Создание двигателя: Имеет хождение старая байка, что Ванкель придумал чудо-двигатель в 1919 году. В неё всегда верилось с трудом: как мог 17-летний парень, пусть и талантливый, такое сотворить? Он открыл в городе Гейдельберге собственную мастерскую, а в 1927 году появились на свет чертежи «машины с вращающимися поршнями» (на немецком языке сокращенно DKM). Первый патент DRP Феликс Ванкель получил в 1929 году, а в 1934 году подал заявку на двигатель DKM. Правда, патент он получил через два года. Тогда же, в 1936 году, Ванкель обосновывается в Линдау, где размещает свою лабораторию.

Потом перспективного конструктора заметила власть, и работы над DKM пришлось оставить. Ванкель работал на BMW, Daimler и DVL, основные авиамоторостроительные предприятия фашистской Германии. Так что не удивительно, что до наступления 1946 года Ванкелю пришлось сидеть в тюрьме, как пособнику режима. Лабораторию в Линдау вывезли французы, и Феликс попросту остался ни с чем. Потом перспективного конструктора заметила власть, и работы над DKM пришлось оставить. Ванкель работал на BMW, Daimler и DVL, основные авиамоторостроительные предприятия фашистской Германии. Так что не удивительно, что до наступления 1946 года Ванкелю пришлось сидеть в тюрьме, как пособнику режима. Лабораторию в Линдау вывезли французы, и Феликс попросту остался ни с чем. Лишь в 1951 году Ванкель устраивается на работу в мотоциклетную фирму – уже широко известный тогда NSU. Восстанавливая лабораторию, он заинтересовал Вальтера Фройде, конструктора гоночных мотоциклов своими конструкциями. Вместе Ванкель и Фройде продавили проект в руководстве, и разработка двигателя резко ускорилась. 1 февраля 1957 года заработал первый роторный двигатель DKM-54. Он работал на метаноле, но к июню проработавший 100 часов на стенде двигатель перевели на бензин. Лишь в 1951 году Ванкель устраивается на работу в мотоциклетную фирму – уже широко известный тогда NSU. Восстанавливая лабораторию, он заинтересовал Вальтера Фройде, конструктора гоночных мотоциклов своими конструкциями. Вместе Ванкель и Фройде продавили проект в руководстве, и разработка двигателя резко ускорилась. 1 февраля 1957 года заработал первый роторный двигатель DKM-54. Он работал на метаноле, но к июню проработавший 100 часов на стенде двигатель перевели на бензин.

Принципы работы роторного двигателя Цикл двигателя Ванкеля Цикл двигателя Ванкеля Но тут Фройде предложил новую концепцию роторного двигателя! В двигателе Ванкеля (DKM) ротор вращался вокруг неподвижного вала вместе с камерой сгорания, чем обеспечивалось отсутствие вибраций. Вальтер решил камеру сгорания зафиксировать, а ротор пусть будет приводить в движение вал, то есть использовать принцип двойственности вращения для роторного двигателя. Такой тип роторного двигателя получил обозначение KKM. Но тут Фройде предложил новую концепцию роторного двигателя! В двигателе Ванкеля (DKM) ротор вращался вокруг неподвижного вала вместе с камерой сгорания, чем обеспечивалось отсутствие вибраций. Вальтер решил камеру сгорания зафиксировать, а ротор пусть будет приводить в движение вал, то есть использовать принцип двойственности вращения для роторного двигателя. Такой тип роторного двигателя получил обозначение KKM.

Принцип двойственности вращения сам Ванкель запатентовал в 1954, но он всё-таки использовал принцип DKM. Надо сказать, что Ванкелю идея такой инверсии не нравилась, но он ничего не мог поделать – у двигателя его любимого типа DKM обслуживание было трудоёмким, чтобы сменить свечи, требовалась разборка мотора. Так что двигатель типа KKM имел гораздо больше перспектив. Его первый образец закрутился 7 июля 1958 года (правда, на нем ещё в роторе стояли свечи, как на DKM). Впоследствии свечи перенесли на корпус двигателя, и он обрёл свой облик, принципиально не менявшийся до наших дней. Теперь по этой схеме устроены все роторные двигатели. Иногда их называют «ванкелями», в честь разработчика. Принцип двойственности вращения сам Ванкель запатентовал в 1954, но он всё-таки использовал принцип DKM. Надо сказать, что Ванкелю идея такой инверсии не нравилась, но он ничего не мог поделать – у двигателя его любимого типа DKM обслуживание было трудоёмким, чтобы сменить свечи, требовалась разборка мотора. Так что двигатель типа KKM имел гораздо больше перспектив. Его первый образец закрутился 7 июля 1958 года (правда, на нем ещё в роторе стояли свечи, как на DKM). Впоследствии свечи перенесли на корпус двигателя, и он обрёл свой облик, принципиально не менявшийся до наших дней. Теперь по этой схеме устроены все роторные двигатели. Иногда их называют «ванкелями», в честь разработчика.

В таком двигателе роль поршня играет сам ротор. Цилиндром служит статор, имеющий форму эпитрохоиды, и когда уплотнения ротора двигаются по поверхности статора, образуются камеры, в которых происходит процесс сгорания топлива. За один оборот ротора такой процесс происходит трижды, а благодаря сочетанию форм ротора и статора число тактов такое же, как у обычного ДВС: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. В таком двигателе роль поршня играет сам ротор. Цилиндром служит статор, имеющий форму эпитрохоиды, и когда уплотнения ротора двигаются по поверхности статора, образуются камеры, в которых происходит процесс сгорания топлива. За один оборот ротора такой процесс происходит трижды, а благодаря сочетанию форм ротора и статора число тактов такое же, как у обычного ДВС: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

У роторного двигателя нет системы газораспределения – за газораспределительный механизм работает ротор. Он сам открывает и закрывает окна в нужный момент. Еще ему не нужны балансирные валы, двухсекционный двигатель по уровню вибраций можно сравнить с многоцилиндровыми ДВС. Так что идея роторного двигателя в конце пятидесятых казалась ступенькой для автомобилестроения в светлое будущее. У роторного двигателя нет системы газораспределения – за газораспределительный механизм работает ротор. Он сам открывает и закрывает окна в нужный момент. Еще ему не нужны балансирные валы, двухсекционный двигатель по уровню вибраций можно сравнить с многоцилиндровыми ДВС. Так что идея роторного двигателя в конце пятидесятых казалась ступенькой для автомобилестроения в светлое будущее. В серию! В серию!

Первый двигатель: Мотор разрабатывался совместно с NSU и в 1957 впервые набрал обороты. Один из 4-х построенных экспериментальных двигателей стоит сегодня в Немецком музее в Мюнхене. Показатели: 250 см3 и 29 л.с. при мин-1, а в 1963 NSU начала выпуск модели Spider - первого серийного автомобиля с роторно-поршневым двигателем. Мотор разрабатывался совместно с NSU и в 1957 впервые набрал обороты. Один из 4-х построенных экспериментальных двигателей стоит сегодня в Немецком музее в Мюнхене. Показатели: 250 см3 и 29 л.с. при мин-1, а в 1963 NSU начала выпуск модели Spider - первого серийного автомобиля с роторно-поршневым двигателем.

Достоинства и недостатки двигателя: Конструкция позволяет осуществить четырехтактный цикл без применения специального механизма газораспределения. В этом двигателе можно использовать дешевые сорта топлива; он почти не создает вибраций. Конструкция позволяет осуществить четырехтактный цикл без применения специального механизма газораспределения. В этом двигателе можно использовать дешевые сорта топлива; он почти не создает вибраций. Главное преимущество двигателя Ванкеля – малые размеры при заданной мощности. В двигателе мало движущихся частей, и, следовательно, он потенциально надежнее и дешевле в производстве Главное преимущество двигателя Ванкеля – малые размеры при заданной мощности. В двигателе мало движущихся частей, и, следовательно, он потенциально надежнее и дешевле в производстве

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

КОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ Разработал учитель технологии высшей категории, Почетный работник Начального Профессионального Образования Российской Федерации МБОУ «СОШ № 7» г. Калуги Герасимов Владислав Александров

Что общего между этими электроприборами?

КОЛЛЕКТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ИСТОРИЯ. Первый коллекторный электродвигатель был сконструирован в России русским ученым Якоби Борисом Семеновичем в 1838 году. К 70-м годам 19 века электродвигатель был уже на столько усовершенствован, что в таком виде сохранился до наших дней.

Борис Семёнович Якоби

Назначение: Преобразование электрической энергии в механическую. Механическая энергия приводит в движение рабочие части машин и механизмов.

Принцип действия: Электрический ток от источника (батареи гальванических элементов) подается в обмотку через специальные скользящие контакты – щетки. Это две упругие металлические пластины, которые соединены проводниками с полюсами источника тока и прижаты к коллектору. Когда по обмотке якоря идет электрический ток, ротор под действием магнита начинает вращаться.

Общее устройство электродвигателя 1-подшипники, 2-задняя крышка статора, 3-обмотка, 4-якорь, 5-сердечник, 6-обмотка якоря, 7-коллектор, 8-передняя крышка, 9-вал, 10-крыльчатка.

Самые маленькие двигатели данного типа. трёхполюсной ротор на подшипниках скольжения; коллекторный узел из двух щёток - медных пластин; двухполюсной статор из постоянных магнитов. Применяются, в основном, в детских игрушках (рабочее напряжение 3-9 вольт).

Мощные двигатели (десятки Ватт), как правило, имеют: многополюсный ротор на подшипниках качения; коллекторный узел из четырёх графитовых щёток; четырёхполюсный статор из постоянных магнитов. Именно такой конструкции большинство электродвигателей в современных автомобилях (рабочее напряжение 12 или 24 Вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и вентиляции, «дворников», насосов омывателей.

Коллекторное мотор -колесо, 24вольта 230 ватт.

Двигатели мощностью в сотни Ватт В отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Обмотки статора могут подключаться несколькими способами: последовательно с ротором (так называемое последовательное возбуждение), преимущество: большой максимальный момент, недостаток: большие обороты холостого хода, способные повредить двигатель.

параллельно с ротором (параллельное возбуждение) преимущество: большая стабильность оборотов при изменении нагрузки, недостаток: меньший максимальный момент часть обмоток параллельно с ротором, часть последовательно (смешанное возбуждение) до некоторой степени совмещает достоинства предыдущих типов, пример - автомобильные стартёры. отдельным источником питания (независимое возбуждение) характеристика аналогична параллельному подключению, однако обычно может регулироваться.

Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением

Электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением

Способы изменение частоты вращения вала электродвигателя Путём изменения величины тока возбуждения статора. Чем больше сила тока в статоре, тем выше частота вращения вала электродвигателя

Преимущества электродвигателей. Отсутствие во время работы вредных выбросов Не требуют постоянного обслуживания Можно установить в любом месте Работают в условиях вакуума Не используют легковоспламеняющиеся вещества (бензин, дизельное топливо) Простота использования

Отказы в работе коллекторного электродвигателя Условия эксплуатации и сроки службы двигателей в бытовых машинах различны. Различны и причины выхода их из строя. Установлено, что 85-95% отказывают в работе из за повреждений изоляции обмоток распределяемых следующим образом: 90% межвитковых замыканий и 10% повреждений и пробоев изоляции на корпус. Затем идет износ подшипников, деформация стали ротора или статора и изгиб вала.

Технологический процесс ремонта включает следующие основные операции:

Предремонтные испытания Наружную очистку от грязи и пыли Разборку на узлы и детали Удаление обмоток Мойку узлов и деталей Дефектовку узлов и деталей Ремонт и изготовление узлов и деталей Сборку ротора Изготовление и укладку обмоток Сушильно-пропиточные работы Механическую обработку ротора в собранном виде и его балансировку Комплектовку узлов и деталей Сборку электродвигателей Испытания после ремонта Внешнюю отделку

Подведение итогов урока. Что такое электродвигатель? В каких устройствах применяются коллекторные электродвигатели? Из каких частей состоит коллекторный электродвигатель? Какой принцип лежит в основе работы коллекторного электродвигателя?

«КПД» - Определение КПД при подъеме тела. Архимед. Вес бруска. Соберите установку. КПД. Понятие КПД. Твердое тело. Путь S. Существование трения. Измерьте силу тяги F. Отношение полезной работы к полной работе. Реки и озера. Сделайте вычисления.

«Виды двигателей» - Электрический двигатель. Реактивный двигатель. Виды ДВС. Паровая турбина. Двигатели. Паровая машина. Энергосиловая машина, преобразующая какую-либо энергию в механическую работу. Принцип действия электродвигателя. Принцип действия паровой машины. КПД двигателя внутреннего сгорания. Кузьминский Павел Дмитриевич.

«Тепловые двигатели и окружающая среда» - Эти вещества попадают в атмосферу. Кардано Джероламо. Схема теплового двигателя. Ползунов Иван Иванович. Самолетов. Принцип действия карбюраторного двигателя. Цикл Карно. Паровая машина Дени Папена. Папен Дени. Схема рабочего процесса четырехтактного дизеля. Охрана окружающей среды. Холодильная установка.

«Использование тепловых двигателей» - Запасы внутренней энергии. В сельском хозяйстве. На водном транспорте. Количество электромобилей. Немецкий инженер Даймлер. Проследим историю развития тепловых двигателей. Проект бензинового двигателя. Воздух. Французский инженер Кюньо. Количество вредных веществ. Инженер Геро. Начало истории создания реактивных двигателей.

«Тепловые двигатели и машины» - Электромобили. Внутренняя энергия тепловых машин. Ядерный двигатель. Модель двигателя внутреннего сгорания. Недостатки электромобиля. Тепловые машины. Общий вид двигателя внутреннего сгорания. Дизель. Двухкорпусная паровая турбина. Паровая машина. Решение проблем экологии. Реактивный двигатель. Разнообразие видов тепловых машин.

«Типы тепловых двигателей» - Вред. Двигатель внутреннего сгорания. Тепловые двигатели. Паровая турбина. Краткая история развития. Типы тепловых двигателей. Уменьшение загрязнений окружающей среды. Значение тепловых двигателей. Цикл Карно. Краткая история. Ракетный двигатель.

Всего в теме 31 презентация

Электрический двигатель - электрическая машина
(электромеханический преобразователь), в которой электрическая
энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом
является выделение тепла.
Электродвигатели
Переменного тока
Синхронные
Асинхронные
Постоянного тока
Коллекторные
Бесколлекторные
Универсальные
(могут питаться
обоими видами
тока)

• Генераторы

• Двигатели

• преобразуют механическую энергию в электрическую;
• для работы генератора, его ротор (вал) надо вращать каким-либо двигателем;

• преобразуют электрическую энергию в механическую;
• для работы двигателя его подключают к источнику энергии

Любая машина постоянного тока может работать как в режиме генератора , так и в режиме двигателя

• Простейшим генератором является виток, вращающийся между полюсами магнита
• Принцип действия

основан на явлении

электромагнитной

индукции

• При вращении витка с некоторой частотой его стороны пересекают магнитный поток Ф и в каждом проводнике индуцируется э. д. с. Е

• Простейший электродвигатель -виток, который вращается в магнитном поле.
• Действие двигателя

основано на

законе Ампера

• Если подключить виток к источнику электрической энергии, то по каждому его проводнику начнет проходить электрический ток.
• Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создает электромагнитные силы F.

• При выбранном направлении тока на проводник, расположенный под южным полюсом, будет действовать сила F, направленная вправо (по правилу левой руки), а на проводник, лежащий под северным полюсом,- сила F, направленная влево.

1 – корпус (станина )

2 – статор (индуктор )

• На явно выраженных полюсах статора (главные полюса) расположена обмотка возбуждения , по которой проходит постоянный ток I в

3 – ротор (якорь )

4 - обмотка якоря , в которой при вращении ротора индуцируется э. д. с.

• Эта э. д. с. снимается с обмотки якоря при помощи скользящего контакта – щеток (5), включенных между обмоткой и внешней цепью.
• Иногда к основным полюсам добавляют дополнительные полюса

• Для преобразования переменного тока в постоянный применяют коллектор .

Принцип его действия состоит в следующем:

• Концы витка присоединяют к двум медным полукольцам (коллекторным пластинам ).
• Их укрепляют на валу машины и изолируют друг от друга
• На пластинах помещаются неподвижные щетки , отдающие электрическую энергию потребителю.

• При вращении витка коллекторные пластины вращаются вместе с валом машины так, что каждая щетка соприкасается то с одной, то с другой пластиной.
• Щетки на коллекторе устанавливаются так, чтобы они переходили с одной пластины на другую в тот момент, когда ЭДС в витке была ровна нулю.

• Напряжение и ток при этом получаются постоянными по направлению, но переменными по значению.
• Такой ток и напряжение называют

пульсирующими .

• Для сглаживания пульсации в обмотке якоря увеличивают число витков и соответственно число коллекторных пластин.

• Для лучшего использования обмотки якоря отдельные витки соединяют друг с другом последовательно.

• К каждой коллекторной пластине присоединяют конец предыдущего и начало, следующего витка.

• При вращении якоря между любыми двумя точками такой обмотки действует переменная э. д. с. Однако во внешней цепи между неподвижными щетками действует постоянная по направлению и значению э. д. с. Е
• Следовательно, коллектор работает в качестве механического выпрямителя .
• Чем больше витков в обмотке якоря и коллекторных пластин, тем меньше пульсируют э. д. с. и ток. Полностью освободиться от пульсации невозможно.

• Электрический контакт с коллектором осуществляется посредством щеток , установленных в щеткодержателях.
• Все щеткодержатели одной полярности соединены между собой медными шинами, подключенными к выводам машины.
• Количество щеточных комплектов соответствует числу главных полюсов.
• Щетки располагают на коллекторе по оси главных полюсов

• Сердечник якоря набирается из листов электротехнической стали, на внешней

поверхности которых выштампованы пазы.

• В пазы сердечника укладываются секции из медного провода. Концы секций, которые выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуют замкнутую обмотку якоря.

Обмотка якоря

• Петлевая - концы каждой секции присоединены к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. Начало каждой последующей секции соединяют с концом предыдущей.

• Волновая - получается последовательным соединением секций, находящихся под разными парами полюсов.

Обмотка якоря

• Петлевая - в се секции укладываются в пазы за один оборот якоря.
• при числе полюсов больше двух (6, 8 и т.д.) число параллельных ветвей и щеток равно числу полюсов.

• Волновая –
• число параллельных ветвей и щеток вне зависимости от числа полюсов равно двум.