🪀 Budowa I Działanie Silnika Elektrycznego

BlogArtykułyMechanikaSilniki elektryczne: szczotkowe, bezszczotkowe, krokowe W artykule chciałbym przedstawić, zagadnienia, związane ze silnikami elektrycznymi, które z pewnością już znacie. Artykuł ten kieruję jednak do osób początkujących, które rozpoczynają, wspaniałą przygodę z robotyką i automatyką. Bardziej doświadczone osoby proszę, aby potraktowały ten tekst jako małą powtórkę dotyczącą silników elektrycznych. Chciałbym, abyś po przeczytaniu tego materiału wiedział, co w trawie piszczy. Jeżeli ktoś Cię zapyta, jak działa silnik elektryczny? Jak jest zbudowany? To odpowiesz bez chwili zastanowienia. Już na samym początku uprzedzam, że ten artykuł będzie z kategorii tych dłuższych, jednakże jak wcześniej wspomniałem postaram się poruszyć niemalże wszystkie zagadnienia. Począwszy od tego, co to jest silnik elektryczny, jak jest zbudowany, poprzez zasadę działania oraz rodzaje silników, przejdziemy także o zagadnienie sterowania silnikiem DC z poziomu mikrokontrolera. Nie obawiaj się, może to z początku wydaje się straszne. Zaufaj mi proszę, postaram się pokazać Ci te wszystkie zagadnienia, niczym Wergiliusz, pokazał piekło Dantemu. To wszystko słowem wstępu, mam nadzieję ,że was nie znudziłem. Czym właściwie jest silnik? Już tłumaczę, zaglądając bezpośrednio do Internetu, czy podręczników dowiemy się, że mianem silnika elektrycznego określa się maszynę zdolną zamienić energię elektryczną w energie mechaniczną, za pomocą pola magnetycznego. Oczywiście wyróżniamy bardzo wiele odmian silników, mogą się one różnić budową, kształtem i zastosowaniem. Jednak zasada działania sprowadza się do tego samego, czyli wykorzystania pola magnetyczne do obrotu wału. Kto wynalazł silnik elektryczny? Prototyp został stworzony w 1822 roku przez angielskiego matematyka i fizyka Petera Barlowa, zaś pierwszy działający silnik zbudował i opatentował w 1837 roku Thomas Davenport. Silniki szczotkowe prądu stałego i zmiennego Z czego składa się silnik elektryczny? Budowa silnika elektrycznego komutatorowego. Podstawowymi parametrami silników elektrycznych są: prędkość obrotowa moment obrotowy Zmiennymi w tych silnikach są odpowiednio dobrane uzwojenia (grubości drutu nawojowego oraz ilości zwojów). Dodatkowo można zastosować sterowniki elektroniczne np. tyrystorowe, gdzie prędkość obrotowa wału wirnika jest płynnie regulowana potencjometrem, a straty mocy są praktycznie nie zauważalne. Innym sposobem regulacji momentu i prędkości są przekładnie mechaniczne, o których więcej w osobnym artykule. Moment obrotowy w silnikach elektrycznych powstaje na skutek oddziaływania pól magnetycznych wytworzonych przez stojan i wirnik. Pole magnetyczne pojawia się w wyniku płynącego prądu elektrycznego. Oddziaływanie to jak wiemy z lekcji fizyki, zależy od strumienia magnetycznego w którym znajduje się przewód oraz wartości prądu i usytuowanego go względem silni pola magnetycznego. W silnikach elektrycznych prądu stałego zewnętrzne pole magnetyczne jest wytwarzane na dwa sposoby, w przypadku silników małej mocy za pomocą magnesów trwałych, drugi sposób polega na stosowaniu uzwojeń tzw. stojana to rozwiązanie możemy natomiast spotkać np. w wiertarkach, zasilanych akumulatorowo. Znajdujący się w polu magnetycznym, wirnik, który z kolei podobnie jak stojan zbudowany jest z wielu uzwojeń. W tradycyjnych rozwiązaniach uzwojenie wirnika znajduje się w specjalnie przygotowanych wyżłobieniach rdzenia, tj. w żłobkach. Rdzeń jest wykonany z materiału ferromagnetycznego (czyli specjalnego gatunku stali, który charakteryzuje się dużą przenikalnością magnetyczną). Uzwojenia stojana również są nawinięte na rdzeniu ferromagnetycznym, między stojanem, a wirnikiem musi znajdować się szczelina powietrzna i powinna być ona jak najmniejsza. Zasada działania silnika elektrycznego Prąd elektryczny jest doprowadzany do wirnika za pomocą komutatora. To po nim ślizgają się dwie grafitowe szczotki (stąd nazwa, a grafit jest wykorzystywany ze względu na swoja ścieralność) szczotki są bezpośrednio połączone z zasilaniem. W wyniku płynącego prądu przez wirnik powstaje wokół niego pole magnetyczne, którego biegun N jest za wirnikiem , a biegun S przed wirnikiem. Bieguny jednoimienne magnesu trwałego i wirnika odpychają się, a różnoimienne przyciągają się, czego skutkiem jest powstanie ruchu obrotowego. Komutator ma odizolowane działki, w związku z tym prąd nie płynie przez pewien czas, jednak nie wpływa to na ruch wirnika, gdyż w tym momencie wykona on półobrotu pod wpływem siły bezwładności. Rysunki poniżej pokazują jak w uproszczeniu działa silnik elektryczny: Komutator czyli mechaniczny prostownik prądu Umożliwia on przekształcenie prądu przemiennego na stały. Zbudowany jest z odizolowanych półpierścieni osadzonych wraz z wirnikiem na tej samej osi. Komutacją nazywamy zespół zjawisk związanych ze zmianą kierunku prądu w zezwoju zwartym przez szczotki. Proces ten zachodzi, gdy zezwój ten jest przełączany z jednej gałęzi twornika do drugiej w związku z obrotem wirnika. W przypadku idealnym, zmiana prądu w cewce w funkcji czasu zależy tylko od rezystancji przejścia pomiędzy szczotką, a sąsiednimi wycinkami komutatora i wyraża się zależnością: gdzie, T oznacza czas komutacji. Wiemy już czym jest zjawisko komutacji, ale co ciekawe wyróżniamy trzy rodzaje komutacji, jedna którą właśnie opisałem, oraz dwie kolejne komutację przyśpieszoną, oraz opóźnioną. Komutacja przyspieszona: to taka, przy której zmiana prądu w cewce następuje już w pierwszej połówce okresu komutacji. Komutacje przyspieszoną otrzymuje się wówczas, gdy zwartym przez szczotkę zwoju będzie indukowana siła elektromotoryczna rotacji. W przypadku silnika zwrot indukowanej siły elektromotorycznej powinien być zgodny ze zwrotem siły indukowanej przez ten biegun, spod którego oczywiście zwój wychodzi. Komutacja opóźniona: pojawia się, jeśli w połowie okresu komutacji prąd jest większy od zera. Czynnikiem, który dodatkowo opóźnia komutację, jest oddziaływanie twornika. Komutacja opóźniona jest bardzo niekorzystna, gdyż szczotka schodząca z wycinka komutatora w chwili, gdy prąd w cewce nie zdążył osiągnąć wartości prądu w gałęzi, taki stan rzeczy może spowodować pojawienie się łuku elektrycznego, jeżeli łuk ten przedostanie się na dalsze wycinki, to dojdzie do zwarcia komutatora, a jednocześnie do unieruchomienia naszego silnika. Zauważ że: zła komutacja wywołuje iskrzenie, które może prowadzić do zniszczenia szczotek i komutatora. Komutację uważa się za zadowalającą, gdy szczotki nie iskrzą. Rozróżnia się mechaniczne i elektryczne przyczyny iskrzenia szczotek. Do przyczyn mechanicznych zalicza się przede wszystkim nierównomierność powierzchni, zanieczyszczenie lub nie centryczność komutatora, złe przyleganie szczotek oraz ich drgania. Natomiast do przyczyn elektrycznych zaliczamy gęstość prądu na styku między szczotką, a komutatorem. Podstawą do oceny komutacji jest tzw. krzywa komutacji przedstawiająca przebieg prądu w okresie komutacji. Najbardziej korzystna jest tzw. komutacja prostoliniowa, w czasie której zmiana prądu w zezwoju zwartym przez szczotkę przebiega liniowo, a przy tym w połowie okresu komutacji prąd jest równy zeru (poniższy rysunek). Przebieg prądu w okresie komutacji: komutacja prostoliniowa komutacja opóźniona komutacja przyspieszona komutacja idealna Rodzaje silników komutatorowych Szeregowy: nazwa pochodzi od sposobu połączenia uzwojeń wirnika i stojana. Wysokie obroty tego silnika elektrycznego to jego cecha charakterystyczna. Prędkość obrotowa jest zależna od obciążenia, dlatego też silnik ten NIE MOŻE PRACOWAĆ BEZ OBCIĄŻENIA! Ponieważ jeżeli podłączymy taki silnik bez obciążenia, to cały czas jego prędkość obrotowa będzie rosła, aż do nieskończoności. Skutkiem tego będzie trwałe uszkodzenie silnika! Mimo to znalazł zastosowanie głównie w trakcji elektrycznej (napędy lokomotyw, tramwajów, trolejbusów) oraz w pojazdach mechanicznych (wózki akumulatorowe, rozruszniki samochodów), w napędach dźwigów, wentylatorów itp. Bocznikowy (inaczej równoległy) jak się już pewnie domyślasz jego uzwojenia są połączone w sposób równoległy. Charakteryzuje się małą podatnością na zmianę prędkości obrotowej na skutek zmiany obciążenia. Stosowany jest głównie w napędach obrabiarek, pomp, dmuchaw, kompresorów; Szeregowo-bocznikowy posiada uzwojenie wzbudzenia w stojanie połączonym z uzwojeniem twornika w sposób mieszany (część szeregowo, a część równolegle). Charakteryzuje się brakiem głównej wady silnika szeregowego – możliwości jego rozbiegania przy braku obciążenia, a także ma jego zalety – duży moment obrotowy w szerokim zakresie obrotów i zależność prędkości obrotowej od obciążenia. Stosowany jest zazwyczaj jako silniki dużych mocy, tam gdzie występuje ciężki rozruch: do napędu walcarek, pras, dźwigów oraz w napędach okrętowych mechanizmów pokładowych. Na zakończenie części o silnikach szczotkowych, chciałbym poruszyć jeszcze temat sterowania prędkością obrotową takiego silnika: regulacja prędkości poprzez włączenie dodatkowej rezystancji w obwód twornika spowoduje zmniejszenie prędkości obrotowej regulacja prędkości poprzez włączenie dodatkowej rezystancji w obwód wzbudzenia (stojana) spowoduje zwiększenie prędkości obrotowej regulacja prędkości poprzez zmianę napięcia zasilania (np. za pomocą tyrystorowych regulatorów napięcia) Podczas rozruchu silnik elektryczny pobiera z sieci prąd kilkakrotnie większy od prądu znamionowego, podczas rozruchu E=0 więc prąd rozruchowy obliczmy zgodnie z prawem Ohma. Aby zmniejszyć prąd rozruchowy, najczęściej w silnikach dużej mocy stosuje się tzw. Rozrusznik, czyli rezystancje dekadową, która jest wpięta szeregowo w uzwojenie wirnika, składa on się z szeregowo połączonych rezystorów zwieranych włącznikiem odśrodkowych lub za pomocą przekaźnika czasowego. Podsumowując I część artykułu silniki komutatorowe (szczotkowe) mogą być zasilanie zarówno prądem stałym jak i zmiennym pod warunkiem, że prąd twornika Ia oraz prąd stojana If zmienia swój kierunek w tym samym czasie warunek ten na pewno jest spełniony w silniku szeregowym silnik szeregowy nazywamy również silnikiem uniwersalnym w silniku bocznikowym można również zastosować zasilanie prądem zmiennym, należy jednak skompensować znacznie większą indukcyjność stojana za pomocą odpowiednio dobranej pojemności, czyli kondensatora, połączonego szeregowo z uzwojeniem stojana Silniki bezszczotkowe (BLDC) Jak się już zapewne domyślasz, ten rodzaj silnika nie będzie zawierał szczotek, a związku z tym także komutatora. Silniki elektryczny bezszczotkowy, poza ceną, wydają się mieć same zalety, nie mają części, które mogą się zużywać. Dzięki temu silniki te pracują długotrwale i bezobsługowo. Znaczny wzrost popularności silników BLDC związany jest z wieloma zaletami tego typu maszyn, do których możemy zaliczyć: prostą budowę silnika, duży stosunek momentu do masy silnika, duża sprawność, prosty układ sterowania, sterowanie w szerokim zakresie prędkości, bardzo dokładną regulację prędkości bez dodatkowych kosztów finansowych, wysoki moment rozruchowy, niskie koszty obsługi, brak szczotek (silnik staje się cichy, niezawodny, brak zużywania mechanicznego oraz przewodzącego pyłu) Do najczęściej wymienianych wad tego silnika należą: tętnienia momentu elektromagnetycznego, wysoki koszt magnesów trwałych konieczność stosowania czujników położenia wału, co w znacznym stopni wpływa na cenę układu napędowego. Z czego zbudowany jest silnik elektryczny BLDC? Jego budowa znacząco różni się od rozwiązań konstrukcyjnych stosowanych w innych maszynach elektrycznych. Wśród jego podstawowych elementów składowych można wyróżnić wirnik oraz stojan. Moment napędowy powstaje w wyniku współdziałania pola magnetycznego wirnika i stojana. W odróżnieniu od tradycyjnych silników wirnik wytwarza stałe w czasie pole magnetyczne pochodzące z magnesów stałych. Pole magnetyczne stojana indukowane jest w uzwojeniach skojarzonych w odpowiednie grupy. Największą zaletą silnika BLDC jest brak konieczności stosowania komutatora, dzięki czemu nie występuje zjawisko komutacji oraz straty energii w wyniku przepływu prądu przez szczotki o stosunkowo dużej rezystancji. Wirnik oraz uzwojenia stojana i sposób ich połączenia poniższy rysunek: Ruch wirnika możliwy jest dzięki wirującemu polu magnetycznemu stojana. Obroty wirnika są ściśle zależne od częstotliwości zmian pola stojana. W praktyce do sterowania wykorzystuje się układ elektronicznego komutatora a obrót wirnika podzielony jest na sześć faz, w których zasilanie kolejnych uzwojeń przełączane jest w taki sposób aby pole w obwodzie magnetycznym stojana zmieniało swoje położenie o pewien stały kąt wynikający z ilości biegunów. Układ sterowania realizowany jest zazwyczaj w postaci końcówki mocy opartej na tranzystorach przełączających, których ilość jest uzależniona od liczby uzwojeń stojana. Realizuje on podstawowe funkcje takie jak zmiana prędkości obrotowej, regulacja przyspieszenia, oraz analizowanie informacji o położeniu wirnika pochodzące ze sprzężenia zwrotnego. Problem przy sterowaniu silnikiem BLDC sprowadza się zazwyczaj do określenia stanu łączników jako funkcji informującej nas o położeniu kątowego wału, czyli mówiąc pokrótce do wyznaczenia chwili przełączenia. Wyznaczenie położenia może się odbywać na podstawie sygnałów pochodzących z czujników magnetycznych tzw. Hallotronów, które znajdują się w szczelinach, rozmieszczone względem siebie o 120 stopni. Zaletą takiego rozwiązania jest fakt, że sygnały te przychodzące z czujników są wykorzystywane, za pomocą prostego układu logicznego do sterowania pracą przełączników. Jednakże sterowanie to ma także swoje wady, a należy do nich sama obecność zastosowanych sensorów, ponieważ są to delikatne czujniki. Ale czy to oznacza, że silnikami BLDC jest ciężko sterować? Otóż wcale nie, obok sterowania za pomocą czujników, istnieje również inne. Polega ono na tym, że obliczane są chwile przełączenia łączników na podstawie prądów i napięć pochodzących z uzwojeń naszego silnika. Oczywiście stosuje się kilka metod sterowania, postaram dołożyć się wszelkich starań, abyś mógł je po części poznać. W pierwszej metodzie wykorzystujemy siłę elektromotoryczną indukowaną w fazie silnika, bardzo łatwo można ją zmierzyć, kiedy silnik jest wyłączony. Można wyznaczyć również czas przejścia tej siły przez zero i po odpowiednim przesunięciu tych sygnałów, a dokładniej o ¼ okresu wykorzystać je do sterowania pracą łączników, niestety metoda ta ma jednak bardzo istotne ograniczenie, ponieważ na postoju indukowana siła elektromotoryczna jest równa zeru, co dyskwalifikuje tę metodę. Druga metoda bezczujnikowego sterowania silnikiem BLDC, polega na obserwowaniu stanu silnika. W tym przypadku tworzony jest matematyczny model układu bieżąco korygowanego na podstawie sygnałów rzeczywistych prądów i napięć pochodzących z maszyny. Z tego też modelu otrzymujemy sygnały pozwalające na sterownie pracą łączników. Zastosowanie modelu matematycznego niesie za sobą dodatkowe korzyści, mam tu na myśli uzyskanie dodatkowych wielkości fizycznych, wykorzystanych później w sterowaniu pracą silnika. Jednakże obróbka tych sygnałów wymaga dużej mocy obliczeniowej. Na zakończenie II części pracy chciałbym dodać, że gabaryty i ciężar silnika BLDC zależą od rozwijanego momentu obrotowego, a moc mechaniczna jak już wcześniej zapewne wspomniałem jest iloczynem momentu obrotowego i prędkości obrotowej, więc łatwo się domyślić, że maszyny szybkoobrotowe, są mniejsze i lżejsze niż silniki elektryczne wolnoobrotowe. Taka możliwość pracy tych silników otwiera przed nimi bardzo duże pole zastosowań, w których decydujący głos ma ciężar silnika jak np. w sprzęcie przenośnym, dyskach twardych. Silniki te są zazwyczaj stosowane tam gdzie wymagana jest niska awaryjność, małe gabaryty, oraz duża sprawność, a więc zastosowania w technice wojskowej czy też lotniczej. Warto także zauważyć że budowa silnika bezszczotkowego jest bardzo zbliżona do budowy silnika synchronicznego z magnesami trwałymi, jednak główna różnica polega na ty że silnik BLDC charakteryzuje się prostokątnym rozkładem indukcji w szczelinach, o tyle silnik synchroniczny jest budowany przy założeniu sinusoidalnego rozkładu pola magnetycznego w szczelinie. Oczywiście skutkiem tego są inne systemy sterowania np. silniki synchroniczne prądu zmiennego, mogą być silnikami elektrycznymi trójfazowymi lub jednofazowymi. Przy silnikach elektrycznych jednofazowych wykorzystuje się kondensator 16uF /400V elektrolityczny, który przesuwa fazę napięcia względem prądu o kąt 120 stopni, co wymusza ruch obrotowy. Silniki Krokowe Silnik krokowy (inaczej skokowy) to silnik, w którym impulsowe zasilanie prądem elektrycznym powoduje, że jego wirnik nie obraca się ruchem ciągłym, lecz wykonuje za każdym razem ruch obrotowy o ściśle ustalonym kącie. Dzięki temu prędkość kątowa wirnika jest dokładnie równa częstotliwości impulsów pomnożonej przez wartość kąta obrotu wirnika w jednym cyklu pracy silnika. Pozwala to w prosty sposób ustalić dokładnie położenie wału silnika krokowego bez stosowania zaawansowanych czujników jak w przypadku silników bezszczotkowych. W zależności od budowy wyróżnia się trzy typy silników krokowych: Silnik o zmiennej reluktancji VR (od ang. Variable Reluctance) Silnik z magnesem trwałym PM (od ang. Permanent Magnet) Silnik hybrydowy HB (od ang. HyBrid) Silnik o zmiennej reluktancji: wśród jednosegmentowych silników krokowych, który posiada wirnik reluktancyjny, można wyróżnić pozostałe, w których to na jeden biegun stojana przypada jeden ząb wirnika oraz takie gdzie na jeden biegun stojana przypada kilka zębów. Oczywiście obydwie te odmiany mogą być wykonane w wariancie symetrycznym, bądź też nie symetrycznym. Budowa symetryczna charakteryzuje się tym, że uzwojenia dwóch przeciwległych biegunów tworzą pasmo, natomiast budowa niesymetryczna charakteryzuje się, tym iż całe uzwojenie pasma jest umieszczone na jednym biegunie działanie silnika krokowego o wirniku reluktancyjnym opiera się na wykorzystaniu momentu reluktancyjnego. Silnik ten składa się natomiast z rotora o wielu zębach, a wykonany jest on z stali miękkiej i uzwojonego stojana. Kiedy uzwojenia stojana są zasilane prądem stałym, bieguny namagnesowywuja się, a ruch pojawia się na skutek przyciągania zębów rotora przez bieguny stojana. Zasadę działania przedstawiłem na rysunku poniżej: Silniki krokowe o magnesach stałych mogą być wykonane w wersji jednosegmentowej i wielosegmentowej. Silnik jednosegmentowy może mieć na wirniku podobnie do klasycznej maszyny synchronicznej bieguny jawne lub utajone. Silniki krokowe o magnesach trwałych na wirniku można również podzielić na magnesowane osiowo lub promieniowo. Silnik krokowy o wirniku czynnym często nazywany jest również silnikiem kubkowymi. Jest to silnik o wirniku wytwarzającym strumień magnetyczny i o stojanie z uzwojeniem sterującym. Wirnik silnika stanowią magnesy trwałe. Silnik tego typu jest tani, charakteryzuje się niską rozdzielczością o typowych wartościach kąta 7,5 -15 (stopni) tj. 24-48 kroków na obrót. Rotor silnika nie posiada zębów, lecz jest namagnesowany naprzemiennie biegunami N i S tak, iż bieguny te są usytuowane w linii prostej równoległej do osi rotora. Namagnesowane bieguny rotora wpływają na zwiększenie indukcji magnetycznej, dlatego silnik z magnesem trwałym. Silnik hybrydowy jest bardziej kosztownym niż silnik z magnesem trwałym cechuje się za to lepszymi parametrami jeśli chodzi o rozdzielczość i szybkość. Zasada działania silnika opiera się na tym, że magnes trwały umieszczony na wirniku lub na stojanie wytwarza jednako biegunowy strumień magnetyczny, który zamyka się w obwodzie magnetycznym: stojan-szczelina powietrzna -wirnik. Po zasileniu uzwojenia stojana impulsem sterującym, wzbudzony strumień magnetyczny pod jednym biegunem stojana dodaje się do strumienia magnesów trwałych, pod drugim zaś odejmuje się. Wirnik zostaje wprowadzony w ruch tak, by osie zębów stojana i wirnika bieguna o strumieniu wzmacniającym pole magnetyczne pokryły się. Typowe kąty silnika hybrydowego mieszczą się w zakresie 3,6; -0,9 (stopni) tj. 100- 400 kroków na obrót. Silnik hybrydowy łączy w sobie zalety silnika ze zmienną reluktancją i silnika z magnesem stałym. Rotor silnika ma wiele zębów i posiada osiowa namagnesowane magnesy umieszczone koncentrycznie wokół osi. Zęby rotora zapewniają lepszą drogę przepływowi magnetycznemu co polepsza charakterystyki momentu spoczynkowego i dynamicznego w porównaniu z silnikami z magnesem stałym i reluktancyjnym. Właśnie poznaliśmy podział silników krokowych ze względu na budowę, ale okazuje się, że istnieje także podział ze względu na sposób sterowania, w tym przypadku silniki krokowe znów dzielimy na dwie grupy: unipolarne i bipolarne, ale już tu na wstępie zaznaczam, że różnica polega tylko i wyłącznie na innym podłączeniu cewek silnika, a co za tym idzie trochę innym sposobem sterowania, ale zaraz postaram się to wszystko po kolei Ci wyjaśnić. Silnik unipolarny budowa i sterowanie: Silnik bipolarny budowa i sterowanie: Nie opisuję już dokładnej zasady działania wyżej przedstawionych silników, ponieważ jak już pewnie zauważyłeś rysunki mówią same za siebie, i myślę że po gruntownym przestudiowaniu, tych obrazków, bez najmniejszych przeszkód sam zobaczysz o co chodzi Podsumowując wiedzę zdobytą o silnikach krokowych można powiedzieć że: Użycie silnika krokowego może być trafnym wyborem, w przypadkach, gdy wymagany jest kontrolowany ruch. Mogą być one użyte tam, gdzie trzeba sterować kątem, prędkością, pozycją lub synchronizmem. Z powodu wielu zalet małe silniki krokowe znalazły zastosowania w urządzeniach powszechnego użytku np. w drukarkach, ploterach, sprzęcie biurowym, napędach dysków, sprzęcie medycznym, faksach. Stosowane równie często w napędach przemysłowych i wielu innych. Dzięki sporemu momentowi na wyjściu mogą być stosowane zamiast silnika prądu stałego czy zmiennego z przekładnią, bez sterowania pozycją - podając tylko impulsy o odpowiedniej częstotliwości. Dodatek Sterowanie silnikiem komutatorowym prądu stałego z poziomu mikrokontrolera Pewnie wielu z was teraz myśli, a dlaczego nie sterownie silnikiem krokowym? Muszę szczerze przyznać, że chciałem ten temat poruszyć, jednak nie posiadam żadnego silnika krokowego, więc nie chcę Ci podawać jakiś niepełnych i niesprawdzonych że sterowanie silnikiem prądu stałego jest również fascynującym zagadnieniem. Aby przeprowadzić to ćwiczenie koniecznie musisz zaopatrzyć się w dowolny mikrokontroler z rodziny AVR (ja do przeprowadzenia ćwiczenia posłużę się mikrokontrolerem ATmega32). Potrzebny będzie nam również jakiś mostek H do sterowania silnikiem, ponieważ silnika nie możemy podłączyć bezpośrednio do pinów uC. Do przeprowadzenia ćwiczenia proponuję złożyć sobie układ według poniższego schematu (można oczywiście wykorzystać płytkę stykowa): Jak z pewnością zauważyłeś, zadbałem niemal o każdy szczegół, a przede wszystkim o prawidłowe zasilanie, które wbrew pozorom jest bardzo ważne. Po prawej stronie schematu znajduje się nasz układ wykonawczy. Należy pamiętać, że nasz układ potrzebuje do pracy dwóch źródeł zasilania. Mikrokontroler zasilamy napięciem 5V oraz część logiczną mostka, natomiast napięciem 12V zasilamy drugą część mostka opowiedzialną za silniki (12V podłączmy do piny oznaczonego na schemacie jak X1-1 i X1-2). Mając już złożony układ możemy zabrać się za oprogramowanie naszego mikrokontrolera, program napisałem w języku C, w środowisku programistycznym Eclipse. 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657 #include #include //piny sterujące #define WE_A PD7 #define WE_B PD4 // polecenia sterujące silnikiem #define DC_LEWO PORTD &= ~(1<

Samochód hybrydowy, będący połączeniem silnika elektrycznego z silnikiem spalinowym, umożliwia jazdę w mieście przez 80% czasu w trybie elektrycznym. Ponadto odzyskiwanie energii w technologii E-Tech jest większe, niż w większości hybryd na rynku, dając możliwość dłuższej jazdy w trybie elektrycznym.

Nowoczesny świat, w którym przychodzi nam żyć, opiera się na najnowszych rozwiązaniach technologicznych, które są nieodzowną częścią naszej codzienności, bez względu na statut społeczny czy pochodzenie. Nawet najbardziej ubogie europejskie gospodarstwa posiadają bowiem co najmniej kilka urządzeń, wyposażonych w nowoczesne technologie. Najlepszym przykładem powszechności występowania technologii jest obecność silników elektrycznych, które to właśnie znajdują się we wspomnianych urządzeniach. Często nie zdajemy sobie nawet sprawy z tego, jak bardzo postęp technologiczny nas otacza, ponieważ obecne wokół urządzenia i rozwiązania są dla nas niemal oczywistym elementem krajobrazu. Wentylatory, pompy, sprężarki, urządzenia AGD czy RTV, to właśnie te części wyposażenia naszych domówi mieszkań, w których znajdują się nowoczesne silniki elektryczne. Gdzie możemy spotkać silniki elektryczne? Oprócz podstawowych urządzeń gospodarstwa domowego silniki elektryczne mają znacznie szersze zastosowanie w przemyśle, transporcie, czy też produkcji. Prostym przykładem zastosowania potężnego silnika elektrycznego są niemal wszechobecne ruchome schody. Coraz bardziej popularne są również samochody napędzane silnikiem elektrycznym. Samochody elektryczne są ekologiczne, nie emitują szkodliwego dwutlenku węgla, dlatego jest to rozwiązanie przyjazne środowisku. Kolejnym pojazdem napędzanym silnikiem elektrycznym jest pociąg. Pociągi elektryczne wyposażone są w niezwykle mocne silniki elektryczne, w których miedziana uzwojenia generatorów, wytwarzają tak dużą energię elektryczną, że jest ona w stanie napędzać potężną i ciężką maszynę do ogromnych prędkości. Jak zbudowane są silniki elektryczne prądu stałego? Wszechobecność silników elektrycznych może być przytłaczająca, ale równocześnie fascynująca. Warto więc zapoznać się też z budową silników elektrycznych, aby zrozumieć jak to możliwe, że tak wiele urządzeń napędzanych jest przez energię elektryczną. Wyróżniamy następujące części do silników elektrycznych: Uzwojenie wirnika – wykonane z miedzianego drutu będącego świetnym przewodnikiem, nawinięte jest na twornik, dzięki czemu w momencie przepływu prądu staje się ono elektromagnesem Twornik – jest to rdzeń uzwojenia, który wzmacnia siłę elektromagnesu. Magnesy trwałe – ich zadaniem jest wytwarzanie stałego pola magnetycznego, które wprawia w ruch cewkę, w momencie przepływu prądu Komutator – jego rola to przełączanie styków co pół obrotu Szczotki – łączą się z komutatorem i przewodzą prąd do silnika Stalowe jarzmo – wykonane jest ono z materiału ferromagnetycznego, jego zadaniem jest łączenie dwóch magnesów stałych, tworząc magnes podkowiasty. Niezawodność na pierwszym miejscu. Inna konstrukcja silników BLDC sprawia, że nie dochodzi w nich do tarcia szczotek i prętów mechanicznego komutatora, co w przypadku klasycznych napędów prowadzi do stosunkowo szybkiego zużywania się tych elementów. W efekcie silniki bezszczotkowe charakteryzują się dłuższym czasem bezawaryjnej

Silniki elektryczne indukcyjne, klatkowe, trójfazowe. Trójfazowe silniki indukcyjne ze względu na prostą budowę, łatwość obsługi, niskie koszty wykonania i eksploatacji, znajdują szerokie zastosowanie jako silniki ogólnego przeznaczenia do napędu wielu różnych maszyn stosowanych w przemyśle , rolnictwie i gospodarstwie domowym w zakresie mocy od kilku do kilkuset kilowatów. 1. Budowa i zasada działania: Silnik elektryczny trójfazowy, klatkowy, asynchroniczny jest maszyną elektryczną zamieniająca energię elektryczną w energię mechaniczną. Składa się z dwóch zasadniczych części: ruchomej – wirnika wykonanego z blach elektrotechnicznych w formie walca ze żłobkami wypełnionymi aluminiowymi lub miedzianymi prętami połączonymi czołowo pierścieniami z tego samego materiału, tworzących klatkę. Pręty wirnika ułożone są na ogół skośnie do osi wirowania .To rozwiązanie korzystnie wpływa na rozruch silnika nieruchomej – stojana wykonanego również z blach elektrotechnicznych, izolowanych jednostronnie i złożonych w pakiety. W żłobkach stojana ułożone jest uzwojenie (cewki z drutu nawojowego miedzianego),które może być uzwojeniem dwu lub wielobiegunowym. Trzy jego gałęzie umieszczone są w pakiecie stojana i przesunięte wzajemnie o 120 stopni elektrycznych. Końce trzech gałęzi uzwojeń połączonych razem, tworzą połączenie w gwiazdę. Połączenie w trójkąt powstanie jeżeli koniec każdej z gałęzi połączy się z początkiem następnej. Schematy łączenia uzwojeń silnika w gwiazdy i trójkąt: a) uzwojenia nie skojarzone; b) uzwojenia połączone w gwiazdę; c) uzwojenia połączone w trójkąt Po przyłączeniu napięcia z sieci trójfazowej do uzwojenia stojana, powstaje pole magnetyczne wirujące, którego prędkość wirowania zależy od częstotliwości sieci i od liczby biegunów silnika. $$n_{s} = 60\frac{f}{p}$$ Pole wirujące w stojanie, drogą indukcji powoduje przepływ prądu w prętach wirnika tworząc siłę elektromotoryczną i moment obrotowy wirnika. Prędkość obrotowa wirnika musi być zawsze mniejsza od prędkości synchronicznej wirującego pola. Różnicę tych prędkości nazywa się poślizgiem. $$S = \frac{n_{s}-n}{n_{s}}$$ $$S\text{ – poślizg}$$ $$n_{s}\text{ – prędkość synchroniczna (pola wirującego)}$$ $$n\text{ – prędkość asynchroniczna ( wirnika )}$$ 2. Rozruch silników: Bezpośredni – polega na przyłączeniu uzwojeń stojana bezpośrednio do sieci zasilającej bez urządzeń obniżających napięcie. Prąd pobierany podczas takiego rozruchu jest kilkakrotnie ( 3,5-8 ) razy większy od znamionowego a czas rozruchu zależy od trwania momentu obciążenia i momentu znamionowego. Przełącznikiem gwiazda-trójkąt – polega na połączeniu uzwojeń stojana w gwiazdę przed włączeniem silnika do sieci. Powoduje to zmniejszenie napięcia zasilającego uzwojenia a tym samym zmniejszy się moment rozruchowy i prąd pobierany z sieci w momencie rozruchu. Przed zakończeniem rozruchu, silnik należy połączyć w trójkąt aby pracował w swoich normalnych uzwojeń na tabliczce zaciskowej: a) przyłączenie faz do tabliczki zaciskowej; b) połączenie w gwiazdę; c) połączenie w trójkątUkład sterowania silnika klatkowego samoczynnym rozrusznikiem gwiazda-trójkąt obniżenie napięcia zasilającego przy użyciu autotransformatora rozruchowego lub oporników rozruchowych. Metodę tą stosuje się przy biegu luzem silnika lub zmniejszonym obciążeniu. Stosowanie silników z wirnikami dwuklatkowymi i głęboko żłobkowymi. W wirnikach dwuklatkowych stosuje się dwa zestawy prętów: zewnętrzne o mniejszej średnicy wewnętrzne o większej średnicy W tego typu wirnikach w czasie rozruchu wykorzystuje się zjawisko wypierania prądu powodujące zmniejszenie prądu rozruchowego. 3. Regulacja prędkości obrotowej. Prędkość obrotowa silników trójfazowych indukcyjnych zależy od prędkości wirowania pola. Prędkość tą można zmieniać przez: Zmianę biegunów – stojan silnika może mieć dwa oddzielne uzwojenia o różnych liczbach biegunów lub uzwojenie z przełączalną liczbą biegunów. Zmianę częstotliwości – wraz ze zmianą częstotliwości zmienia się prędkość wirowania pola. Przemienniki częstotliwości przekształcają prąd z sieci 50 Hz w prąd o regulowanej częstotliwości i napięciu. Odbywa się to przy zastosowaniu elementów elektronicznych. Przemienniki te składają się z prostownika pośredniczącego i falownika. Za pomocą takiego przemiennika uzyskuje się prędkość obrotową mniejsza lub większa niż synchroniczna. Aktualnie to rozwiązanie jest najbardziej rozpowszechnione w automatyzacji procesów napędowych ,a rozwój nowoczesnych technologii sugeruje iż ostatniego słowa jeszcze nie powiedziano 4. Zmiana kierunku wirowania: Przez zamianę przewodów zasilających ( przełącznik prawo-lewo ). Przez formowanie pola wirującego na drodze elektronicznej przez wysyłanie odpowiedniego rozkazu sterującego programowalnym sterownikiem przemysłowym. 5. Uwagi końcowe. Wraz z rozwojem elektroniki wprowadza się układy łagodnego rozruchu (soft start) oraz układy do regulowania prędkości obrotowej przemienniki częstotliwości (falowniki). Rozwój technologiczny i spadek kosztów układów falownikowych pozwalają coraz częściej stosować tego typu urządzenia dla silników klatkowych. Układy z regulacją obrotów umożliwiają uzyskanie znacznych oszczędności energii elektrycznej w wyniku doboru parametrów sieci do zmieniającego się obciążenia. A w niektórych napędach zwrot energii do sieci w momencie hamowania.

Silnik elektryczny asynchroniczny, silnik indukcyjny – maszyna elektryczna zmieniająca energię elektryczną w energię mechaniczną, w której wirnik obraca się z poślizgiem w stosunku do wirującego pola magnetycznego wytworzonego przez uzwojenie stojana. Silniki indukcyjne 746 W i 25 W, oraz silniki do napędu zabawek i głowic

^{Silniki elektryczne to pojęcie bardzo szerokie. Różnić się mogą nie tylko budową, ale i zastosowaniem. Cechą wspólną, która łączy te różne rodzaje jednostek jest jednak ich zasada działania. Wszystkie silniki elektryczne są bowiem tak konstruowane, aby przy użyciu pola magnetycznego były w stanie wprawić w ruch wał danej maszyny. Czyli - zamienić energię elektryczną na mechaniczną. Jakie może być zastosowanie silnika elektrycznego? Czym różnią się poszczególne rodzaje tych jednostek? Więcej na ten temat w tym artykule! Budowa silnika Jak zbudowane są te jednostki? Wszystkie silniki elektryczne mają następujące elementy: Wirnik Magnesy Szczotki Komutatory Jaka jest rola tych części? Wirnik to element, który zaczyna się obracać, dzięki temu, że umieszczone na nim uzwojenia znajdują się w polu magnetycznym. Z kolei magnesy są odpowiedzialne za wytworzenie pola magnetycznego, które z kolei porusza wirnik. Dzięki komutatorom możliwe jest sterowanie kierunkiem prądu w całym układzie. Gdyby nie one, wirnik nie byłby w stanie poprawnie poruszać się. Z kolei szczotki dostarczają prąd do samego silnika. Rodzaje silników elektrycznych Jakie typy silników elektrycznych znajdziemy na rynku? Poniżej wymieniamy ich główne rodzaje: Silnik jednofazowy Silnik trójfazowy Silnik jednobiegowy Silnik wielobiegowy Silnik z hamulcem W kolejnych akapitach piszemy o tym, jak są zbudowane różne typy silników elektrycznych oraz ich ewentualne zastosowanie. Dowiedz się więcej o silnikach elektrycznych: Silnik jednofazowy Co właściwie oznacza pojęcie silnika jednofazowego? Krótko mówiąc, chodzi o zasilanie z jednofazowej sieci prądu przemiennego. Budowa takiego silnika oparta jest o dwa uzwojenia - jedno główne, a drugie pomocnicze. Silniki jednofazowe mogą być stosowane w wielu rozwiązaniach z zakresu automatyki. Znaleźć je można również w różnych sprzętach gospodarstwa domowego, ale także urządzeniach rolniczych. Tego rodzaju jednostki stosowane są głównie tam, gdzie zapotrzebowanie na energię jest stosunkowo niewielkie. Co ważne, silnik jednofazowy umożliwia stałą i efektywną pracę, bez niepotrzebnych przerw. Świetnie sprawdzi się wszędzie tam, gdzie sama jednostka nie jest poddawana żadnym, dodatkowym obciążeniom. Silnik trójfazowy Silnik trójfazowy to jednostka do zastosowania wszędzie tam, gdzie zapotrzebowanie na moc jest znacznie większe niż w przypadku silników jednofazowych. Dzięki wyższym parametrom niż te, które mają silniki jednofazowe, jednostki trójfazowe zapewniają znacznie większą odporność na obciążenia - zarówno te stałe, jak i chwilowe. Silnik wielobiegowy Silniki wielobiegowe zaprojektowane są z myślą o zastosowaniach wymagających skokowych zmian prędkości. W tego rodzaju jednostkach możliwa jest praca przy co najmniej dwóch prędkościach. Staje się to możliwe dzięki zmianie liczby biegunów magnetycznych. Gdzie stosowane są silniki wielobiegowe? Jednym z najlepszych przykładów są choćby obrabiarki. Silniki z hamulcem W jakich sytuacjach stosowane są silniki elektryczne z hamulcem? To rozwiązanie, które zaprojektowane zostało z myślą o układach, w których jest zapotrzebowanie na zatrzymanie urządzenia. Tam, gdzie priorytetem jest możliwość szybkiego zatrzymania pracy maszyny, sprawdzą się wręcz idealnie. Jak działają silniki z hamulcem? To jednostki elektryczne, które posiadają specjalny hamulec elektromagnetyczny. Takie rozwiązanie umożliwia uzyskanie samohamowności układu - zarówno statycznej, jak i dynamicznej. Dostępne są silniki z hamulcem prądu stałego, jak i przemiennego. W jakich urządzeniach znajdziemy silniki z hamulcem? W przypadku prądu przemiennego, hamulce stosowane są w urządzeniach, gdzie częstotliwość łączeń to co najmniej 8000 na godzinę - wielkośc mechaniczna od 90 do 160 mm. Z kolei hamulce prądu stałego stosuje się raczej do mniejszych urządzeń - wielkość mechaniczna do 80 mm.}

opisywać i prezentować działanie silnika elektrycznego zasilanego prądem stałym. 1. Siła elektrodynamiczna Doświadczenie 1 Wykazanie, że na przewodnik, w którym płynie prąd elektryczny działa siła. Co będzie potrzebne magnes w kształcie podkowy; giętki miedziany przewód z wyłącznikiem;

Silnik to najważniejsza część każdego samochodu. Bez względu na to, czy mamy do czynienia z samochodem zasilanym benzyną, olejem napędowym, gazem lub prądem (auto hybrydowe albo elektryczne). Wielu kierowców jest zainteresowanych tym, jak zbudowany jest silnik samochodowy i jak działa silnik samochodowy. Wszystko dokładnie wyjaśnimy. Budowa silnika samochodowego, bez względu na rodzaj, przestanie być w końcu tajemnicą. Jak działa silnik samochodowy? Zasady działania silnika samochodowego Jak zbudowany jest silnik samochodowy? Najważniejsze elementy silnika W ciągu kilku ostatnich lat na rynku pojawiły się także samochody elektryczne i hybrydowe, łączące w sobie napęd elektryczny i spalinowy. Pomimo tego, że to całkiem nowy trend, o nich również nie zapomnimy. Jak działa silnik samochodowy? Przeanalizujemy teraz, na jakiej zasadzie działa silnik samochodowy. Silnik spalinowy działa na zasadzie przemiany energii chemicznej w mechaniczną. Wybuch mieszanki paliwowo – powietrznej powoduje ruch tłoków, które napędzają wał korbowy. Silnik elektryczny działa na zasadzie przemiany energii elektrycznej w mechaniczną. Silnik samochodowy zasilany benzyną to obecnie najpopularniejszy rodzaj napędu. Wykorzystuje się dwa rozwiązania. Silnik benzynowy (silnik o zapłonie iskrowym) z wielopunktowym wtryskiem paliwa. Zasady działania silnika samochodowego Układ dolotowy dostarcza powietrze do cylindrów silnika, a samo powietrze jest skompresowane przez turbosprężarkę (częściej stosowane), albo przez kompresor (rzadziej stosowane). Ilość masy powietrza, jaka trafia do silnika, jest regulowana przez otwarcie przepustnicy (w trakcie jazdy) i pracę silnika krokowego (w trakcie postoju z włączonym silnikiem). Komputer sterujący pracą silnika na bieżąco zbiera dane z szeregu czujników. Na tej podstawie dobiera moment otwarcia oraz czas otwarcia wtryskiwaczy. Wtryskiwacze są częścią układu zasilania, który dostarcza paliwo ze zbiornika. W układzie zasilania jest pompa wtryskowa wysokiego ciśnienia, która spręża paliwo. Paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do cylindrów. Mieszanka paliwowo – powietrzna jest zapalana dzięki przeskokowi iskry, którą generują świece zapłonowe, końcowa część układu zapłonowego. To oczywiście ogólny opis działania silnika benzynowego, bez szeregu szczegółów. Dokładna budowa silnika spalinowego zasilanego benzyną i schemat jego działania są nieco bardziej skomplikowane. Silnik benzynowy, zasilany gazem LPG – jak działa? Działanie silnika wygląda dokładnie tak samo, różnica polega na tym, że do silnika zamiast paliwa dostarczany jest gaz w zależności od generacji instalacji w fazie ciekłej lub lotnej. Silnik wysokoprężny z bezpośrednim wtryskiem paliwa i turbodoładowaniem (silnik z zapłonem samoczynnym, silnik diesla). Od końca lat 90 – tych budowa silnika diesla pozostaje niezmienna. Na przestrzeni lat rozbudowywano przede wszystkim układ wydechowy, odpowiedzialny za usuwanie szkodliwych składników spalin. Układ dolotowy zasysa powietrze, które jest kompresowane przez turbosprężarkę. Zanim powietrze trafi do cylindrów, jest chłodzone przez intercooler (chłodnicę powietrza doładowanego). Na podstawie danych z szeregu czujników, komputer sterujący pracą jednostki napędowej reguluje moment i czas otwarcia wtryskiwaczy Commmon Rail. Układ wtryskowy dostarcza paliwo ze zbiornika, spręża je do wysokiego ciśnienia (za pomocą specjalnej pompy) i dostarcza do wtryskiwaczy Common Rail. Olej napędowy, pod bardzo dużym ciśnieniem, jest wtryskiwany do komór spalania (cylindrów), pod koniec suwu sprężania. Olej napędowy, po zetknięciu z gorącym, skompresowanym powietrzem, ulega samoczynnemu zapłonowi. Cylindry w fazie rozruchu mogą być podgrzewane przez świece żarowe. W praktyce budowa silnika wysokoprężnego niewiele różni się od budowy silnika benzynowego z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Różnice dotyczą zastosowania świec żarowych, zamiast zapłonowych, a także większego ciśnienia paliwa, jakie jest dostarczane do cylindrów. Jak działa silnik elektryczny? Zasada jest bardzo prosta. Prąd elektryczny (stały lub zmienny, w zależności od rodzaju silnika) wprawia silnik w ruch. Silnik elektryczny ma jeden element mechaniczny – to wirnik, zamocowany na łożyskach. Wszystko działa dzięki pracy uzwojeń i pracy pola magnetycznego. Silniki elektryczne są stosowane w samochodach hybrydowych jako dodatkowe źródło napędu, a w samochodach elektrycznych jako główne i jedyne źródło napędu. Poza tym wykorzystuje się je w samochodach spalinowych, w różnych pomocniczych rolach (napęd elektrycznie sterowanych szyb, rozrusznik itd.). Budowa silnika elektrycznego jest dość prosta. Bez względu na to, czy jest to silnik do dużego samochodu osobowego, czy do miniaturowego pojazdu z napędem elektrycznym. Budowa silnika czyli jak zbudowany jest silnik samochodowy? Budowa każdego silnika spalinowego jest podobna i zawiera te same układy. Jak wiadomo, diabeł tkwi w szczegółach. Współczesne silniki są wykonywane z ogromną precyzją. Silniki produkuje się z różnych stopów stali, żeliwa, stopów aluminium i krzemu a niektóre elementy (np. głowice) z samego aluminium. Materiały te muszą być odporne na szereg rzeczy, od wysokich temperatur, po wysokie ciśnienie, a także korozję. Aby zapewnić im szczelność, stosuje się także szereg uszczelek, wykonanych z gumy, metalu, albo z połączenia tych materiałów. Budowa silników elektrycznych, niezależnie do wielkości i mocy, jest bardzo prosta. Interesuje Cię budowa silnika w aucie? Oto cała tajemnica. Jak zbudowany jest silnik spalinowy (benzynowy lub wysokoprężny)? Budowa silnika w aucie, zasilanego spalinowego jest następująca: Skrzynia korbowa – z cylindrami, kanałami olejowymi i kanałami płynu chłodzenia. W dolnej części skrzyni korbowej pracuje wał korbowej. W górnej części skrzyni pracują tłoki (w cylindrach), które napędzają wał korbowy. Głowica silnika – pracują w niej wałki (lub wałek) rozrządu, sterujące pracą zaworów dolotowych (doprowadzających powietrze z układu dolotowego) oraz wylotowych (usuwających spaliny do układu wydechowego). Pokrywa głowicy, w której zamontowane są wtryskiwacze benzyny albo oleju napędowego, świece żarowe (w dieslach) oraz układ zapłonowy (cewki zapłonowe i świece zapłonowe) w benzyniakach. Układ rozrządu – zapewnia synchronizację pomiędzy pracą tłoków a pracą zaworów dolotowych i wylotowych. Układ chłodzenia, który dba o to, aby silnik nie uległ przegrzaniu oraz utrzymuje go w temperaturze roboczej. Składa się z pompy cieczy chłodzącej, termostatu, chłodnicy, wentylatora i szeregu przewodów. Układ smarowania, który dostarcza i filtruje olej silnikowy. Składa się z pompy oleju, miski olejowej (w dolnej części silnika, pod skrzynią korbową). Układ musi być szczelny. Bardzo ważna jest szczelność miski olejowej. Wszelakie wycieki oleju silnikowego mogą doprowadzić do przyspieszonego zużycia silnika, a nawet jego zatarcia. Na szczęście, wymiana miski olejowej i jej uszczelnienia nie jest skomplikowana. W razie problemów z nieszczelną uszczelką warto zastosować skuteczny uszczelniacz K2 Siltec. K2 SILTEC 90G Masa uszczelniająca do elementów silnika Znajdź sklep w okolicy Skopiuj i wklej nazwę produktu do wyszukiwarki Google i znajdź w 3 sekundy sklep, który posiada go w swojej ofercie. Układ elektryczny, który dostarcza prąd. Składa się z akumulatora, alternatora oraz regulatora napięcia. Układ zasilania, doprowadzający paliwo ze zbiornika, a także kierujący je do wtryskiwaczy. Układ dolotowy, doprowadzający powietrze do silnika. Może je dodatkowo kompresować za pomocą turbiny. Układ wydechowy – usuwa spaliny z silnika, oczyszcza je ze szkodliwych składników. Sterowanie pracą silnika. Jego sercem jest komputer sterujący pracą jednostki napędowej ECU, a także bardzo wiele czujników, które są do niego podłączone. To między innymi czujniki ciśnienia powietrza, temperatury powietrza, przepływomierz powietrza, czujnik położenia przepustnicy, czujnik położenia wału korbowego i prędkości obrotowej, czujnik położenia wałka rozrządu, czujnik temperatury oleju silnikowego, czujnik poziomu oleju silnikowego i wiele innych. Jak zbudowany jest silnik elektryczny? Budowa silnika elektrycznego jest bardzo prosta. Silnik składa się z wirnika, obudowy, szczotek, komutatorów i magnesów. Jak zbudowane są poszczególne, najważniejsze elementy silnika spalinowego? Blok silnika to element jednolity. Powstaje on najczęściej dzięki metodzie odlewu ze specjalnego stopu. W trakcie odlewania bloku silnika zatapia się w nim tuleje cylindrów. Stosuje się tutaj różne rozwiązania, dotyczące doboru materiałów. Wymagany jest bardzo precyzyjny odlew, albowiem w bloku znajduje się szereg kanałów, w których krąży olej silnikowy oraz płyn chłodniczy. Aby wiedzieć, jak zbudowany jest silnik, powinniśmy znać dokładną budowę poszczególnych części mechanicznych, mających kluczowy wpływ na działanie silnika. Ważna jest: Budowa wału korbowego, który powstaje w procesach walcowania poprzeczno – klinowego i kucia wielokierunkowego. Wał korbowy to najdroższa i najważniejsza część silnika. Wał korbowy jest napędzany przez tłoki. Wał korbowy jest zakończony kołem zamachowym. Koło zamachowe, za pośrednictwem sprzęgła, przekazuje napęd na skrzynię biegów. Budowa tłoka – podstawowego elementu układu korbowo tłokowego, pracującego w cylindrach silnika. Tłoki napędzają wał korbowy, wykonując w trakcie pracy ruch posuwisto zwrotny. W kolejnych poradnikach opiszemy dokładne działanie i budowę poszczególnych elementów składowych jednostki napędowej. FAQ Jak zbudowany jest silnik? Silnik spalinowy składa się z następujących elementów składowych: • Głowicy silnika, w której pracuje układ rozrządu (sterujący pracą zaworów dolotowych i wylotowych) oraz gdzie są zamontowane wtryskiwacze, świece zapłonowe, świece żarowe (w dieslach) i cewki zapłonowe (w benzyniakach). • Górnej części bloku silnika, w której znajdują się komory spalania (cylindry). W cylindrach pracują tłoki. • Dolnej części bloku silnika, w której pracuje wał korbowy. • Miski olejowej, z zamontowanym filtrem oleju i korkiem spustowym oleju. W silniku znajdują się kanały, w których płynie olej silnikowy (do punktów smarowania) oraz płyn chłodniczy. Jak działa silnik krok po kroku? Silnik benzynowy z pośrednim wtryskiem paliwa – silnik zasysa powietrze. W kolektorze dolotowym powietrze mieszane jest z paliwem, dostarczanym przez wtryskiwacze. Po otwarciu zaworów dolotowych mieszanka paliwowo – powietrzna trafia do cylindrów. Zapłon mieszanki następuje po przeskoku iskry na świecy zapłonowej. Wybuch powoduje ruch tłoka. Tłok napędza wał korbowy. Silnik benzynowy z bezpośrednim wtryskiem paliwa – silnik zasysa powietrze. Nie każdy bezpośredni wtrysk ma turbinę-Powietrze trafia do cylindrów. Wtryskiwacze dawkują paliwo bezpośrednio do cylindrów. Po przeskoku iskry na świecy zapłonowej następuje zapłon mieszanki. Silnik wysokoprężny z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Silnik zasysa powietrze. Powietrze jest skompresowane przez turbosprężarkę. Powietrze trafia do cylindrów, po otwarciu zaworów dolotowych. Wtryskiwacze wtryskują do cylindrów olej napędowy. Następuje samoczynny zapłon mieszanki paliwowo – powietrznej. Podczas rozruchu komora spalania może być podgrzane przez świece żarowe. Z jakich materiałów wykonuje się silniki samochodowe? Stosuje się żeliwo, stal, aluminium, a także ich stopy. Dzieje się tak dlatego, że producenci muszą zapewnić niską masę silnika i równocześnie, wysoką odporność na szereg zmiennych czynników.

Motoreduktor zastępuje konwencjonalne układy napędowe, składające się z silnika, kilku przekładni (w tym często wielkogabarytowej przekładni pasowej ), sprzęgieł, itp. W motoreduktorze wszystkie elementy napędu, redukcji prędkości, przeniesienia momentu, itp. znajdują się w jednej obudowie, względnie w kilku na stałe

Choć samochody elektryczne z roku na rok zyskują na coraz większej popularności, przez co ich liczba stale zwiększa się na polskich drogach, dla wielu osób wciąż pozostaje tajemnicą, to jak one działają. Dlatego też postanowiliśmy omówić to, w jaki sposób zbudowany jest samochód elektryczny, jaka jest zasada działania napędów elektrycznych zastosowanych w nich oraz to jakie osiągi pozwalają one uzyskać. Budowa samochodów w pełni elektrycznych Samochody elektryczne zbudowane są z podobnych elementów jak klasyczne modele spalinowe, co zresztą można zauważyć, jeśli oba z nich zostaną zaparkowane obok siebie, gdyż nie różnią się one niemal swoim wyglądem. Podstawowym elementem odróżniającym elektryki od spalinówek jest jednak zastosowany w nich napęd elektryczny odpowiedzialny za napędzanie pojazdu. Umieszczany jest on z przodu pojazdu, a w związku z tym, że wykorzystuje on energię elektryczną do wprowadzania kół samochodu w ruch, wymaga baterii, w której będzie ona kumulowana. To właśnie one zastępują więc bak na paliwo, z kolei jego wlew zamieniony jest w pojazdach elektrycznych na gniazdo ładowania. Same baterie umieszczane są w zależności od tego, jaką koncepcję przyjmą producenci samochodów elektrycznych na przedniej, tylnej lub na obu osiach jednocześnie pod podłogą. W jaki sposób działa silnik elektryczny w pojazdach zeroemisyjnych? Działanie silnika elektrycznego jest o wiele prostsze, czystsze oraz cichsze niż w modelach spalinowych. Opiera się ono na przekazywaniu energii elektrycznej z baterii samochodu, który to następnie bez spalania i wybuchów przekazuje ją na wybraną oś czy też obie osie za pomocą przekładni mechanicznej lub bezpośrednio. Dzięki temu moment obrotowy silników elektrycznych jest dostępny od 0 km/h, dzięki temu, jeśli chodzi o porównanie samochodów elektrycznych ze spalinowymi, pod względem dynamiki ruszania wypadają one o wiele lepiej. Zaletą elektrycznych jednostek napędowych jest także ich wysoka sprawność, która dla modeli spalinowych wynosi zaledwie od 35 do 40%, gdyż zachodzi w nich proces spalania emitujący energię cieplną niewykorzystywaną do napędzania pojazdu. W elektrykach nie ma z tym jednak problemu, tak samo, jak nie trzeba stosować w olejów do smarowania ruchomych części ich silników. Przez co koszty ich eksploatacji są znacznie niższe. Co jeszcze należy wiedzieć o tym, jak działa napęd elektryczny samochodów EV? Choć nie brakuje przeciwników pojazdów w pełni elektrycznych, którzy zarzucają im przede wszystkim to, że zabierają one frajdę z jazdy, samochody elektryczne pozwalają na naprawdę komfortowe poruszanie się nimi nie tylko po mieście, ale i w trasie. Dowodem są na to ich parametry. Zasięg pojazdów elektrycznych Zasięg pojazdów elektrycznych uzależniony jest od kilku czynników, wśród których wyróżnić można między innymi: pojemność zastosowanych w nim baterii, średnie zużycie energii na 100 km, ciężar własny pojazdu. W większości przypadków producenci samochodów elektrycznych gwarantują jednak możliwość przejechania elektrykiem na jednym ładowaniu około 250 kilometrów. Niektóre z modeli aut elektrycznych zapewniają natomiast zasięg nawet do ponad 500 kilometrów. Oznacza to więc, że bez problemu można nimi pojechać na weekendowy wypad na mazury z Warszawy bez obaw o konieczność częstego ładowania baterii. Osiągi pojazdów elektrycznych Jeśli chodzi natomiast o osiągi samochodów elektrycznych, one także pozytywnie zaskakują. Większość z modele tego typu zapewnia bowiem doskonałe przyspieszenie od 0 do 50 km/h, dzięki możliwości uzyskania przez ich silniki maksymalnego momentu obrotowego od razu po uruchomieniu pojazdu. W przypadku prędkości ranking samochodów elektrycznych otwiera natomiast Porsche Taycan pozwalający na poruszanie się nim z maksymalną prędkością równą 260 km/h. Bardziej budżetowe modele umożliwiają natomiast na rozpędzenie się nimi najczęściej do 180 km/h, co w zupełności wystarcza nawet podczas wyprzedzania na autostradach. Jeśli chodzi o moc silnika elektrycznego w samochodzie z napędem na prąd podawana jest ona natomiast najczęciej zarówno w kWh, jak i KM, aby można było ją w prosty sposób porównać z modelami spalinowymi. Podsumowując, działanie samochodów elektrycznych oparte jest na silnikach elektrycznych, które zamiast czerpać energię ze spalanego paliwa, pobierają ją z zastosowanych w nich bateriach. Dzięki temu są one ekologiczniejsze oraz tańsze pod względem ich utrzymania. to największa w Polsce porównywarka, w której skupiamy się na tematyce fotowoltaiki, prądu oraz gazu. Od 2010 roku piszemy o rynku energii, tworzymy raporty i rankingi, które pomagają wybrać najlepsze firmy oraz obniżyć rachunki naszym użytkownikom LhrpIJ.

190lb5d8gc.pages.dev/288

190lb5d8gc.pages.dev/258

190lb5d8gc.pages.dev/7

190lb5d8gc.pages.dev/12

190lb5d8gc.pages.dev/337

190lb5d8gc.pages.dev/96

190lb5d8gc.pages.dev/193

190lb5d8gc.pages.dev/130

190lb5d8gc.pages.dev/197

budowa i działanie silnika elektrycznego