Устройство и принцип работы простейшего электродвигателя

Электродвигатель – это просто устройство для эффективного преобразования электрической энергии в механическую.

В основе этого преобразования лежит магнетизм. В электродвигателях используются постоянные магниты и электромагниты, кроме того, используются магнитные свойства различных материалов, чтобы создавать эти удивительные устройства.

Существует несколько типов электродвигателей. Отметим два главных класса: AC и DC.

Электродвигатели класса AC (Alternating Current) требуют для работы источник переменного тока или напряжения (такой источник Вы можете найти в любой электрической розетке в доме).

Электродвигатели класса DC (Direct Current) требуют для работы источник постоянного тока или напряжения (такой источник Вы можете найти в любой батарейке).

Универсальные двигатели могут работать от источника любого типа.

Не только конструкция двигателей различна, различны способы контроля скорости и вращающего момента, хотя принцип преобразования энергии одинаков для всех типов.

Электродвигатели используются повсюду. Даже дома вы можете обнаружить огромное количество электродвигателей. Электродвигатели используются в часах, в вентиляторе микроволновой печи, в стиральной машине, в компьютерных вентиляторах, в кондиционере, в соковыжималке и т. д. и т. п. Ну а электродвигатели, применяемые в промышленности, можно перечислять бесконечно. Диапазон физических размеров – от размера со спичечную головку до размера локомотивного двигателя.

Показанный ниже промышленный электродвигатель работает и на постоянном, и на переменном токе. Его статор – это электромагнит, создающий магнитное поле. Обмотки двигателя поочередно подключаются через щетки к источнику питания. Одна за другой они поворачивают ротор на небольшой угол, и ротор непрерывно вращается.

Схема автомобиля — Каталог электронных схем автомобилей

С неудержимым развитием автомобильной промышленности усложняется и конструкция каждой конкретной модели. Всё большее количество задач возлагается на электронные схемы – а значит, растёт число контролирующих датчиков.

В нашем справочнике представлены схемы электрооборудования практически всех популярных моделей отечественных и зарубежных автопроизводителей. Тут можно найти принципиальные электросхемы отечественных (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ, ИЖ, Москвич), корейских (Киа, Хендай, Дэу, Санг Йонг), немецких (Ауди, БМВ, Фольксваген, Мерседес, Опель), японских (Хонда, Лексус, Митсубиси, Субару, Сузуки, Тойота, Ниссан, Мазда), американских (Форд, Шевроле), французских (Рено, Ситроен, Пежо), итальянских (Альфа Ромео, Фиат), шведских (Вольво, Сааб),чешских (Шкода) и других автопроизводителей.

Большинство представленных в справочнике схем цветные, в хорошем качестве и на русском языке. Это позволяет более удобно с ними работать при поиске различных элементов, модулей и узлов. Для увеличения размера схемы необходимо кликнуть по изображению, а затем на значок над схемой. Все электросхемы собраны из открытых источников и любую схему с сайта можно скачать абсолютно бесплатно. Наш справочник схем периодически обновляется, поэтому если вы не нашли на сайте нужную Вам информацию сегодня, попробуйте зайти позднее.

Отдельно на сайте представлена рубрика технического обслуживание и ремонта электрооборудования различных моделей авто, приводятся советы по тестированию электропроводки, быстрой проверке и замене предохранителей и световых приборов. Так же в справочнике представлена рубрика статей, где Вы можете найти обзоры и советы в помощь автолюбителям по эксплуатации автомобилей, подготовки их к зиме и многое другое.

При возникающем сбое или неполадке владелец машины тут же получает оповещение электронной системы в виде загорающегося тревожного индикатора.

Наверное, нет ни единого водителя, который бы хоть раз не видел подобного «сигнала тревоги». Но что именно означает сообщение об ошибке? Какого рода и как скоро вас ждут неприятности – пустяковый ремонт, с которым можно повременить, или экстренная замена важнейшего элемента?

Чаще всего из строя выходят простые периферийные блоки: предохранители, лампочки, различные фары и реле. Поэтому чтобы не тратить деньги на услуги СТО, можно без проблем, обладая минимальными знаниями в автоэлектрике, справиться с этими мелкими проблемами самому.

Для этого Вам понадобиться несколько приборов:

• амперметр,
• вольтметр,
• измеритель сопротивления (для прозвонки проводки)

Чтобы упростить задачу, рекомендуем купить такой универсальный прибор как автотестер (цифровой).

Бывают такие экстренные ситуации, когда самостоятельно выяснить вопрос неполадки не удается – если только вы не специалист по диагностике и не сотрудник автосервиса. В данном случае рекомендуется обратиться к профессиональной компьютерной диагностики автомобиля – это поможет вам моментально выявить причину предупреждающей индикации. Вы будете точно знать, «протянет» ли ваша машина ещё сотню километров – или нужно срочно разыскивать мастера.

Диагностика позволит владельцу машины:

• Узнать, нет ли скрытых или неочевидных дефектов.
• Выявить ошибки в функционировании узлов и агрегатов.
• Прогнозировать возможный выход из строя или отказ того или иного элемента.
• Осуществить настройку экономичного расхода горючего.

Обследование автомобиля – всё равно что диспансеризация для человека. Обратиться раз в год за компьютерной диагностикой сопоставимо с ежегодной профилактической сдачей анализов в поликлинике. Она поможет вовремя «прихватить болезнь», избавив вас от беспокойства и лишних затрат. Можно даже сказать, что эта процедура является бюджетным вариантом технического обслуживания автомобиля. Стоимость её непременно окупится – за счёт того, что вы избежите дорогостоящего ремонта.

Для профилактики, чтобы избежать серьезных проблем с электрооборудованием каждые 15 000 километров пробега рекомендуется следующее:

• очистить аккумулятор от грязи и пыли
• для удаления электролита протереть поверхность аккумулятора тканью, смоченной в 10%-ом растворе нашатырного спирта или кальцинированной соды
• после протереть батарею аккумулятора уже сухой тряпкой
• проверить уровень электролита в аккумуляторной батарее и при необходимости долить дистиллированную воду
• проверить напряжение аккумулятора питания и при необходимости подзарядить его.

Сканеры: миф или реальность?

Множество интернет-магазинов для автолюбителей наперебой предлагают купить «чудодейственные» сканеры, якобы позволяющие произвести полноценную компьютерную диагностику своими руками. Модели этих приборов (в основном речь идёт об аппаратуре китайского производства) различны, но реклама каждого из них сулит волшебство. Но мы всё же советуем воздержаться от покупки подобных устройств. Со сканером, который действительно эффективен, всё равно сумеет обращаться лишь специалист, да и цена их довольно велика. А дешёвый прибор, как правило, оказывается, средством для однократного применения.

Схема электрооборудования автомобиля

Рассмотренные источники и потребители тока, соединяющие их провода, включатели и предохранители составляют систему электрооборудования.

Для экономии проводов и удобства монтажа соединения всех приборов система электрооборудования автомобилей выполнена по однопроводиой схеме: проводами соединены только положительные клеммы приборов. Отрицательные клеммы приборов соединены с рамой и другими металлическими частями, т. е. с массой автомобиля. Исключением является лишь звуковой сигнал, отрицательная клемма которого соединяется с массой не непосредственно, а при помощи включателя ((кнопки) сигнала.

Для удобства монтажа и быстрого устранения неисправностей провода имеют различную расцветку. Провода, идущие в одном направлении, обычно объединены в пучки.

Работа многих приборов системы электрооборудования, связанная с постоянным замыканием и размыканием электрической цени (контакты прерывателя и реле-регулятора, щетки и коллектор генератора и т. д.), вызывает появление сильных помех, ухудшающих действие радиостанций (как устанавливаемых на самом автомобиле, так и расположенных вблизи него).

Кроме основных источников радиопомех — системы зажигания и реле-регулятора, на автомобиле имеются приборы, также мешающие работе радиостанций, это стартер, термовибрационные датчики указателей давления масла и температуры охлаждающей жидкости, электрический сигнал, стеклоочистители, переключатель света и т. д. В момент включения этих приборов и во время их действия возникают помехи радиоприему.

Наконец, источниками радиопомех являются все ненадежные контакты.

Если не принять мер защиты, то работа радиостанций на автомобиле будет крайне затруднена, а в некоторых случаях и невозможна.

Для снижения уровня помех радиоприему на автомобилях применяется специальная экранированная система электрооборудования. Все основные источники радиопомех в такой системе заключаются в металлические кожухи (экраны), а провода, несущие токи помех,— в металлические трубы или в специальные гибкие металлические шланги. Экраны (металлические кожухи, трубы и шланги) приборов и проводов надежно соединяются с массой автомобиля. Поэтому радиопомехи замыкаются на массу и не выходят за пределы экранов.

Помимо экранировки, в электрические цепи реле-регулятора, катушки зажигания, термовибрационных датчиков, искровых зажигательных свечей включаются специальные фильтры, блокирующие конденсаторы и подавительные сопротивления, которые, свободно пропуская рабочий ток, задерживают и замыкают на массу автомобиля токи радиопомех.

Применение экранировки, фильтров, блокирующих конденсаторов и подавительных сопротивлений снижает уровень радиопомех, но не избавляет от них полностью, так как во время движения автомобиля вследствие трения его колес о дорогу и выпуска отработавших газов происходит наведение электростатических зарядов на некоторых деталях. Это приводит к проскакиванию незаметных на глаз искр между отдельными механизмами автомобиля, вызывающих радиопомехи (треск, щелчки, шум).

Для ликвидации такого рода помех на автомобилях проводят тщательную «металлизацию», т. е. надежное электрическое соединение металлических частей автомобиля между собой. Металлизация осуществляется применением медных перемычек (плетенка) и постановкой под болты, соединяющие сопрягаемые металлические детали (капот, крылья и т. д.), специальных шайб. Эти шайбы имеют по окружности слегка отогнутые зубцы, которые при затягивании болта врезаются в металл и обеспечивают надежный контакт.

В последнее время широкое распространение на армейских автомобилях получило экранированное электрооборудование в водостойком, герметизированном исполнении. Герметизированные приборы системы электрооборудования обеспечивают не только безотказную работу автомобиля на грязных разбитых дорогах, но и возможность преодоления вброд водных преград, непреодолимых обычными автомобилями.

Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ 2106: 1 — передние фонари; 2 — боковые указатели поворота; 3 — аккумуляторная батарея (аккумулятор); 4 — реле контрольной лампы заряда аккумулятора; 5 — реле включения ближнего света фар; 6 — реле включения дальнего света фар; 7 — стартер; 8 — генератор; 9 — фары дальнего света; 10 — фары ближнего света; 11 — датчик включения электродвигателя вентилятора; 12 — электродвигатель вентилятора системы охлаждения двигателя; 13 — звуковой сигнал (клаксон); 14 — катушка зажигания; 15 — распределитель зажигания; 16 — свечи зажигания; 17 — электромагнитный клапан карбюратора; 18 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 19 — подкапотная лампа; 20 — выключатель света заднего хода; 21 — датчик уровня давления масла; 22 — датчик контрольной лампы давления масла; 23 — датчик контрольной лампы уровня тормозной жидкости; 24 — электродвигатель очистителя ветрового стекла; 25 — коммутатор (устанавливается в случае применения на автомобиле бесконтактной системы зажигания); 26 — электродвигатель омывателя ветрового стекла; 27 — реле включения электродвигателя вентилятора; 28 — регулятор напряжения; 29 — реле-прерыватель очистителя ветрового стекла; 30 — дополнительный блок предохранителей; 31 — основной блок предохранителей; 32 — реле-прерыватель аварийной сигнализации и указателей поворота; 33 — реле включения обогревателя заднего стекла; 34 — выключатель стоп-сигнала; 35 — штепсельная розетка для персональной лампы (не устанавливается с 2000 г.); 36 — добавочный резистор электродвигателя отопителя; 37 — электродвигатель отопителя; 38 — переключатель электродвигателя отопителя; 39 — часы; 40 — лампа освещения вещевого ящика; 41 — прикуриватель; 42 — выключатель аварийной сигнализации; 43 — регулятор освещения приборов; 44 — контрольная лампа недостаточного уровня тормозной жидкости; 45 — переключатель света фар, указателей поворота и звуковых сигналов; 46 — выключатель зажигания; 47 — выключатель обогревателя заднего стекла; 48 — выключатель заднего противотуманного фонаря; 49 — выключатель наружного освещения; 50 — выключатели плафонов, расположенные в стойках передних дверей; 51 — электродвигатель электростеклоподъемника (устанавливается на части выпускаемых автомобилей ВАЗ 2106); 52 — выключатели плафонов, расположенные в стойках задних дверей; 53 — выключатель контрольной лампы стояночного тормоза; 54 — плафоны освещения салона; 55 — указатель уровня топлива с контрольной лампой резерва; 56 — указатель температуры охлаждающей жидкости; 57 — указатель давления масла с контрольной лампой недостаточного давления; 58 — тахометр; 59 — контрольная лампа стояночного тормоза; 60 — контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи; 61 — контрольная лампа воздушной заслонки карбюратора; 62 — контрольная лампа габаритного света; 63 — контрольная лампа указателей поворота; 64 — контрольная лампа дальнего света фар; 65 — спидометр; 66 — выключатель контрольной лампы воздушной заслонки карбюратора; 67 — переключатель электродвигателя электростеклоподъемника левой двери; 68 — реле электростеклоподъемников; 69 — переключатель электродвигателя электростеклоподъемника правой двери; 70 — задние фонари; 71 — фонари освещения номерного знака; 72 — датчик указателя уровня и резерва топлива; 73 — обогреватель заднего стекла; 74 — лампа освещения багажника; 75 — задний противотуманный фонарь.

В данной схеме электрооборудования автомобиля ВАЗ 2106 содержатся элементы (это 33, 47, 73), которые относятся к ВАЗ 21065, а так же к более новым моделям (ближе к 2006 г.в.) ВАЗ 2106.

Электрические машины: виды, классификация, принципы работы

Электрической машиной принято считать электромеханическое устройство, способное преобразовать механическую энергию в электрическую и обратно. В первом случае происходит выработка электроэнергии (машины являются генераторами), во втором – её потребление ( электродвигатели) . Последние необходимы для того чтобы привести в движение транспортные средства, станки и другие механизмы.
Генераторы и электродвигатели – основная сфера использования электрических машин. Но они могут быть также использованы и в качестве электромеханических преобразователей (умформеров) – агрегатов, которые способны преобразовывать электрическую энергию в различные её формы. Преобразователь постоянного тока в переменный называется инвертором , увеличитель мощности электрических сигналов – электромашинным усилителем, а устройство способное отрегулировать напряжение переменного тока – индукционным регулятором.

Отдельной категорией можно назвать также сельсины – самосинхронизирующиеся индукционные машины, которые обеспечивают возможность вращения нескольких осей независимо друг от друга с точки зрения механики. Такие устройства используются в электронике, в составе сварочных аппаратов для регулировки их рабочей мощности.

Классификация электрических машин

Коллекторные и бесколлекторные электрические машины

Деление на коллекторные и бесколлекторные электрические машины существует благодаря принципиальным отличиям в принципе их действия.

Коллекторные машины

Коллекторные агрегаты работают только на постоянном токе, поэтому отличительной чертой их конструкции является наличие механического преобразователя, который позволяет получить постоянный ток из переменного или наоборот. Они могут использоваться в качестве двигателя или генератора без необходимости внесения изменений в схему.

Их существенными преимуществами являются отличные пусковые характеристики и возможность плавной регулировки частоты вращения вала. Именно поэтому коллекторные электрические машины постоянного тока нашли очень широкое применение в качестве приводов для прокатных станов, электротранспорта, источников питания для сварочных аппаратов, электролитических ванн. В самолётах, тракторах, автомобилях такие двигатели приводят в движение всё используемое вспомогательное оборудование.

Небольшая группа коллекторных машин небольшой мощности выполняется в виде универсальных двигателей, которые уникальны тем, что могут работать и от постоянного, и от переменного тока.

Бесколлекторные машины

Бесколлекторные агрегаты работают только с переменным током и делятся на синхронные и асинхронные машины. Синхронные машины широко применяются как в качестве генераторов, так и электродвигателей, в то время как асинхронные – в основном служат двигателями.

Принцип работы такого генератора заключается в том, чтобы при помощи привода (двигателя внутреннего сгорания или турбины) через ременную передачу привести в движение ротор генератор. Одновременно в обмотке статора наводится ЭДС (указано стрелками) и благодаря замыканию её на нагрузке в цепи появляется ток.

Когда речь идёт о синхронном электродвигателе, то его работа начинается с подачи тока на обмотку статора. Это приводит к вращению магнитного поля, которое при взаимодействии с полем ротора вырабатывает силу, которая, в конечном счёте, преобразует электрическую энергию в механическую и вращает вал.

В асинхронном электродвигателе при включении обмотки статора в сеть образуется вращающееся с частотой n1 магнитное поле. При этом в обмотке статора и ротора наводится ЭДС. Благодаря тому что обмотка ротора замкнута в ней возникает ток, который взаимодействуя с полем статора создаёт электромагнитные силы Fэм приводящие во вращение ротор двигателя.

Трансформаторы

Трансформатор – электрический аппарат, который представляет собой статическое устройство, преобразующее одну систему переменного тока в другую. Параметры для преобразования могут быть самыми разными: ток, напряжение, частота, число фаз. Но чаще всего в системах электроснабжения используются силовые трансформаторы, которые позволяют изменить величину тока и напряжения (при этом все остальные параметры сети остаются неизменными).

По назначению существует деление аппаратов на трансформаторы силового и специального назначения. Силовые являются одним из основных элементов систем энергоснабжения и используются при транспортировке электроэнергии для получения напряжения требуемого класса.

Специальные же очень разнообразны по своей конструкции и рабочим характеристикам (примером могут послужить сварочные, печные, испытательные трансформаторы). Отдельной их категорией являются автотрансформаторы – однообмоточные аппараты, которые способны изменять величину напряжения в минимальных пределах (когда коэффициент трансформации приближён к 1).

Принцип действия силового трансформатора

Конструктивно аппарат состоит из сердечника, выполненного из листовой электротехнической стали и обмоток 1 и 2 (первичной и вторичной), которые размещены на стержнях и электрически не связаны между собой. К обмотке 1 подключается источник питания, к обмотке 2 – нагрузка (потребитель).

За счёт явления электромагнитной индукции переменный ток i1 создаёт магнитный поток, который замыкается в сердечнике и сцепляясь с обеими обмотками наводит в них ЭДС само- и взаимоиндукции соответственно. При подключении потребителя во вторичной обмотке создаётся ток i2, а на выводах – вторичное напряжение. Разница в напряжениях на вводах и выводах образуется за счёт разного количества витков в 1 и 2 обмотках. Отношение параметров может быть любым.

По количеству фаз существует разделение на одно- и трехфазный трансформатор , по виду охлаждения – на воздушный и масляный, по форме магнитопровода – на стержневой, бронестержневой, броневой, тороидальный. Особенностью трёхфазного от однофазного трансформатора в плане его электрической схемы состоит в том, что схемы трёх отдельных систем объединены в одну.

Трансформаторы и электрические машины в целом являются одними из важнейших элементов любой системы энергоснабжения. Огромное количество технических решений и отдельных видов устройств позволяет решать самые разные задачи во всех сферах деятельности.