Какие бывают виды электродвигателей переменного тока

Содержание

1. Выбор двигателя
2. Асинхронные двигатели
3. Синхронные двигатели
4. Заключение

Как разработать двигательную установку? Для проектирования системы любого типа имеет значение кинематическая схема и эксплуатационные условия, указанные в задании. Записав требуемые технические данные, приступают к кинематическому расчету, который является исходным для силового и энергетического расчета, как отдельных механизмов, так и всей системы. Чтобы к установке правильно подобрать электрический двигатель надо понимать из чего можно выбрать. Поэтому ниже рассмотрим какими они бывают.

Выбор двигателя

Выбор электродвигателя того или иного типа осуществляется на основе технических расчетов, которые выполняются в установленной последовательности:

• расчет мощности и ориентировочный выбор агрегата;
• проверка мотора по пусковым параметрам, перегрузке и нагреву.

Требуемая мощность, скорость и другие параметры определяются на основании исходных данных – рабочих характеристик машины. Значения КПД отдельных узлов кинематической цепи должны соответствовать приведенным данным справочных таблиц.

В зависимости от принципа работы существуют следующие типы электродвигателей:

1. асинхронники,
2. синхронники.

Любой тип может быть одно-, двух- или трёхфазным. Трехфазные моторы составляют около 70% двигательной техники в промышленности. Однофазные также очень широко применяются в индустрии и составляют около 10-15% моторов.

Асинхронные двигатели

В асинхронных агрегатах весь процесс опирается на небольшую разницу в скорости между магнитными полями статора и ротора, вызывающую ток в обмотке ротора. Расчет мощности и предварительный выбор мотора производится по эквивалентному моменту сопротивления и частоте. Асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым и фазным ротором, как показано на структурной схеме.

Все основные параметры (обмотка, пазы статора) асинхронного мотора имеют соответствующие соотношения. Определиться с выбором техники помогают предварительный и проверочный расчёт основных параметров.

Однофазные асинхронные моторы бывают бытового назначения, потребляемая мощность их обычно невелика. К ним относятся:

• вентиляторы,
• кондиционеры,
• стиральные машины,
• компрессоры холодильников,
• водяные насосы.

Трехфазные асинхронные двигатели используются там, где необходимо большое количество электроэнергии, например, в стартерах, гидравлических насосах. Приводы переменного тока становятся все популярнее с каждым годом.

Синхронные двигатели

Расчет начальных условий для синхронных двигателей здесь не особенно важен, потому что процесс эксплуатации не основан на скольжении и индукции. Синхронные двигатели бывают:

• с электромагнитным возбуждением;
• с постоянными магнитами;
• реактивные, гистерезисные.

Однофазные синхронные электродвигатели являются распространенными источниками питания для работы электрических часов и другого мелкого высокоточного оборудования. Они требуют применения некоторого вспомогательного метода, чтобы довести их до синхронной скорости, то есть, чтобы запустить их. Обычно пусковая обмотка состоит из вспомогательной обмотки статора.

Работа трехфазных синхронных электродвигателей при постоянной синхронной скорости чаще используется для работы в системах синхронизатора.

Электродвигатели переменного тока различаются в зависимости:

• от скорости работы – постоянной, переменной и регулируемой;
• от конструктивных особенностей, то есть могут быть открытыми, полузакрытыми, вентилируемыми и т.д.

Если говорить про другие виды электродвигателей переменного тока, выпускаемые современной промышленностью, то, несмотря на широкое разнообразие, все они относятся к механически коммутируемым машинам, в которых скорость зависит от напряжения и соединения обмоток.

Заключение

Электродвигатели и приводы широко применяются в различных сферах. Электромоторы переменного тока являются надёжными, недорогими, обладают хорошими эксплуатационными качествами. Низковольтные приводы переменного тока имеют прекрасную репутацию, а количество установленных и эксплуатируемых приводов исчисляется уже на сотни. Способ управления машинами с помощью привода обладает достоинствами с точки зрения экономии энергии и совершенствования технологических процессов.

 

Виды и типы электродвигателей — Статья

Электродвигатель — это электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию в энергию вращения вала с незначительными тепловыми потерями. Основной принцип работы любого электродвигателя заключается в использовании электромагнитной индукции в качестве основной движущей силы. Поэтому электродвигатель сконструирован следующим образом:

• Неподвижная часть (статор или индуктор).
• Движущаяся часть (ротор или якорь).

В зависимости от области применения, типа используемого тока и конструктивных особенностей электродвигатели бывают разных типов.

Двигатели постоянного тока

Электродвигатели постоянного тока объединяют в себе широкий спектр устройств, обеспечивающих высокую степень эффективности преобразования электрической энергии в механическую. Щеточный коллектор используется для надежного соединения подвижных и неподвижных цепей в приводе двигателя постоянного тока. В зависимости от конструктивных особенностей узла щеточного подборщика все электрические машины постоянного тока делятся на следующие группы:

• Коллекционер.
• Без коллектора.

С другой стороны, коллекторные двигатели условно делятся на следующие типы:

• Самовозбуждение.
• С возбуждением от электромагнитов постоянного тока.

Машины с самовозбуждением характеризуются низкой мощностью, поэтому такие приводы используются для некритичной работы при низких нагрузках. Самовозбуждающиеся машины делятся на:

• Машины с последовательным возбуждением, в которых якорь соединен последовательно с обмоткой возбуждения.
• Машины с параллельным возбуждением, в которых якорь подключен параллельно обмотке возбуждения.
• Двигатели со смешанным возбуждением, в которых якорь соединен параллельно и последовательно.

Двигатели переменного тока

Трехфазные двигатели предлагают широкий ассортимент продукции, которая может отличаться на основе многочисленных конструктивных и эксплуатационных характеристик. В зависимости от скорости вращения ротора электрические машины классифицируются как синхронные или асинхронные.

Синхронные двигатели характеризуются равномерной скоростью вращения ротора и магнитным полем питающего напряжения. Этот тип электродвигателя используется для создания мощного оборудования. Кроме того, существует еще один тип синхронного привода — шаговые двигатели. Они имеют точно определенное положение ротора в пространстве, которое фиксируется подачей питания на обмотку статора. Переход из одного положения в другое осуществляется путем подачи напряжения на нужную обмотку.

Асинхронный электродвигатель имеет скорость вращения ротора, которая отличается от скорости вращения магнитного поля питающего напряжения. Сегодня этот тип электродвигателя наиболее часто используется как в промышленности, так и в быту.

В зависимости от количества фаз питающего напряжения привод относится к одной из групп:

• 1-фазный;
• 2-фазный;
• 3-фазный;
• многофазный.

Категория размещения и климатическое исполнение

Все электродвигатели изготавливаются с учетом определенных факторов окружающей среды во время эксплуатации. По этой причине все электрические машины делятся на следующие категории:

• Для сред с высоким уровнем влажности.
• Для закрытых помещений с естественной вентиляцией без искусственного климат-контроля. Воздействие пыли, влажности и ультрафиолетового излучения ограничено.
• На открытых пространствах.
• Для закрытых помещений с искусственно регулируемым климатом. С ограниченным воздействием пыли, влажности и УФ-излучения.
• Для закрытых помещений с влажностью и колебаниями температуры, не отличающимися от наружных.

В зависимости от климатического исполнения по ГОСТ 15150 — 69 все электродвигатели подразделяются на следующие исполнения:

• Все возможные макроклиматические районы (B).
• Холод (CL).
• Все морские районы (ОМ).
• Тропический сухой (TS).
• Генерал (O).
• Умеренный (U).
• Морской умеренный (M).
• Тропический мокрый (TW).

Категория размещения и климатическое исполнение указаны на заводской табличке двигателя и в паспорте двигателя.

Степень защиты корпуса

Аббревиатура IP указывает на степень защиты корпуса электродвигателя от вредных воздействий окружающей среды. Следующая информация находится на корпусе привода:

• Высокая степень защиты от пыли — IP65, IP66.
• Защита — не ниже IP21, IP22.
• Устойчивость к влаге — IP55, IP5.
• Устойчивость к брызгам и каплям — IP23, IP24.
• Оборудование в корпусе IP44 — IP54.
• Герметичность — IP67, IP68.

При выборе электродвигателя для работы в определенных вредных условиях следует тщательно продумать степень защиты корпуса.

Общие требования безопасности при монтаже и эксплуатации

При установке электродвигателя необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• Перед подключением убедитесь, что частота и напряжение электросети соответствуют данным, указанным в техническом паспорте электродвигателя.
• Перед установкой электродвигателя необходимо измерить электрическое сопротивление изоляции обмотки статора относительно корпуса. Если значения неудовлетворительные, просушите изоляцию до достижения требуемого значения.
• При соединении валов соблюдайте строгую концентричность с максимальным допуском 0,2 мм.
• Для заземления корпуса двигателя следует использовать только специальные заземляющие проводники, указанные в инструкции производителя.
• Установка живого диска строго запрещена.

При эксплуатации электрических машин необходимо соблюдать следующие основные правила:

• Регулярный контроль состояния электродвигателя является необходимым условием для раннего обнаружения неисправностей.
• Регулярные проверки токовой и тепловой защиты, чистка и смазка, проверка контактных соединений и заземления проводятся через регулярные промежутки времени в течение всего периода эксплуатации.
• В случае возникновения чрезмерного шума или стука проводится вибродиагностика для определения состояния подшипников и других вращающихся деталей.
• Не запускайте однофазный электродвигатель в режиме холостого хода в течение длительного времени, так как это негативно сказывается на сроке службы двигателя.
• Не запускайте электродвигатель, если защита от перегрева, перегрузки или чрезмерного сопротивления заземления неисправна.

Крановые электродвигатели

Крановые двигатели — это асинхронные машины переменного тока или двигатели постоянного тока, с параллельным или последовательным возбуждением.

В отличие от других категорий электродвигателей, электродвигатели для кранов имеют следующие особенности:

• Большинство электродвигателей для кранов имеют закрытую конструкцию корпуса.
• Момент инерции ротора как можно меньше, что обеспечивает минимальные потери энергии во время переходных процессов.
• Кратковременный перегрузочный момент для подъемных двигателей постоянного тока составляет 2,0 — 5,0, а для двигателей переменного тока — 2,3 — 3,5.
• Изоляционные материалы должны иметь температурный класс не ниже F.
• Двигатели переменного тока для электрических крановых приводов должны иметь среднюю наработку на отказ не менее 80 минут при номинальном режиме работы.
• Для достижения высокой перегрузочной способности по крутящему моменту достигаются высокие значения магнитного потока.
• Отношение максимально допустимой скорости к номинальному значению для двигателей постоянного тока составляет 3,5 — 4,9, а для машин переменного тока — 2,5.

Работа привода крана характеризуется следующими условиями эксплуатации:

• Частое включение, движение задним ходом и торможение.
• Регулирование скорости в широком диапазоне значений.
• Повышенные вибрации и удары.
• Прерывистые рабочие циклы.
• Воздействие высоких температур, газа, пыли и пара.
• Сильная перегрузка во время работы.

Общепромышленные электрические двигатели

Для привода механизмов используются электродвигатели общепромышленного исполнения, к которым не предъявляются особые требования в отношении КПД, энергоэффективности, характеристик скольжения или пусковых характеристик. Они характеризуются прерывистым режимом работы и изоляцией с тепловым классом F. Наиболее популярными электродвигателями этой категории являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Благодаря многочисленным преимуществам этот тип привода успешно используется на всех производственных предприятиях. От других брендов его отличает следующее

• Простая конструкция без подвижных контактов.
• Низкая стоимость по сравнению с другими типами электрических машин.
• Высокая простота обслуживания всех основных узлов и рабочих компонентов.
• Использование сетевого напряжения 380 В без дополнительных регуляторов и фильтров.
• Двигатель устанавливается на лапах или фланцах для кратчайшего времени монтажа.

Электрические машины общепромышленного исполнения используются в тех случаях, когда нет необходимости в высокой производительности: вентиляционные системы, насосные станции, станки, компрессорные установки и т.д. Существует два основных режима работы промышленных электродвигателей: генератор и двигатель. В режиме генератора электродвигатели являются источником электроэнергии за счет преобразования механической энергии вращательного движения вала. В режиме двигателя привод общего назначения принимает электрическую энергию и преобразует ее в механическую энергию вращения вала.

Электрические двигатели с электромагнитным тормозом

Электродвигатели с электромагнитным тормозом предназначены для прерывистой или кратковременной работы. Он специально разработан для приложений, требующих принудительной остановки в определенное время. К ним относятся: электрические подъемники, автоматизированные системы хранения, обрабатывающие станки и т.д. Тормозной механизм обычно расположен на противоположной стороне вала двигателя. Он обеспечивает быстрое торможение электропривода в случае перерыва в подаче электроэнергии и освобождает привод при повторном включении питания.

Электрические машины со встроенным электромагнитным тормозом работают по следующему принципу:

1. Катушка электромагнитного тормоза соединена последовательно с одной из фазных обмоток электродвигателя.
2. Катушка питается постоянным напряжением через выпрямитель возле клеммной коробки или переменным напряжением непосредственно от обмотки двигателя.
3. При отсутствии фазного напряжения катушка обесточивается, а якорь прочно зажимается стопорным механизмом.
4. При восстановлении питания катушка втягивает якорь, обеспечивая свободное движение вала двигателя.

Электродвигатели со встроенным электромагнитным тормозом выпускаются в следующих исполнениях, в зависимости от способа монтажа:

• С горизонтальным валом.
• С вертикальным валом.

Благодаря своим преимуществам в отношении времени остановки вала двигателя, этот тип привода обеспечивает надежную и безопасную работу устройств с высокими требованиями к позиционированию или аварийной остановке.

Что такое электродвигатель?

27.08.2020

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель — это устройство, которое превращает поток электрического тока в механическое вращение шпинделя или ротора. Во многих приложениях вращение превращается в линейное движение.

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель представляет собой устройство, преобразующее поток электрического тока в механическое вращение шпинделя или ротора. Во многих приложениях вращение превращается в линейное движение. Как работает электродвигатель?

Существует множество вариантов и вариантов электродвигателей; например, двигатели постоянного тока – щеточные или бесщеточные и двигатели переменного тока – асинхронные (или асинхронные) и синхронные. Двигатели могут работать при различных напряжениях в зависимости от области применения и доступного источника питания.

Работа двигателя зависит от двух свойств электрического тока. Во-первых, электрический ток, протекающий по проводу или катушке, создает магнитное поле. Во-вторых, изменение тока в проводнике, например, от источника переменного тока, будет индуцировать напряжение в проводнике (самоиндукция) или во вторичном проводнике (взаимная индуктивность). Ток, протекающий в цепи вторичного проводника, также будет создавать магнитное поле, как указано выше.

У магнита одинаковые полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются. Во всех двигателях конструкция использует это свойство для обеспечения непрерывного вращения ротора.

На приведенной ниже диаграмме показана кривая трехфазного переменного тока; каждая фаза разделена фазовым углом 120 °, как показано на векторной диаграмме в середине.

При определенном фазовом угле будет результирующее направление поля, которое можно вычислить путем сложения векторов; постоянный магнит(ы) в роторе будет выглядеть так, чтобы выровняться с направлением поля, и по мере того, как форма волны переменного тока «прогрессирует» во времени, ротор будет вращаться, как показано на рисунке.

Для 30°:

Для 90°:

Для 180°:

И так далее в течение одного полного цикла (3600), где ротор фактически вернется в исходное положение и повторит процесс снова.

Как выбрать электродвигатель?

Не во всех случаях можно использовать трехфазный синхронный двигатель; хотя размер эффективен для его мощности, приведенный выше двигатель был бы слишком большим, например, для привода DVD-плеера. Кроме того, трехфазное питание не было бы идеальным для бытовых (или большинства коммерческих) ситуаций; таким образом, применение является важным фактором при определении размера и напряжения питания.

Мощность (через крутящий момент), требуемая от двигателя, является важным фактором; каковы динамические аспекты применения – нагрузка, ускорение/торможение и расстояния, которые необходимо переместить в радиальном или поперечном направлении?

Также важна стабильность скорости вращения; двигатель должен работать с постоянной скоростью, даже при низких оборотах?

Наконец, следует учитывать условия окружающей среды – какова рабочая температура и могут ли возникнуть проблемы с водой или пылью? Будет ли двигатель работать во взрывоопасной среде и будет ли требоваться класс ATEX? Типы электродвигателей

Как указано выше, существует множество вариантов двигателей; с питанием от постоянного или переменного тока и различных напряжений, в зависимости от применения.

Важным фактором при выборе двигателей является разница между серводвигателями и шаговыми двигателями. Серводвигатель имеет механизм обратной связи – сигнал обратной связи сравнивается с заданным значением до тех пор, пока не будет нулевой разницы, когда двигатель достигнет желаемого положения

Шаговый двигатель также предлагает управление, но его можно рассматривать как оцифрованную версию двигателя с особая конструкция. Несколько независимых катушек статора (статор является неподвижной частью двигателя) и специально разработанный ротор позволяют двигателю перемещаться в заданное положение или под углом в соответствии с командой.

Шаговые двигатели идеально подходят для маломощных и недорогих приложений, таких как дисковод компакт-дисков. И наоборот, серводвигатели лучше подходят для приложений с более высокой мощностью, высоким ускорением и высокой точностью. Типичные области применения электродвигателей

Электродвигатели находят широкое применение в быту, например, в стиральных машинах для компакт-дисков, DVD-дисков и т. д., и в коммерческих целях, например, в медицине, офисах и промышленности. В сочетании с линейным исполнительным механизмом типичными приложениями являются, среди прочего, автомобилестроение, погрузочно-разгрузочные работы, робототехника, производство продуктов питания и напитков, а также упаковка.

Нужно ли мне что-то еще, чтобы электродвигатели работали?

Подходящее электропитание и соответствующие кабели для оборудования имеют важное значение. В любом случае двигатель должен быть соединен с его приводными компонентами напрямую, через шестерни или ремни, и для этого может потребоваться демпфирование вибрации. Датчики температуры являются разумным дополнением, и в случае возможного перегрева потребуется вентилятор с подходящей вентиляцией.

Кабели необходимы для подачи питания и сигналов управления между двигателем и приводом.

Посетите раздел «Электроприводы», чтобы узнать больше.

• Вы здесь
• Домашняя страница
• Поддержка
• Блог
• Что такое электродвигатель?

Как работает электродвигатель?

Артикул:
Defencebridge

Электродвигатели — это надежный и энергоэффективный способ выработки электроэнергии. Поняв основные принципы использования электричества, вы сможете начать использовать эту полезную технологию для решения повседневных задач.

 

Что такое электродвигатели?

Электродвигатели — это устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую. Затем эта механическая энергия используется для создания движения или создания какого-либо результата, например, вращения вентилятора. Электродвигатели также можно использовать для управления сложными и точными системами, такими как роботы или самолеты. Базовый электродвигатель состоит из якоря, коллектора и щеток, вращающихся магнитов, обмоток и корпуса.

 

Как работают электродвигатели?

Электродвигатели работают на основе электромагнетизма. В электродвигателе якорь вращается между полюсами вращающегося магнита, создавая магнитную силу, которая приводит в движение якорь. Когда электричество проходит через обмотки якоря, это создает второе противоположное магнитное поле, которое взаимодействует с первым и вызывает движение. Затем движение якоря соединяется с каким-либо выходом, например, с лопастью вентилятора или рукой робота. Так электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.

 

Различные типы электродвигателей 

Существует несколько различных типов электродвигателей, но некоторые из наиболее распространенных включают двигатели постоянного тока, двигатели постоянного тока и асинхронные двигатели переменного тока. Двигатели постоянного тока питаются от электричества постоянного тока (DC) и могут использоваться в таких приложениях, как автомобили и другие транспортные средства. Двигатели постоянного тока требуют меньше компонентов, чем двигатели переменного тока, но имеют менее эффективное преобразование энергии, чем двигатели переменного тока. Асинхронные двигатели переменного тока используют переменный ток (AC) для выработки энергии и более эффективны, чем двигатели постоянного тока, но для их работы могут потребоваться дополнительные компоненты, такие как конденсаторы.

 

Общие области применения электродвигателей

Электродвигатели могут использоваться во многих различных областях. Общие примеры включают автомобилестроение, бытовую электронику и промышленное производство. Автомобильные транспортные средства обычно используют электродвигатели для питания автомобиля или для вспомогательных функций, таких как электрические стеклоподъемники или другие компоненты с питанием.