von 10 W liegt der Wirkungsgrad bei 20–40 %. Solche Effizienzwerte bei so geringen Leistungen sind bei vielen anderen Motortypen unerreichbar.

Die hohe Energieleistung von Elektromotoren, die Bequemlichkeit der Energiezufuhr und -abfuhr, die Fähigkeit, mit einer Vielzahl von Leistungen und Drehzahlen zu arbeiten, sowie die einfache Wartung und Steuerung haben zu ihrer weit verbreiteten Verwendung geführt.

Nennspannungen von Elektromotoren

Die Nennspannungen von Elektromotoren sind in GOST mit den Standard-Nennspannungen elektrischer Netze abgestimmt. Die Nennspannungen für Elektromotoren und Primärwicklungen von Transformatoren entsprechen den Standardspannungen elektrischer Netze und für Generatoren und Sekundärwicklungen von Transformatoren 5–10 % mehr, um Spannungsabfälle in den Netzen auszugleichen.

Am gebräuchlichsten Nennspannungen von Elektromotoren wie folgt vor:

für Gleichstrommotoren -110, 220 und 440 V;
für Gleichstromgeneratoren -115,230 und 460 V;
für Wechselstrommotoren und Primärwicklungen von Transformatoren 220,380, 660 V und 3, 6,10 kV;
für Generatoren und Sekundärwicklungen von Transformatoren 230, 400, 690 V und 3,15; 6,3; 10,5; 21 kV (für Sekundärwicklungen von Transformatoren auch 3,3; 6,6; 11 und 22 kV).

Von über Hochspannung Standard sind:

für Primärwicklungen von Transformatoren - 35,110,150, 220, 330, 500 und 750 kV;
für Sekundärwicklungen von Transformatoren - 38,5; 121; 165; 242; 347; 525 und 787 kV.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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Um leitfähige Schaltkreise auf ein elastisches Material aufzubringen, verwendete eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von John William Boley, Ph.D., einen herkömmlichen Tintenstrahldrucker, platzierte jedoch anstelle von Tinte eine Suspension aus Metallpartikeln in der Patrone.

Die Suspension wurde durch die Zerstörung von "flüssigem Metall" (Flüssigmetall) hergestellt. Die durch die Zerstörung erhaltenen Mikropartikel des Materials wurden in Ethanol eingebracht und die resultierende Mischung unter Einwirkung von Ultraschall zu einer Suspension aufgeschlagen.

"Flüssiges Metall selbst kann nicht gedruckt werden. Also haben wir es in eine Aufschlämmung verwandelt, die leicht durch die Düsen des Druckkopfs fließt", sagte Rebecca Kramer, eine der Teilnehmerinnen der Studie. "Und jetzt können wir flexible Schaltungen auf fast alles auftragen wie auch immer."

Nach dem Auftragen der Suspension auf das Material verdunstet das Ethanol und es bleiben nur „Flüssigmetall“-Partikel zurück.

Die resultierende gedruckte Schaltung leitet jedoch keinen Strom. Damit es leitfähig wird, muss es „aktiviert“ werden, Druck darauf ausüben, damit die Partikel des „flüssigen Metalls“ aneinander haften. Dies eröffnet dem Hersteller bestimmte Möglichkeiten: Er kann eine Schaltungsvorlage erstellen und der Schaltung in verschiedenen Produkten unterschiedliche Funktionen zuweisen, indem er nur einige seiner Abschnitte aktiviert, während der Rest nicht leitend bleibt.

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Die Forscher erklärten nicht, wie sie vorschlagen, elektronische Komponenten auf elastische Materialien aufzubringen.

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