De Permanent Magneet Motor - thinnov.be

1 De Permanent Magneet Motor :door: Thierry DejaegereThinnovLomolenstraat 29880 Aalter LotenhulleBelgi zoektocht naar alternatieve energiebronnen is reeds lange tijd aan de gang. Door de voortdurende belasting van het milieu door het gebruik van vervuilende energiebronnen zoals fosiele brandstoffen (steenkool, aardolie), kernenergie, .. is de roep naar niet vervuilende brandstoffen steeds luider gaan het volgende boek ga ik proberen om de werking van een Motor uit te leggen die enkel en alleen werkt met PERMANENTE dit te doen vertrekken ik van elektromagnetisme. De werking van de Permanent Magneet Motor is immers gebaseerd op de werking van een het lezen van dit boek moet de werking van deze Motor voor iedereen duidelijk veel leesgenot toegewenst. gelijkstroom elektromotorIn dit hoofdstuk wordt de werking van een elektromotor kort besproken.

2 We gaan niet goochelen met formules om koppel, vermogen en verliezen te berekenen. Het gaat er immers om het werkingsprincipe. We vertrekken van het magnetisch veld bij een stroomvoerende geleider, een bekrachtigde spoel en een permanente Magneet . Hierna behandelen we het effect van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider, een bekrachtigde spoel en een permanente Magneet . magnetisch veld bij een stroomvoerende geleiderRondom een stroomvoerende geleider krijgen we altijd een magnetisch veld. Aan de hand van de kurketrekkerregel of de rechterhandregel is het heel eenvoudig om de richting van de magnetische veldlijnen te nevenstaande figuur worden de magnetische veldlijnen weergegeven bij twee stroomvoerende geleiders (de geleiders liggen hier mooi naast elkaar).

3 Dit effect wordt bij meerdere stroomvoerende geleiders herhaald. Wat ons uiteindelijk brengt bij een spoel of soleno moeten we ook nog bijkomende opmerking maken: Wanneer de stroom door de geleiders in dezelfde richting vloeit trekken de geleiders elkaar aan, wanneer de stroom in tegengestelde richting vloeit stoten ze elkaar af. Dit wordt voorgesteld in de geleiders worden voorgesteld door een cirkeltje waar ofwel een bolletje of een kruis in getekend wordt. Bij de voorstelling met het bolletje wordt de stroomrichting uit het blad komend bedoelt (de top van een pijlpunt), bij de voorstelling met het kruis is dit in het blad gaand (de achterzijde van de pijl).Kurketrekkerregel: Draai zo aan de kurketrekker dat hij in de richting van de stroom gaat, de draairichting bepaalt de richting van de : hou de duim in de richting van de stroomzin, neem de geleider vast, de vingers volgend de richting van de veldlijnen.

4 Magnetisch veld bij een bekrachtigde spoelEerst bekijken we een spoel gevormd door slechts n winding. Dit doen we omdat de vergelijking met een rechte stroomvoerende geleider eenvoudig te maken is. Hier zie je al dat het magnetisch veld een duidelijke richting (N-Z) spoel met meerdere windingen gaan we vergelijken met de meerdere stroomvoerende evenwijdige geleiders en de voorgaande spoel die bestond uit slechts n winding. Deze spoel heeft een zeer duidelijk magnetisch veld. Ook de veldlijnen zijn duidelijk geconcentreerder. magnetisch veld bij een permanente magneetEen permanente Magneet zoals voorgesteld in de figuur kan je het best gaan vergelijken met een spoel. Zie punt B. Beide figuren geven een gelijk magnetisch veld. stroomvoerende geleider in een magnetisch veldBij een bespreking van de werking van een elektromotor hoort ook het gedrag van een stroomvoerende geleider in een magnetisch veld.

5 Een stroomvoerende geleider ondervindt in een magnetisch veld namelijk een kracht, de lorentzkracht genoemd. Deze kracht zorgt er voor dat alle elektrische motoren kunnen de hand van enkele eenvoudige figuren geven we een korte uitleg van wat de lorentzkracht eigenlijk figuur toont de invloed van het magnetisch veld op een stroomvoerende geleider. De geleider wordt hier naar links uit het magnetisch veld gedrukt. Met de linkerhands regel kan men eenvoudig de richting van de lorentzkracht linkerhandsregel: hou de richting de duim van de linkerhand loodrecht op de richting van de vingers, laat de veldlijnen van de palm van de hand naar de rug van de hand gaan, de vingers in de richting van de stroom, de duim duidt nu de richting aan van de vorige figuur zagen we het effect op een stroomvoerende geleider.

6 In deze figuur wordt het effect op een stroomvoerende winding getoond die draaibaar opgesteld staat. De winding wil onder invloed van het magnetisch veld ronddraaien. Het principe van de alleen elektromotoren werken op dit principe, ook de meeste analoge meetinstrumenten werken op dit principe. De naald van het meettoestel wordt verbonden met de windingen (het draaispoeltje). Het moment, de lorentzkracht op de windingen, werkt hier tegen de spankracht van een veer in waardoor de spoel en daarmee ook de naald verdraait. gelijkstroommotoren wordt het effect van een magnetisch veld op stroomvoerende geleiders gebruikt om elektrische energie om te zetten in mechanische energie. In vorige paragraaf staat vermeld dat een stroomvoerende winding, die draaibaar opgesteld is, onder invloed van het magnetisch veld rond wil draaien.

7 Het magnetisch veld dat de winding be nvloed wordt in de praktijk gevormd door elektromagneten of bij kleinere motoren permanente bovenstaande figuur zie je wat gebeurt met de bekrachtigde winding. Links hebben we het maximale draaimoment. In het midden het draaimoment bij een verdraaiing van de winding onder een hoek van 30 . Rechts hebben we het moment bij een verdraaiing van 90 . Bij de verdraaiing onder een hoek van 90 staat het magnetisch veld van de winding in lijn met het veld van het be nvloedende veld. Dit geeft ons op dit ogenblik een moment dat gelijk is aan nul. De winding draait niet verder. (Kan onder invloed van de traagheid van de winding (het anker) nog wat weg en weer wiegen.)Hieruit blijkt dat, om dit te gebruiken als elektromotor, er nog een aanpassing nodig is.

8 Hiervoor heeft men als oplossing de deze figuur wordt weergegeven wat de commutator nu juist doet. Wanneer de winding draait komt ze op een bepaald ogenblik op het punt dat het koppel wegvalt (in de grafiek bij 0 en 180 en wanneer een volledige omwenteling uitgevoerd is). Om nu te zorgen dat de winding verder draait wordt de commutator gebruikt. De commutator wordt gevormd door de halve manen en de koolborstels. Zoals je kan zien in de figuur wordt, op het ogenblik dat het moment van de winding gelijk is aan 0, de winding omgekeerd het moment van de winding hier enkele keren volledig wegvalt is dit voor een Motor niet ideaal. Om het koppel gelijkmatiger te laten verlopen worden meerdere windingen toegepast. Zoals je ziet in de figuur is het aantal contacten van de commutator navenant gewijzigd.

9 In de figuur zie je drie windingen met zes contactpunten (twee contactpunten per winding). met meerdere poolparenIn voorgaande figuren werd altijd vertrokken van n poolpaar. Omdat de Permanent Magneet Motor geconstrueerd wordt met twee poolparen wordt in de figuur getoond hoe dit opgebouwd wordt bij elektromotoren. Permanent Magneet MotorNu de werking van een gelijkstroom elektromotor zijn geheimen prijsgegeven heeft is de stap naar de Permanent Magneet Motor niet groot. In dit hoofdstuk wordt deze Motor verder figuur toont ons een magneetpool (stator) en een rotormagneet. Zoals de magneten nu ten opzichte van elkaar geplaatst zijn wil de rotormagneet linksom (tegen uurwijzerzin) draaien. Net zoals een spoel bij een deze tekening zien we een tandwielcombinatie.

10 Deze wordt gebruikt om het verdraaien van de rotormagneet ten opzichte van de magneetpool (stator) te regelen en aldus onder controle te rotormagneet is vast bevestigd met het zonnewiel (het tandwiel gelegen op de buitenste cirkel).Het statortandwiel (het centrale tandwiel) is vast met de magneetpool verbonden. Opmerking: Dit tandwiel wordt wel verdraaid om de stand van de rotormagneten te be nvloeden wat we later nog zullen tussentandwiel vormt een verbinding tussen het zonnewiel en het tussentandwiel en het zonnewiel zijn bevestigd op de rotor van de Motor . Het tussentandwiel is bevestigd op een as op de rotor. Het zonnewiel is op de as bevestigd van de rotormagneet. In de rotor draait de rotormagneet. Uit het voorgaande kunnen we het volgende besluiten. De rotormagneet wil ronddraaien.