Крутящий момент и мощность двигателя. Что важнее Пару слов про обороты. Простыми словами формулы и видео

Крутящий момент двигателя

Крутящий момент двигателя, что это такое
Стоит понимать, что мощность мотора – это энергия, которая вырабатывается двигателем. И именно эта энергия преобразуется в крутящий момент на выходном (коленчатом) валу двигателя, далее момент изменяется в трансмиссии (при помощи нужных передаточных чисел шестерен) и после передается на привода, или ведущие мосты и после на колеса.

Тронуться и поехать, вы сможете даже на маломощном двигателе (причем для этого нам не нужно много мощности), здесь работают передаточные числа, которые точно подобраны в трансмиссии вашего авто.

НО мы же не хотим ездить со скоростью 20 – 40 км/ч, нам нужно ускорение, быстрое передвижение. А для этого просто необходим достаточный крутящий момент при всех диапазонах скоростей. Это достигается – достаточной мощностью двигателя и подбором шестерен в трансмиссии и приводах, мостах (если есть).

Если вывести определение:

Крутящий момент – это сила, которая умножена на плечо ее приложения, которую может предоставить мотор машине для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Измерения производят в ньютонах, а рычаг измеряется в метрах.

Если разобрать, просто «на пальцах формулу», то 1 Н·м – это сила с которой 0,1 кг, давят на конец рычага (это поршень) длиной в 1 метр. Как становится понятно, в двигателе роль рычага выполняет кривошип коленчатого вала, через который и производится крутящий момент. Понятно, что кривошип, длинной не 1 метр, но момент вычисляется из приложенных характеристик.

Именно от этого показателя и зависит время достижения силовым агрегатом максимальной мощности, а значит и динамики разгона авто.

Если образно утрировать — то момент, собирает все лошадиные силы в «кулак» который и раскручивает мотор, и чем больше этот кулак, тем быстрее раскручивается мотор и ускоряется автомобиль.

Мощность через массу авто и время разгона до «сотни»

Расчет с применением веса автомобиля и его скорости разгона до 100 км/ч – один из самых простых методов вычисления реальной мощности двигателя, ведь масса авто и заявленное время разгона до «сотни» – паспортные параметры машины.

Этот метод актуален для двигателей, работающих на любых видах топлива – бензин, дизельное топливо, газ – ведь он учитывает лишь динамику разгона.

При расчете стоит учитывать вес транспортного средства вместе с водителем. Также чтобы максимально приблизить результат вычислений к действительному, стоит учесть и потери, затрачиваемые на торможение, пробуксовку, а также скорость реакции коробки передач. Играет роль и тип привода. Например, переднеприводные автомобили теряют на старте около 0,5 секунды, заднеприводные – от 0,3 секунды до 0,4 секунды.

Остается найти в сети калькулятор для расчета мощности авто через скорость разгона, внести необходимые данные и получить ответ. Нет смысла приводить математические расчеты, которые производит калькулятор, из-за их сложности.

Результат вычислений будет одним из самых точных, приближенных к реальному.

Данный метод расчета реальной мощности машины многие считают самым удобным, ведь автовладельцам придется приложить минимум усилий – измерить для чистоты эксперимента скорость разгона до 100 км/ч и внести дополнительные данные в автоматический калькулятор.

Как узнать выходную мощность

Франшиза в страховании что это простыми словами

Двигатели как предполагается, выполняют какую-то работу, и два важных значения, которые определяют, насколько он мощный. Это скорость и сила поворота двигателя. Выходная механическая мощность двигателя может быть рассчитана по следующей формуле:

Pout = τ * ω

где Pout — выходная мощность, измеренная в ваттах (Вт);

τ — момент силы, измеренный в метрах Ньютона (N • м);

ω — угловая скорость, измеренная в радианах в секунду (рад / с).

Легко рассчитать угловую скорость, если вы знаете скорость вращения двигателя в об / мин:

ω = rpm * 2 * П / 60

где ω — угловая скорость (рад / с);

об / мин — скорость вращения в оборотах в минуту;

П — математическая константа (3.14);

60 — количество секунд в минуте.

Если двигатель имеет 100% КПД, вся электрическая энергия преобразуется в механическую энергию. Однако таких двигателей не существует. Даже прецизионные малые промышленные двигатели, имеют максимальную эффективность 50—60%.

Измерение момент силы двигателя является сложной задачей. Для этого требуется специальное дорогостоящее оборудование. Но это возможно сделать и самому обладая специальной информацией и формулами.

Формула — мощность

Как увеличить мощность двигателя

Формула мощности диэлектрических потерь в таком виде определяет количество энергии, рассеиваемой в диэлектрике за единицу времени. Согласно ( 2 — 5) мощность диэлектрических потерь прямо пропорциональна частоте.  

Формула мощности диэлектрических потерь в таком виде определяет количество энергии, рассеиваемой в диэлектрике за единицу времени

Тангенс угла диэлектрических потерь имеет очень важное значение как электрическая характеристика диэлектрика. Согласно ( 2 — 5) мощность диэлектрических потерь прямо пропорциональна частоте

В диапазоне частот, в котором произведение tg б — С растет с ростом частоты, рост диэлектрических потерь будет происходить быстрее, чем рост частоты; в диапазоне частот, в котором произведение tg 6 — С уменьшается с ростом частоты, величина диэлектрических потерь может увеличиваться с ростом частоты более медленно.  

Все формулы мощностей для такой цени остаются теми же, что и для цепи с активным сопротивлением и индуктивностью.  

Из формулы мощности подъемника видно, что по мере увеличения веса груза можно увеличивать скорость подъема крюка при одной и той же мощности подъемника.  

Осе формулы мощностей для такой цепи остаются теми же, что и для цепи с активным сопротивлением и индуктивностью.  

Из формул мощностей следует, что сильнее будет нагреваться диэлектрик с большим фактором потерь, так как напряженности поля и частота в обеих формулах одинаковы.  

В формулу мощности турбины входит величина VK. При VK 0 ( колесо стоит) мощность равна нулю; при VKVO ( колесо вращается со скоростью УО) мощность также равна нулю. В этом случае силовое действие струи на колесо отсутствует. Значит при всех промежуточных значениях ик мощность не равна нулю, а при каком-то ее значении колесо турбины получит максимальную мощность.  

Использовать непосредственно объемную формулу мощности для вычисления U здесь нельзя: надо знать удельную работу К, но для ее выбора по таблицам нужно заранее знать подачу на резец их, которая вычисляется через скорость подачи U, еще не известную.  

Следовательно, формула мощности нуждается в поправочном множителе и притом меньшем единицы. Этот поправочный множитель учитывает фазовый сдвиг.  

Следовательно, формула мощности нуждается в поправочном множителе и притом меньшем единицы. Этот поправочный множитель учитывает величину фазового сдвига.  

Следовательно, формула мощности нуждается в поправочном множителе и притом меньшем единицы. Этот поправочный множитель учитывает величину фазового сдвига.  

Других слагаемых формула мощности не имеет, так как приложенное напряжение синусоидально.  

Как видим, формулы мощности получились одинаковыми как для соединения звездой, так и для соединения треугольником.  

Что такое теплопотери дома?

Теплопотери дома – это выход тепла изнутри здания на улицу. Как правило, это происходит через крышу, стены, окна и пол. Определение теплопотерь поможет определить наиболее эффективную систему отопления и обеспечить надлежащий обогрев вашего жилья.

Если потери тепла низкие, очень вероятно, что теплого пола будет достаточно. Но если потери высоки, вам могут потребоваться другие способы уменьшения выхода тепла для обеспечения эффективной работы системы. Теплопотери также указывают на то, соответствует ли здание нормативным требованиям и, что более важно, определяют потребности в энергии и эксплуатационные расходы вашего дома.

Дом с высокой потерей тепла дороже в обслуживании. Но хорошая новость заключается в том, что есть несколько простых советов, которые помогут вам снизить затраты на отопление к минимуму. Проще говоря, для того, чтобы система отопления обеспечивала достаточное количество тепла в помещении, выход системы должен быть больше, чем потери тепла.

Если потери тепла превышают тепловую мощность, ваши счета за отопление будут поглощать весь семейный бюджет. Открытые двери и окна являются одним из самых распространенных мест для выхода тепла.

Для того, чтобы дом был теплым, многие вынуждены увеличивать температуру обогрева, а значит, тратить большее количество энергии и тепла, львиная доля которого и так просачивается сквозь стены и выходит на улицу. Поиск путей улучшения изоляции в наших домах для минимизации потерь тепла является важным аспектом энергоэффективного и устойчивого дома.

Проблема, к сожалению, заключается в том, что многие просто понятия не имеют, куда девается тепло. В то время как обычный прохладный сквозняк чувствуется возле открытого окна, подавляющее большинство потерь тепла происходит в менее видимых областях дома. Поэтому, чтобы понять из чего формируется подбор мощности газового котла, обсудим, через какие конструкции происходят основные потери тепла. Эта информация поможет вам минимизировать потери, если при расчетах они окажутся неожидаемо высоки.

Стены

Около 35% всех потерь тепла в доме совершается через стены. Стены дома находятся в физическом контакте с более холодными температурами снаружи. Большинство застройщиков пытаются замедлить этот естественный процесс, заполнив пространство между внешней и внутренней стенками материалом, который является плохим проводником тепла и, следовательно, обладает естественными изоляционными свойствами. К сожалению, для домов, которые были построены с плохой изоляцией, демонтировать всю стену, заменить изоляцию, а затем заново возвести новые перекрытия будет неоправданно дорого.

Подвал и пол

Около 15% всех потерь тепла в доме совершается через пол и подвал, если в вашем доме он есть. Фундамент подвала и цементные плиты, которые расположены прямо под вашим домом, имеют очень плохие изоляционные свойства. Большинство современных домов не имеют изоляции пола, что делает его основным источником потерь тепла.

Чердак

Горячий воздух поднимается вверх, и из-за этого большая часть тепла, которую мы теряем в наших домах, выходит через чердак. По оценкам, 25% всех потерь тепла происходит через чердак или крышу дома. Трещины или отверстия в мансарде вместе с неправильно размещенными вентиляционными отверстиями обеспечивают большую потерю тепла.

Окна и двери

И наконец, еще 25% потерь тепла в доме происходит через окна и двери. В основном из-за утечек воздуха и трещин вокруг фундамента, которые можно просто отремонтировать, регулярно уплотняя дверные и оконные проемы. Кроме того, чтобы уменьшить количество потерь тепла через окна, необходимо установить тройные стеклопакеты. Поскольку воздух является плохим проводником тепла, эти окна имеют 3 слоя стекла, с промежутком примерно 1/3 дюйма. Это пространство между отдельными частями стекла служит естественной изоляцией, чтобы уменьшить потери тепла через окна.

Режимы работы электродвигателей

Нагрузка на электродвигатель определяется режимом его работы. Она может оставаться неизменной или изменяться в зависимости от условий эксплуатации. При выборе двигателя обязательно учитывается характер и значение предполагаемой нагрузки. С учетом этого фактора выполняется расчет мощности электродвигателя.

Режимы, в которых работают электродвигатели:

• S1 – продолжительный режим. Нагрузка не меняется в течение всего периода эксплуатации. Температура двигателя достигает установленного значения.
• S2 – кратковременный режим. В этом случае в период работы температура не успевает достигнуть нужного значения. При отключении происходит охлаждение двигателя до температуры окружающей среды.
• S3 – периодически-кратковременный режим. В процессе работы двигателя производятся периодические отключения. В эти периоды температура двигателя не может достигнуть нужного значения или стать такой же, как в окружающей среде. При расчетах двигателя, в том числе и мощности, учитываются все паузы и потери, их продолжительность. Одним из важных критериев выбора агрегата, считается допустимое число включений за определенный отрезок времени.
• S4 – периодически-кратковременный режим с частыми пусками.
• S5 – периодически-кратковременный режим с электрическим торможением. Оба режима S4 и S5 работают также, как и S3.
• S6 – периодически-непрерывный режим с кратковременной нагрузкой. Эксплуатация двигателя осуществляется под нагрузкой, которая чередуется с холостым ходом.
• S7 – периодически-непрерывный режим с электрическим торможением.
• S8 – периодически-непрерывный режим, в котором одновременно изменяется нагрузка и частота вращения.
• S9–режим, когда нагрузка и частота вращения изменяются не периодически.

Градация мощностей, предусмотренная для двс

Для оценкирежимов работы дизелей, выпускаемыхотечественной промышленностью, принята,согласно ГОСТ 10150—82, следующая градациямощностей:

– номинальнаямощность

— это длительная эффективнаямощность при номинальной частотевращения в условиях, для которыхпредназначен дизель с учетом возможностиразвития максимальной мощности;

– максимальнаямощность

— это кратковременнаямощность, превышающая номинальную на10% и получаемая периодически в течениене более 1 ч;

– полнаямощность

— это длительная эффективнаямощность, назначаемая по требованиюпотребителя взамен номинальной мощности(продолжительность работы на этоймощности не ограничивается);

– минимальнаямощность

, допускаемая при длительнойработе,— это наименьшая длительнаяэффективная мощность, гарантируемаяпри соответствующей частоте вращения;

– мощность,соответствующая минимально устойчивойчастоте вращения

,— это мощность,устанавливаемая заводами-изготовителямипо согласованию с потребителями(продолжительность работы на этоймощности определяется назначениемдизеля).

Эффективная мощность двигателя

Полезная мощность, передаваемая двигателем потребителю, именуемая эффективной мощностью Nе, меньше, чем Ni, на величину механических потерь.

Эти потери обусловлены тре­нием поршня и подшипников, затратой работы на насосы — топлив­ный, продувочный, водяной и пр. Известно, что механические потери учитываются механическим к. п. д., т. е.

?м = Nе / Ni ,

и поэтому

Ne = ?мNi. (11,28)

Средние значения механического к. п. д. у различных двигателей колеблются в пределах 0,7—0,9.

Если мощность, соответствующую механическим потерям, обозначить через Nr, то

Ne= Ni – Nr .

Разделим все части этой формулы на коэффициент К. Для четырехтактного двигателя К =Vhni /900, для двухтактного К = Vhni /450.

Тогда

Ne / K = Ni /K – Nr / K .

Из формул (II, 24) и (II, 25) видно, что член Ni /K представляет

собой среднее индикаторное давление pi.По аналогии с этим член

Ne / K называют средним эффективным давлением ре.

Физический смысл его таков: это та часть среднего индикаторного давления, которая пропорциональна работе, отдаваемой двигателем потребителю.

Член Nr / K = рr соответствует той части среднего индикаторного

давления, которая пропорциональна работе, затраченной на механи­ческие потери.

Величины ре и рr имеют большое значение при расчете и сравне­нии показателей различных типов двигателей.

Из формул (II, 24), (II, 25), (II, 28) и (II, 30) следует: для четырехтактных двигателей

В современных четырехтактных дизелях без наддува в среднем 5

При наддуве ре может быть значительно поднято — до 15 кГ/см2 и выше.

3. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Внешняя характеристика двигателя представляет собой зависимость эф­фективной мощности Ne, крутящего момента МК и других показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого вала при полностью открытой дроссельной заслонке у бензинового двигателя или при максимальной (уста­новленной заводом-изготовителем) цикловой подаче топлива у дизеля.

Для построения внешней характеристики двигателя может быть использо­вано какое-либо из известных эмпирических выражений, например, уже упо­минавшаяся ранее формула Лейдермана

Максимальная мощность двигателя Nmax была ранее рассчитана. Задаваясь несколькими произвольными значениями частоты вращения n, можно рассчи­тать значение эффективной мощности двигателя при этих различных значениях частоты вращения, т.е. получить несколько точек характеристики. Рекоменду­ется при расчёте и построении внешней скоростной характеристики (а также и при выполнении в дальнейшем тягового расчёта) выбирать значения частоты вращения коленчатого вала двигателя не менее чем в восьми точках.

Среди этих точек обязательно должны присутствовать:

nmin — минимальная устойчивая частота вращения, которую можно принять равной 800…1000 об/мин для бензиновых двигателей и 600… 800 об/мин для дизелей;

nN — номинальная частота вращения, соответствующая максимальной мощности двигателя;

nv — частота вращения, соответствующая максимальной скорости ав­томобиля. Для дизелей nv= nN. Для бензиновых двигателей nv=kvnN;

Остальные точки выбираются произвольно так, чтобы все принятые при расчёте значения n были примерно равномерно распределены в интервале

Приведённые выше значения коэффициентов a, b и c, входящих в формулу Лейдермана, не являются обязательными. Эти значения дают достаточно хоро­шее совпадение формы расчётной внешней скоростной характеристики с экс­периментальной для многих существующих двигателей, но не для всех.

В общем случае значения коэффициентов a, b и c зависят от соотношения частоты вращения при максимальной мощности (номинальной) и частоты вра­щения при максимальном крутящем моменте, т. е. от величины kM=nM/nN.

Зная величину kM, значения коэффициентов, входящих в формулу Лейдер­мана, можно рассчитать, используя следующие выражения:

— для бензиновых двигателей

Формула Лейдермана является не единственным аппроксимирующим по­линомом, применяемым для расчётного построения внешней скоростной харак­теристики.

Рис. 2.1 Скоростная характеристика двигателя.

Иногда для лучшего приближения к экспериментальным характери­стикам используются аппроксимирующие полиномы и более высоких степеней. Коэффициенты таких полиномов должны быть, вообще говоря, свои для каж­дого двигателя.

По рассчитанным значениям мощности в каждой точке характеристики определяется крутящий момент двигателя

где МК — крутящий момент двигателя, Нм; Ne — эффективная мощность двигателя, кВт; n — частота вращения, об/мин.

Результаты расчёта рекомендуется свести в таблицу (табл. 2.2).

Формула расчета для вентиляторов

Вентиляторы широко применяются в самых разных областях. Устройства общего назначения работают на чистом воздухе, при температуре ниже 80 0. Воздух с более высокой температурой перемещается с помощью специальных термостойких вентиляторов. Если приходится работать в агрессивной или взрывоопасной среде, в этих случаях используются модели антикоррозийных и взрывобезопасных устройств.

В соответствии с принципом действия, вентиляторные установки могут быть центробежными или радиальными и осевыми. В зависимости от конструкции, они развивают давление от 1000 до 15000 Па. Поэтому мощность, потребная для привода вентилятора, рассчитывается в соответствии с давлением, которое необходимо создать.

С этой целью используется формула: Nв=Hв·Qв/1000·кпд, в которой Nв – мощность, потребная для привода (кВт), Hв – давление, создаваемое вентилятором (Па), Qв – перемещаемый объем воздуха (м 3 /с), кпд – коэффициент полезного действия.

Для расчета мощности электродвигателя используется формула. . где значения параметров будут следующие:

• Q – производительность агрегата;
• Н – давление на выходе;
• ηв – коэффициент полезного действия вентилятора;
• ηп – коэффициент полезного действия передачи;
• кз – коэффициент запаса, зависящий от мощности электродвигателя. При мощности до 1 кВт кз = 2; от 1 до 2 кВт кз = 1,5; при 5 кВт и выше кз = 1,1-1,2.

Данная формула позволяет рассчитывать мощность электродвигателей под центробежные и осевые вентиляторы. Для центробежных конструкций КПД составляет 0,4-0,7, а для осевых – 0,5-0,85. Другие расчетные характеристики имеются в специальных каталогах для всех типов электродвигателей.

Запас мощности не должен быть слишком большим. Если он будет слишком большой, КПД привода заметно снизится. Кроме того, в двигателях переменного тока может снизиться коэффициент мощности.

Мощность через расход воздуха

Мощность агрегата можно определить и по расходу воздуха. Правда, данный метод расчета доступен только тем автовладельцам, у которых установлен бортовой компьютер, позволяющий зафиксировать расход воздуха при 5,5 тысячи оборотов на третьей передаче.
Чтобы получить приблизительную мощность двигателя, необходимо полученный при вышеописанных условиях расход разделить на три. Формула выглядит так:

• P = G/3, где G – расход воздуха.

Данный расчет характеризует работу двигателя в идеальных условиях, то есть без учета потерь на трансмиссию, сторонних потребителей и аэродинамическое сопротивление. Реальная мощность ниже вычисленной на 10 или даже 20%.

Соответственно, величина расхода воздуха определяется в лабораторных условиях на специальном стенде, на который устанавливают автомобиль.

Показания бортовых датчиков сильно зависят от их загрязнения и от калибровки.

Поэтому расчет мощности двигателя на основе данных о расходе воздуха является далеко не самым точным и эффективным, но для получения приблизительных данных он вполне подойдет.

Расчет мощности электродвигателя

1. Основные типы электродвигателей
2. Расчет мощности электродвигателя для насоса
3. Формула расчета мощности для компрессора
4. Формула для вентиляторов
5. Расчет пускового тока
6. Режимы работы электродвигателей

Преобразование электрической энергии в кинетическую осуществляется при помощи различных типов электродвигателей. Данные устройства нашли широкое применение в современном производстве и в быту. Чаще всего электродвигатели выполняют функцию электроприводов машин и механизмов, применяются для обеспечения работы насосного оборудования, вентиляционных систем и многих других агрегатов и устройств. В связи с таким широким применением, особую актуальность приобретает расчет мощности электродвигателя. Для этих целей разработано много различных методов, позволяющих выполнить расчеты, применительно к конкретным условиям эксплуатации.

Работа и мощность при поступательном движении

Работа постоянной силы P на прямолинейном участке пути s, пройденном точкой приложения силы, определяется по формуле (1) A = Ps cos α, где α – угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

При α = 90° cos α = cos 90° = 0 и A = 0, т. е. работа силы, действующей перпендикулярно к направлению перемещения, равна нулю.

Если направление действия силы совпадает с направлением перемещения, то α = 0, поэтому cos α = cos 0 = 1 и формула (1) упрощается: (1′) A = Ps.

На точку или на тело обычно действует не одна сила, а несколько, поэтому при решении задач целесообразно использовать теорему о работе равнодействующей системы сил (Е. М. Никитин, § 83): (2) AR = ∑ Ai, т. е. работа равнодействующей какой-либо системы сил на некотором пути равна алгебраической сумме работ всех сил этой системы на том же пути.

В частном случае, когда система сил уравновешена (тело движется равномерно и прямолинейно), равнодействующая системы сил равна нулю и, следовательно, AR=0. Поэтому при равномерном и прямолинейном движении точки или тела уравнение (2) принимает вид (2′) ∑ Ai = 0, т. е. алгебраическая сумма работ уравновешенной системы сил на некотором пути равна нулю.

При этом силы, работа которых положительна, называются движущими, а силы, работа которых отрицательна, называются силами сопротивления. Например, при движении тела вниз – сила тяжести – движущая сила и ее работа положительна, а при движении тела вверх его сила тяжести является силой сопротивления и работа силы тяжести при этом отрицательна.

При решении задач в случаях, когда неизвестна сила Р, работу которой нужно определить, можно рекомендовать два приема (метода).

1. При помощи сил, заданных в условии задачи, определить силу P, а затем по формуле (1) или (1′) вычислить ее работу.

2. Не определяя непосредственно силы P, определить Ap – работу требуемой силы при помощи формул (2) и (2′), выражающих теорему о работе равнодействующей.

Мощность, развиваемая при работе постоянной силы, определяется по формуле (3) N = A/t или N = (Ps cos α)/t.

Если при определении работы силы Р скорость движения точки v=s/t остается постоянной, то (3′) N = Pv cos α.

Если же скорость движения точки изменяется, то s/t = vср – средняя скорость и тогда формула (2′) выпажает среднюю мощность Nср = Pvср cos α.

Коэффициент полезного действия (к. п. д.) при совершении работы можно определить как отношение работ (4) η = Aпол/A, где Aпол – полезная работа; A – вся произведенная работа, или как отношение соответствующих мощностей: (4′) η = Nпол/N.

Единицей работы в СИ служит 1 джоуль (Дж) = 1 Н * 1 м.

Единицей мощности в СИ служит 1 ватт (Вт) = 1 Дж / 1 сек.

Популярной внесистемной единицей мощности является лошадиная сила (л. с.): 1000 Вт = 1,36 л. с. или 1 л. с. = 736 Вт.

Для перехода между ваттами и лошадиными силами следует пользоваться формулами N (кВт) = 1,36 N (л. с.) N (л. с.) = 0,736 N (кВт).

Задача 221.

Какую работу производит человек, передвигая по горизонтальному полу на расстояние 4 м горизонтально направленным усилием ящик массой 50 кг? Коэффициент…

Задача 222.

На тело M массой m=40 кг, могущее перемещаться вдоль вертикального направляющего бруска, действует некоторая сила P, постоянно направленная под…

Задача 223.

Какой мощности электродвигатель необходимо поставить на лебедку, чтобы она могла поднимать клеть со строительными материалами общей массой m=1200…

Задача 224.

Какую работу необходимо произвести, чтобы равномерно передвинуть в горизонтальном направлении на расстояние s клинчатый ползун 1 вдоль направляющих…

Задача 225.

Тело М весом G=50 кГ равномерно перемещается вверх по наклонной плоскости, длина которой l=4 м и угол подъема α=20° (рис. 255,…

Задача 227.

Тело М весом G=50 кГ равномерно перемещается вверх по наклонной плоскости l=4 м и с углом подъема α=20°. Определить работу, произведенную…

Задача 229.

Определить работу, которую необходимо произвести, чтобы перекатить каток массой 50 кг на расстояние 4 м по горизонтальной негладкой поверхности…

Ранние разработки

В 1821 году, после открытия феномена связи электричества и магнетизма, датским химиком Эрстедом, теоремы Ампера и закона Био — Савара, английский физик Майкл Фарадей построил два аппарата, которые он назвал «электромагнитное вращение»: непрерывное круговое движение магнитной силы вокруг провода — это фактическая демонстрация первого электродвигателя.

В 1822 году Питер Барлоу построил то, что можно считать первым электродвигателем в истории: «колесо Барлоу». Это устройство представляет собой простой металлический диск, нарезанный звездой, и концы которого погружаются в чашку, содержащую ртуть, обеспечивающая текущий поток. Однако он создает только силу, способную ее поворачивать, не допуская ее практического применения.

Первый экспериментально используемый коммутатор был изобретен в 1832 году Уильямом Стерджоном. Первый двигатель постоянного тока, изготовленный с целью продажи, был изобретен Томасом Давенпортом в 1834 году и запатентован в 1837 году. Эти двигатели не испытали никакого промышленного развития из-за высокой стоимости батарей в то время.

Электродвигатель с DC

Коммутируемый аппарат постоянного тока имеет набор вращающихся обмоток, намотанных на якорь, установленный на вращающемся валу. На валу также имеется коммутатор, долговременный поворотный электрический выключатель, который периодически меняет поток тока в обмотках ротора при вращении вала. Таким образом, каждый мостовой мотор постоянного тока имеет переменный ток, проходящий через вращающиеся обмотки. Ток протекает через одну или несколько пар щеток, которые несут на коммутаторе; щеточки соединяют внешний источник электроэнергии с вращающейся арматурой.

Вращающаяся арматура состоит из одной или нескольких катушек проволоки, намотанной вокруг ламинированного ферромагнитного сердечника. Ток от щетки протекает через коммутатор и одну обмотку якоря, делая его временным магнитом (электромагнитом). Магнитное поле, создаваемое якорем, взаимодействует со стационарным магнитным полем, создаваемым либо PM, либо другой обмоткой (полевой катушкой), как часть каркаса двигателя.

Сила между двумя магнитными полями имеет тенденцию вращать вал двигателя. Коммутатор переключает питание на катушки при повороте ротора, удерживая магнитные полюса, от когда-либо полностью совпадающего с магнитными полюсами поля статора, так что ротор никогда не останавливается (как стрелка компаса), а скорее вращается пока есть питание.

Хотя большинство коммутаторов являются цилиндрическими, некоторые из них представляют собой плоские диски, состоящие из нескольких сегментов (как правило, не менее трех), установленных на изоляторе.

Большие щетки желательны для большей площади контакта щетки, для максимизации мощности двигателя, но небольшие щеточки желательны для малой массы, чтобы максимизировать скорость, с которой двигатель может работать, без чрезмерного отскока и искрения щеток. Более жесткие пружины для щеток также могут использоваться для создания щеток заданной массы на более высокой скорости, но за счет больших потерь из-за трения и износа ускоренной щетки и коммутатора. Поэтому конструкция электродвигателя постоянного тока влечет за собой компромисс между выходной мощностью, скоростью и эффективностью/износом.

Конструкция двигателей с DC:

• Схема арматуры — обмотка, в ней переносится ток нагрузки, который может быть неподвижной или вращающейся частью двигателя или генератора.
• Полевая схема — набор обмоток, создающих магнитное поле, так что электромагнитная индукция может существовать в электрических машинах.
• Коммутация. Механическая техника, в которой может быть достигнута ректификация, или благодаря чему может быть получен постоянный ток.

https://youtube.com/watch?v=LSrUope34os

Существует четыре основных типов электродвигателей постоянного тока:

1. Электродвигатель с шунтовой намоткой.
2. Электродвигатель постоянного тока.
3. Комбинированный двигатель.
4. Двигатель PM.

Бензин, дизель или газ?

Одним из принципиальных моментов в выборе генератора, который вытекает из полученного ранее значения мощности, является вид используемого в работе топлива. Однозначных ситуаций в данном случае всего две:

• если необходим генератор с мощностью до 2-3 кВт, в этом случае нужна бензиновая модель,
• если же мощность оборудования составляет более 15 кВт, тогда дизель – ваш вариант.

Для обеих ситуаций объяснение только одно: электрогенераторы, работающие на другом виде топлива не выпускаются.

Что касается промежуточных показателей, всё немного сложнее. Часто решающее значение имеет стоимость оборудования и его последующей эксплуатации, а также особенности его будущего применения.

Бензиновые генераторы

Основными характеристиками такого оборудования являются

• компактность,
• удобство транспортировки,
• невысокая стоимость мини электростанции,
• низкий уровень шума,
• более высокая стоимость топлива,
• ресурс от 500 до 3000 ч (в зависимости от модели и марки).

Этот вариант отлично подходит для ситуаций, когда требуется постоянная транспортировка электростанции, её включение происходит редко и на непродолжительное время.

Отдельно хотелось бы обратить внимание на значение показателя «моторесурс» при выборе техники. Эта цифра означает количество часов, по истечении которого оборудование должно проходить плановое комплексное сервисное обслуживание. Проще говоря, количество моточасов – средняя продолжительность работы генератора между ремонтами по данным испытаний выбранной модели производителем.

Инверторные генераторы

Бензиновые генераторы инверторного типа – один из лучших вариантов в выборе техники данного класса. Они отличаются от оборудования традиционной конструкции наличием регулятора оборотов двигателя и электронной системы зажигания. При этом экономичность подобных агрегатов обусловлена тем, что в зависимости от нагрузки изменяется и количество оборотов, что позволяет значительно экономить топливо.В результате электроника полностью контролирует уровень вырабатываемого напряжения.

Читать также: Программа наш сад описание

Дизельные генераторы

В данном случае есть возможность выбора между стационарной и портативной установкой (иначе говоря, между электростанцией с водяным и воздушным охлаждением). Воздушные дизельные генераторы отлично подойдут для частых проблем с электричеством в качестве резерва. Они имеют моторесурс около 4000 ч, экономичны в эксплуатации и выдерживают более интенсивные режимы работы в сравнении с бензиновыми аналогами.

Если все блага цивилизации находятся далеко и есть большая вероятность того, что проблемы с электроснабжением могут возникнуть в любой момент и продлиться неизвестно сколько времени, стационарный дизельный генератор с водяным охлаждением – то, что нужно. Сказать, что они надёжны – ничего не сказать. Они могут работать круглосуточно, а моторесурс составляет 40 000 ч. Ещё одной их особенностью является вес (чаще всего он составляет около 200-250 кг), хотя и в этом можно найти свой «плюс»: украсть такой генератор даже при большом желании будет очень сложно.

Газовые генераторы

В последнее время газовые генераторы стали достойной (хотя и пока не очень распространённой) альтернативой агрегатам, работающим на бензине или дизеле. Его основными достоинствами можно назвать

• низкую стоимость топлива (к тому же очень удобно, что отпадает необходимость следить за уровнем топлива в баке, особенно когда генератор работает на природном газе);
• высокий КПД;
• низкий уровень шума;
• экологичность.

Недостатки

• высокая стоимость оборудования;
• сложность транспортировки сжиженного газа (при отсутствии источника природного топлива);
• сложные меры безопасности при эксплуатации;
• сложность подключения к магистральной линии;
• для подключения требуются специалисты с опытом выполнения подобных работ.