Site Loader

Содержание

Какие бывают двигатели? Типы электродвигателей. Асинхронные двигатели



В основу работы любых электродвигателей положен принцип электромагнитной индукции. Электродвигатель состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо индуктора (для движков постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо якоря (для движков постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока нередко используются постоянные магниты.

Все двигатели, грубо говоря можно поделить на два вида:
двигатели постоянного тока
двигатели переменного тока (асинхронные и синхронные)

Двигатели постоянного тока

По неким мнениям данный двигатель возможно еще назвать синхронной машиной постоянного тока с самосинхронизацией. Простой движок, являющийся машиной постоянного тока, состоит из постоянного магнита на индукторе (статоре), 1-го электромагнита с очевидно выраженными полюсами на якоре (двухзубцового якоря с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой), щёточноколлекторного узла с 2-мя пластинами (ламелями) и 2-мя щётками.
Простой двигатель имеет 2 положения ротора (2 «мёртвые точки»), из которых неосуществим самозапуск, и неравномерный крутящий момент. В первом приближении магнитное поле полюсов статора равномерное (однородное).

Данные двигатели с наличием щёточно-коллекторного узла бывают:

Колекторные — электрическое устройство, в котором датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Бесколекторные — замкнутая электромеханическая система, состоящая из синхронного устройства с синусоидальным распределением магнитного поля в зазоре, датчика положения ротора, преобразователя координат и усилителя мощности. Более дорогой вариант в сравнение с колекторными двигателями.

Двигатели переменного тока

По типу работы данные двигатели делятся на синхронные и асинхронные двигатели. Принципное отличие заключается в том, что в синхронных машинах 1-ая гармоника магнитодвижущей силы статора перемещается со скоростью вращения ротора (по этому сам ротор крутится со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — есть и остается разница меж скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле крутится быстрее ротора).

Синхронный — двигатель переменного тока, ротор которого крутится синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Эти движки традиционно применяются при огромных мощностях (от сотен киловатт и выше).

Есть синхронные двигатели с дискретным угловым движением ротора — шаговые двигатели. У них данное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение исполняется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие обмотки двигателя.
Ещё один вид синхронных движков — вентильный реактивный эл-двигатель, питание обмоток которого складывается с помощью полупроводниковых элементов.

Асинхронный — двигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора различается от частоты крутящего магнитного поля, творимого питающим напряжением, второе название асинхронных машин — индукционные обосновано тем, что ток в обмотке ротора индуцируется вертящимся полем статора. Асинхронные машины сейчас оформляют огромную часть электрических машин. В главном они используются в виде электродвигателей и считаются ключевыми преобразователями электрической энергии в механическую, причём в основном используются асинхронные движки с короткозамкнутым ротором

По количеству фаз двигатели бывают:

  • однофазные
  • двухфазные
  • трехфазные

Самые популярные и шыроковостребованые двигатели которые применяются в производстве и бытовом хозяйстве:

Однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором


Однофазовый асинхронный движок имеет на статоре только 1 рабочую обмотку, на которую в ходе работы мотора подается переменный ток. Хотя для запуска мотора на его статоре есть и вспомогательная обмотка, которая краткосрочно подключается к сети через конденсатор либо индуктивность, или замыкается накоротко пусковыми контактами рубильника. Это нужно для создания исходного сдвига фаз, чтоб ротор начал крутиться, по другому пульсирующее магнитное поле статора не здвинуло б ротор с места.

Ротор такового мотора, как и любого иного асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором, являет из себя цилиндрический сердечник с залитыми алюминием пазами, с сразу отлитыми вентиляционными лопастями.

Таковой ротор именуется короткозамкнутым ротором. Однофазовые движки используются в маломощных устройствах, в том числе комнатные вентиляторы либо маленькие насосы.

Двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором


Двухфазные асинхронные движки более эффективны при работе от однофазовой сети переменного тока. Они содержат на статоре две рабочие обмотки, находящиеся перпендикулярно, при этом одна из обмоток подключается к сети переменного тока напрямую, а вторая – через фазосдвигающий конденсатор, так выходит крутящееся магнитное поле, а вот без конденсатора ротор бы не двинулся с места.

Данные двигатели помимо прочего имеют короткозамкнутый ротор, а их использование еще обширнее, нежели у однофазовых. Тут уже и стиральные машинки, и разные станки. Двухфазные движки для питания от однофазовых сетей называют конденсаторными двигателями, потому что фазосдвигающий конденсатор считается часто обязательной их частью.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором


Трехфазный асинхронный двигатель имеет на статоре три рабочие обмотки, сдвинутые сравнительно друг друга так, что при подключении в трехфазную сеть, их магнитные поля получаются смещенными в пространстве сравнительно друг дружку на 120 градусов. При включении трехфазного мотора к трехфазной сети переменного тока, появляется крутящееся магнитное поле, приводящее в перемещение короткозамкнутый ротор.

Обмотки статора трехфазного мотора возможно соединить по схеме «звезда» либо «треугольник», при этом для питания мотора по схеме «звезда» потребуется напряжение выше, чем для схемы «треугольник», и на движке, потому, указываются 2 напряжения, к примеру: 127/220 либо 220/380. Трехфазные движки незаменимы для приведения в действие разных станков, лебедок, циркулярных пил, подъемных кранов, и т.п.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором


Трехфазный асинхронный движок с фазным ротором имеет статор подобный описанным выше типам движков,  шихтованный магнитопровод с 3-мя уложенными в его пазы обмотками, но в фазный ротор не залиты дюралевые стержни, а уложена уже настоящая трехфазная обмотка, в соединении «звезда». Концы звезды обмотки фазного ротора выведены на три контактных кольца, насаженных на вал ротора, и электрически отделенных от него.

Посредством щеток, на кольца помимо прочего подается трехфазное переменное напряжение, и включение может быть осуществлено как впрямую, так и через реостаты. Непременно, движки с фазным ротором стоят подороже, хотя их пусковой момент под нагрузкой значительно повыше, нежели у типов движков с короткозамкнутым ротором. Именно в следствие завышенной силы и огромного пускового момента, данный вид движков отыскал использование в приводах лифтов и подъемных кранов, другими словами там, где прибор запускается под нагрузкой а не в холостую, как у двигателей с короткозамкнутым ротором.

Электродвигатель. Виды и применение. Работа и устройство

Электродвигатель представляет электромашину, перестраивающую электрическую энергию в механическую. Обычно электрическая машина реализует механическую работу благодаря потреблению приложенной к ней электроэнергии, преобразовывающейся во вращательное движение. Ещё в технике есть линейные двигатели, способные создавать сразу поступательное движение рабочего органа.

Особенности конструкции и принцип действия

Не важно какое конструктивное исполнение, но устройство любых электродвигателей однотипное. Ротор и статор находятся внутри цилиндрической проточки. Вращение ротора возбуждают магнитное поле, отталкивающее его полюса от статора (неподвижной обмотки). Сохранять постоянное отталкивание можно путём перекоммутации обмоток ротора, или образовав вращающееся магнитное поле непосредственно в статоре. Первый способ присущий коллекторным электродвигателям, а второй — асинхронным трехфазным.

Корпус любых электродвигателей обычно чугунный или выполнен из сплава алюминия. Однотипные двигатели, не смотря на конструкцию корпуса производятся с одинаковыми установочными размерами и электрическими параметрами.

Работа электродвигателя базируется на принципах электромагнитной индукции. Магнитная и электрическая энергия создают электродвижущуюся силу в замкнутом контуре, проводящем ток. Это свойство заложено в работу любой электромашины.

На движущийся электроток в середине магнитного поля постоянно воздействует механическая сила, стремительно пытающаяся отклонить направление зарядов в перпендикулярной силовым магнитным линиям плоскости. Во время прохождения электротока по металлическому проводнику либо катушке, механическая сила норовит подвинуть или развернуть всю обмотку и каждый проводник тока.

Назначение и применение электродвигателей

Электрические машины имеют много функций, они способны усиливать мощность электрических сигналов, преобразовывать величины напряжения либо переменный ток в постоянный и др. Для выполнения таких разных действий существуют многообразные типы электромашин. Двигатель представлят тип электрических машин, рассчитанных для преобразования энергии. А именно, этот вид устройств превращает электроэнергию в двигательную силу или механическую работу.

Он пользуется большим спросом во многих отраслях. Их широко используется в промышленности, на станках различного предназначения и в других установках. В машиностроении, к примеру, землеройных, грузоподъёмных машинах. Также они распространены в сферах народного хозяйства и бытовых приборах.

Классификация электродвигателей
Электродвигатель, является разновидностью электромашин по:
  • Специфике, создающегося вращательного момента:
    — гистерезисные;
    — магнитоэлектрические.
  • Строению крепления:
    — с горизонтальным расположением вала;
    — с вертикальным размещением вала.
  • Защите от действий внешней среды:
    — защищённые;
    — закрытые;
    — взрывонепроницаемые.

В гистерезисных устройствах вращающий момент образуется путём перемагничивания ротора или гистерезиса (насыщения). Эти двигатели мало эксплуатируются в промышленности и не считаются традиционными. Востребованными являются магнитоэлектрические двигатели. Существует много модификаций этих двигателей.

Их разделяют на большие группы по типу протекающего тока:
  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.
  • Универсальные двигатели (работают на постоянном переменном токе).
Особенности магнитоэлектрических двигателей постоянного тока

С помощью двигателей постоянного тока создают регулируемые электрические приводы с высокими эксплуатационными и динамическими показателями.

Типы электродвигателей:
  • С электромагнитами.
  • С постоянными магнитами.
Группа электродвигателей, питание которых выполняется постоянным током, подразделяется на подвиды:

  • Коллекторные. В этих электроприборах присутствует щёточно-коллекторный узел, обеспечивающий электрическое соединение неподвижной и вращающейся части двигателя. Устройства бывают с самовозбуждением и независимым возбуждением от постоянных магнитов и электромагнитов.
  • Выделяют следующие виды самовозбуждения двигателей:
    — параллельное;
    — последовательное;
    — смешанное.
  • Коллекторные устройства имеют несколько минусов:
    — низкая надёжность приборов;
    — щёточно-коллекторный узел довольно сложная в обслуживании составляющая часть магнитоэлектрического двигателя.
  • Безколлекторные (вентильные). Это двигатели с замкнутой системой, работающие по аналогичному принципу работы синхронных устройств. Оснащены датчиком положения ротора, преобразователем координат, а также инвертором силовым полупроводниковым преобразователем.

Эти машины выпускаются различных размеров от самых маленьких низковольтных до громадных размеров (в основном до мегаватта). Миниатюрными электродвигателями оснащены компьютеры, телефоны, игрушки, аккумуляторные электроинструменты и т.п.

Применение, плюсы и минусы электродвигателей постоянного тока

Электромашины постоянного тока применяют в разных областях. Ими комплектуют подъёмно-транспортные, красочно-отделочные производственные машины, а также полимерное, бумажное производственное оборудование и т.д. Часто электрический двигатель этого типа встраивают в буровые установки, вспомогательные агрегаты экскаваторов и другие виды электротранспорта.

Преимущества электрических двигателей:
  • Лёгкость в управлении и регулировании частоты вращения.
  • Простота конструкции.
  • Отменные пусковые свойства.
  • Компактность.
  • Возможность эксплуатации в разных режимах (двигательном и генераторном).
Минусы двигателей:
  • Коллекторные двигатели требуют трудное профилактическое обслуживание щёточно-коллекторных узлов.
  • Дороговизна производства.
  • Коллекторные устройства имеют не большой срок службы из-за изнашивания самого коллектора.
Электродвигатель переменного тока

В электродвигателях переменного тока электроток описывается по синусоидальному гармоническому закону, периодично меняющему свой знак (направление).

Статор этих устройств изготавливают из ферромагнитных пластинок, имеющих пазы для помещения в них витков обмотки с конфигурацией катушки.

Электродвигатели по принципу работы бывают синхронными и асинхронными. Главным их отличием является то, что скорость магнитодвижущей силы статора в синхронных приборах равна скорости вращения ротора, а в асинхронных двигателях эти скорости не совпадают, обычно ротор вращается медленнее поля.

Синхронный электродвигатель
Из-за одинакового (синхронного) вращения ротора с магнитным полем, аппараты именуют синхронными электродвигателями. Их подразделяют на подвиды:
  • Реактивный.
  • Шаговый.
  • Реактивно-гистерезисный.
  • С постоянными магнитами.
  • С обмотками возбуждения.
  • Вентильный реактивный.
  • Гибридно-реактивный синхронный двигатель.

Большая часть компьютерной техники оснащена шаговыми электродвигателями. Преобразование энергии в этих устройствах основано на дискретно угловом передвижении ротора. Шаговый  электродвигатель имеет высокую продуктивность, независящую от их мизерных размеров.

Достоинства синхронных двигателей:
  • Стабильность частоты вращения, что не зависит от механических нагрузок на валу.
  • Низкая чувствительность к скачкам напряжения.
  • Могут выступать в роли генератора мощности.
  • Снижают потребление мощности, предоставляемой электростанциями.
Недостатки в синхронных устройствах:
  • Сложности с запуском.
  • Сложность конструкции.
  • Затруднения в регулировки частоты вращения.

Недостатки синхронного двигателя, делают более выгодным для использования электродвигатель асинхронного типа. Тем не менее, большинство синхронных двигателей из-за их работы с постоянной скоростью востребованы для установок в компрессоры, генераторы, насосы, а также крупные вентиляторы и пр. оборудование.

Асинхронный электродвигатель

Статор асинхронных двигателей представляет распределённую двухфазную, трехфазную, реже многофазную обмотку. Ротор выполняют в виде цилиндра, используя медь, алюминий либо металл. В его пазы залиты либо запрессованные токопроводящие жилы к оси вращения под определённым углом. Они соединяются в одно целое на торцах ротора. Противоток возбуждается в роторе от переменного магнитного поля статора.

По конструктивным особенностям выделяют два вида асинхронных двигателей:
  • С фазным ротором.
  • С короткозамкнутым ротором.
В остальном конструкция приборов не имеет отличий, статор у них абсолютно одинаковый. По числу обмоток выделяют такие электродвигатели:
  • Однофазные. Этот тип двигателей самостоятельно не запускается, ему требуется стартовый толчок. Для этого применяется пусковая обмотка либо фазосдвигающая цепь. Также приборы запускаются вручную.
  • Двухфазные. В этих устройствах присутствуют две обмотки со смещёнными на угол фазами. В приборе возникает вращающееся магнитное поле, напряженность которого в полюсах одной обмотки нарастает и синхронно спадает в другой.
    Двухфазный электродвигатель может самостоятельно запускаться, но с реверсом присутствуют сложности. Часто этот тип устройств подключают к однофазным сетям, включая вторую фазу через конденсатор.
  • Трехфазные. Достоинством этих типов электродвигателей является легкий реверс. Основные части двигателя – это статор с тремя обмотками и ротор. Позволяет плавно регулировать скорость ротора. Эти приборы довольно востребованы в промышленности и технике.
  • Многофазные. Состоят эти устройства из встроенной многофазной обмотки в пазах статора на его внутренней поверхности. Эти двигатели гарантируют высокую надёжность при эксплуатации и считаются усовершенствованными моделями двигателей.

Асинхронные электрические двигатели значительно облегчают работу людей, поэтому они незаменимы во многих сферах.

Достоинствами этих приборов, которые сыграли роль в их популярности, являются следующие моменты:
  • Простота производства.
  • Высокая надёжность.
  • Не нуждаются в преобразователях для включения в сеть.
  • Небольшие расходы при эксплуатации.
Ко всему этому, можно добавить относительную стоимость асинхронных приборов. Но они также имеют и недостатки:
  • Невысокий коэффициент мощности.
  • Трудность в точной регулировке скорости.
  • Маленький пусковой момент.
  • Зависимость от напряжения сети.

Но благодаря питанию электродвигателя с помощью частотного преобразователя, некоторые недостатки устройств устраняются. Поэтому потребность асинхронных моторов не падает. Их применяют в приводах разных станков в областях металлообработки, деревообработки и пр. В них нуждаются ткацкие, швейные, землеройные, грузоподъёмные и другие виды машин, а также вентиляторы, насосы, центрифуги, разные электроинструменты и бытовые приборы.

Похожие темы:

Типы и виды электродвигателей — переменного и постоянного тока, коллекторные, асинхронные, прямого привода

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Одним из основных стимулов к широкой электрификации, начавшейся в XX веке, стала возможность легкого преобразования энергии электрического тока в механическую — к тому времени уже был известен коллекторный электродвигатель, изобретенный Якоби еще в первой половине XIX века.

Изобретение асинхронного двигателя переменного тока стало еще большим шагом вперед.

Электромотор лишился механически трущихся и искрящих узлов (щеток и коллектора), превзойдя по бесшумности и ресурсу любой другой существовавший в то время тип привода.

Независимо от конструкции, любой электродвигатель устроен одинаково: внутри цилиндрической проточки в неподвижной обмотке (статоре) вращается ротор, в котором возбуждается магнитное поле, приводящее к отталкиванию его полюсов от статора.

Поддержание постоянного отталкивания требует:

  • перекоммутации обмоток ротора, как это делается на коллекторных электродвигателях;
  • создания вращающегося магнитного поля в самом статоре (классический пример – асинхронный трехфазный двигатель).

Достоинства электродвигателей переоценить трудно. Это:

Крайняя простота.
Электродвигатель состоит из минимального количества узлов, поэтому ломаться в нем практически нечему.
Самостоятельный запуск.
Электродвигателю не нужен пусковой импульс, он начинает вращаться сам при включении питания (исключение – однофазные электродвигатели с пусковой обмоткой, но они практически вышли из употребления). Это позволяет отказаться от холостого хода, включая электромотор только при необходимости.
Отсутствие вибраций.
Так как в электродвигателях энергия магнитного поля непосредственно преобразуется во вращение, при должной балансировке ротора они полностью бесшумны и не создают вибрации.
Легкость управления оборотами и крутящим моментом.
Несмотря на то, что на разных типах электродвигателей это достигается разными способами, управление ими в любом случае достаточно просто и надежно.
Возможность реверса.
На коллекторном двигателе достаточно поменять местами полюса якоря, на трехфазном электромоторе – изменить порядок включения фаз.
Обратимость.
Коллекторные электродвигатели при внешнем приводе начинают работать как электрогенераторы, что позволяет использовать их для рекуперации энергии при торможении электротранспорта.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Благодаря удобству передачи на большие расстояния и легкости преобразования переменный ток успешно стал стандартом электроснабжения.

В сфере же производства электродвигателей его способность возбуждать переменное магнитное поле в статоре и соответственно индуцировать ток в короткозамкнутой обмотке ротора позволила создать асинхронные электродвигатели. В этом типе двигателей единственным испытывающим трение узлом остаются коренные подшипники якоря.

Ротор такого электродвигателя – это металлический цилиндр, в пазы которого под углом к оси вращения запрессованы или залиты токопроводящие жилы, на торцах ротора объединенные кольцами в одно целое. Переменное магнитное поле статора возбуждает в роторе, напоминающем беличье колесо, противоток и, соответственно, отталкивающее его от статора магнитное поле.

В зависимости от числа обмоток статора асинхронный двигатель может быть:

Однофазным – в этом случае главным недостатком двигателя становится невозможность самостоятельного запуска, так как вектор силы отталкивания проходит строго через ось вращения.

Для начала работы двигателю необходим или стартовый толчок, или включение отдельной пусковой обмотки, создающей дополнительный момент силы, смещающий их суммарный вектор относительно оси якоря.

Двухфазный электродвигатель имеет две обмотки, в которых фазы смещены на угол, соответствующий геометрическому углу между обмотками. В этом случае в электродвигателе создается так называемое вращающееся магнитное поле (спад напряженности поля в полюсах одной обмотки происходит синхронно с нарастанием его в другой).

Такой двигатель становится способным к самостоятельному запуску, однако имеет трудности с реверсом. Поскольку в современном электроснабжении не используются двухфазные сети, фактически электродвигатели этого рода применяются в однофазных сетях с включением второй фазы через фазовращающий элемент (обычно – конденсатор).

Трехфазный асинхронный электродвигатель – наиболее совершенный тип асинхронного мотора, так как в нем появляется возможность легкого реверса – изменение порядка включения фазных обмоток изменяет направление вращения магнитного поля, а соответственно и ротора.

Коллекторные двигатели переменного тока используются в тех случаях, когда требуется получение высоких частот вращения (асинхронные электродвигатели не могут превышать скорость вращения магнитного потока в статоре – для промышленной сети 50 Гц это 3000 об/мин).

Кроме того, они выигрывают в пусковом крутящем моменте (здесь он пропорционален току, а не оборотам) и имеют меньший пусковой ток, меньше перегружая электросеть при запуске. Также они позволяют легко управлять своими оборотами.

Обратной стороной этих достоинств становится дороговизна (требуется изготовление ротора с наборным сердечником, несколькими обмотками и коллектором, который к тому же сложнее балансировать) и меньший ресурс. Помимо необходимости в регулярной замене стирающихся щеток, со временем изнашивается и сам коллектор.

Синхронный электродвигатель имеет ту особенность, что магнитное поле ротора индуцируется не магнитным полем статора, а собственной намоткой, подключенной к отдельному источнику постоянного тока.

Благодаря этому частота его вращения равна частоте вращения магнитного поля статора, откуда и происходит сам термин «синхронный».

Как и двигатель постоянного тока, синхронный двигатель переменного тока является обратимым:

  • при подаче напряжения на статор он работает как электродвигатель;
  • при вращении от внешнего источника он сам начинает возбуждать в фазных обмотках переменный ток.

Основная область использования синхронных электродвигателей – высокомощные приводы. Здесь увеличение КПД относительно асинхронных электромоторов означает значительное снижение потерь электроэнергии.

Также синхронные двигатели используются в электротранспорте. Однако, для управления скоростью в этом случае требуются мощные частотные преобразователи, зато при торможении возможен возврат энергии в сеть.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Так как постоянный ток не способен создать изменяющееся магнитное поле, обеспечение непрерывного вращения ротора требует принудительной перекоммутации обмоток, или дискретного изменения направления магнитного поля.

Старейший из известных способов – это использование электромеханического коллектора. В этом случае якорь электродвигателя имеет несколько разнонаправленных обмоток, соединенных с находящимися в соответствующем положении относительно щеток ламелями коллектора.

В момент включения питания возникает импульс в обмотке, соединенной со щетками, после чего ротор проворачивается, и в том же месте относительно полюсов статора включается новая обмотка.

Так как намагниченность статора во время работы коллекторного электродвигателя постоянного тока не изменяется, вместо сердечника с обмотками могут использоваться мощные постоянные магниты, что сделает мотор компактнее и легче.

Коллекторный двигатель не лишен ряда недостатков. Это:

  • высокий уровень помех, как передаваемых в питающую сеть при переключении обмоток якоря, так и возбуждаемых искрением щеток;
  • неизбежный износ коллектора и щеток;
  • повышенная шумность при работе.

Современная силовая электроника позволила избавиться от этих недостатков, применяя так называемый шаговый двигатель – в нем ротор имеет постоянную намагниченность, а внешнее устройство последовательно меняет направление тока в нескольких обмотках статора.

Фактически за единичный импульс тока ротор проворачивается на фиксированный угол (шаг), откуда и пошло название электромоторов такого типа.

Шаговые электродвигатели бесшумны, а также позволяют в широчайших пределах регулировать как крутящий момент (амплитудой импульсов), так и обороты (частотой), а также легко реверсируются изменением порядка следования сигналов.

По этой причине они широко используются в сервоприводах и автоматике, однако их максимальная мощность определяется возможностями силовой управляющей схемы, без которой шаговые двигатели неработоспособны.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


Количество оборотов в минуту у электродвигателей

Электродвигатель обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую. При выборе подходящего электродвигателя требуется учитывать многое: простота конструкции, надежность, стоимость, вес, несложное управление и т.д. В настоящее время электропривод с двигателем постоянного тока стремительно вытесняется асинхронным. Учитывая количество оборотов в минуту, подбирается наиболее подходящий электродвигатель.

Некоторые характеристики электродвигателей

Выбор электродвигателя до 1000 об/мин, как правило, происходит в случае отсутствия  необходимости обеспечить вращение вала ротора на высокой скорости. Такой электродвигатель подойдет для установки на лебедку, кран, вибратор, тельфер, на различный подъемный механизм, транспортер и т.д.

Асинхронный электродвигатель до 3000 об/мин следует выбирать для установки на оборудование, на котором вал ротора должен вращаться с достаточно высокой скоростью. Такой электродвигатель может быть установлен на металлообрабатывающий и деревообрабатывающий станок, компрессор, холодильное оборудование и т.д. Нужно отметить, что  электродвигатели асинхронные отличаются мощностью, габаритами и массой. Данные характеристики электродвигателей зависят друг от друга. К примеру, в случае увеличения мощности электродвигателя, наблюдается увеличение его массы и габаритов.

Что касается мощности электродвигателя асинхронного, то она может быть от 0,12 кВт до 200 кВт. Выбор электродвигателя той или иной мощности будет напрямую зависеть от размеров и предназначения оборудования, на которое двигатель будет установлен. Вес электродвигателя будет напрямую зависеть от его мощности.

Необходимо помнить о том, что электродвигатель с меньшим количеством оборотов будет отличаться большим весом, в сравнении с электродвигателем с большим количеством оборотов. При этом мощность такого оборудования будет одинаковой. Конструкция электродвигателя подбирается, исходя из климатических условий. Также понадобится учитывать некоторые особенности соединения двигателя с рабочим оборудованием. Купить качественные электродвигатели ответственных производителей Вы можете в нашей компании по разумной цене. 

Просмотров: 4450

Дата: Воскресенье, 15 Декабрь 2013

Электродвигатели постоянного тока, синхронные, для дымоудаления по ценам производителя.

27.12.2017

Устройства, работающие от двигателей, прочно вошли в современные будни. Техника для бытовых нужд, промышленное оборудование, транспорт, детские игрушки – куда не посмотри, везде установлены электродвигатели. Это действительно делает ежедневные дела проще, легче, экономит силы, время. Благодаря кофемолке перемолоть зерна можно за пару минут без лишнего напряжения; трамваи, электрички позволяют добраться до места почти без пробок, выхлопных газов. В промышленности автоматизированные станки, конвейеры разом сокращают финансовые, человеческие, временные затраты на выпуск единицы продукции. Но вот только в кухонном блендере это будет одна разновидность устройств, а в метро – совершенно другая. Каждый вид отличается по параметрам, материалам корпуса, принципу работы, внутреннему устройству. Двигатели бывают постоянного/переменного тока, синхронные/асинхронные, высоко- и низковольтные, особого назначения и т.д. В этой статье мы рассмотрим три вида электродвигателей: постоянного тока, синхронные, для дымоудаления.

Электродвигатели постоянного тока

Данный вид двигателей знаком нам с самого детства: большинство движущихся игрушек работают благодаря ему. В основе его работы – постоянный ток, проходящий через обмотку, создавая крутящий момент. Функционирование возможно благодаря явлению электромагнитной индукции. Бывают самых разных размеров: от компактных, устанавливающихся внутри корпуса мобильного телефона, до огромных. Главное его достоинство – простота эксплуатации: частота вращения напрямую зависит от напряжения. Такой двигатель позволяет регулировать скорость вращения без использования микроконтроллера.

Цена такого двигателя зависит от его:

  • мощности;
  • размера;
  • исполнения.

Прежде чем купить эл. двигатель постоянного тока, обратите внимание на его плюсы/минусы.

Плюсы:
  • простое управление;
  • минимум деталей;
  • возможность регулировки частоты вращения;
  • компактность;
  • универсальность
  • Минусы:
  • высокая стоимость;
  • необходимость использования преобразователя переменного тока;
  • потребность в регулярном техническом обслуживании;
  • износ коллекторов.

Синхронные электродвигатели

Это двигатели, у которых частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного поля. Купить синхронный электродвигатель можно двух вариантов: с магнитами или контактными кольцами. Одни из самых ярких представителей синхронных электродвигателей – это генераторы. У нас вы можете купить синхронные электродвигатели WEG и Siemens.

Цена синхронного электродвигателя зависит от:

  • исполнения корпуса;
  • производителя;
  • мощности;
  • габаритов.
  • Плюсы:
  • автоматизированная настройка параметров;
  • высокий коэффициент полезного действия;
  • низкое потребление реактивной энергии;
  • мощность от 11 до 160 кВт.
  • Минусы:
  • достаточно высокая стоимость;
  • большой пусковой момент.

Электродвигатели для дымоудаления

Относятся к устройствам специального назначения, устанавливаются внутри складов, заводов, промышленных и производственных комплексов, торговых центров, цехов, парковок и прочих зданий. Предотвращают образование копоти за счет вывода дыма, при возникновении пожара замедляют распространение огня.

Электродвигатели для дымоудаления Сименс и WEG разработаны специально для помещений с системами управления дымом:

  • концертные арены, стадионы;
  • театры, кинотеатры;
  • развлекательные, торговые центры;
  • аэропорты;
  • крытые автопарковки;
  • образовательные, медицинские, административные учреждения;
  • объекты промышленности;
  • тоннели.

Их конструкция, корпус, детали продуманы таким образом, чтобы прибор нормально функционировал в условиях высокой температуры воздуха. Использование таких систем значительно сокращает уровень опасности во время пожаров, аварий и других внештатных ситуаций, связанных с образованием огня и дыма. Во время штатной работы электродвигатели выполняют функцию вентиляторов.

Если вы не уверены, какой тип устройств подойдет для решения задач вашего бизнеса, позвоните нам. Или оставьте заявку на сайте. Наш технический специалист поможет подобрать оптимальный вариант. В нашем каталоге представлены модели производства WEG и Siemens Flender, возможны поставки под заказ.

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Узнать мощность электродвигателя по диаметру вала без бирки

При замене сломанного советского электродвигателя на новый, часто оказывается, что на нем нет шильдика. Нам часто задают вопросы: как узнать мощность электродвигателя? Как определить обороты двигателя? В этой статье мы рассмотрим, как определить параметры электродвигателя без бирки — по диаметру вала, размерам, току.
Заказать новый электродвигатель по телефону

Как определить мощность?

Существует несколько способов определения мощности электродвигателя: диаметру вала, по габариту и длине, по току и сопротивлению, замеру счетчиком электроэнергии.

По габаритным размерам

Все электродвигатели отличаются по габаритным размерам. Определить мощность двигателя можно сравнив габаритные размеры с таблицей определения мощности электродвигателя, перейдя по ссылке габаритно-присоединительные размеры электродвигателей АИР.

Какие размеры необходимо замерить:

  • Длина, ширина, высота корпуса
  • Расстояние от центра вала до пола
  • Длина и диаметр вала
  • Крепежные размеры по лапам (фланцу)

По диаметру вала

Определение мощности электродвигателя по диаметру вала — частый запрос для поисковых систем. Но для точного определения этого параметра недостаточно – два двигателя в одном габарите, с одинаковыми валами и частотой вращения могут иметь различную мощность.

Таблица с привязкой диаметров валов к мощности и оборотам для двигателей АИР и 4АМ.

Мощность
электродвигателя Р, кВт
Диаметр вала, мм Переход к модели
3000 об/мин 1500 об/мин 1000 об/мин 750 об/мин
0,18 11 11 14 АИР56А2, АИР56В4, АИР63А6
0,25 14 19 АИР56В2, АИР63А4, АИР63В6, АИР71В8
0,37 14 19 22 АИР63А2, АИР63В4, АИР71А6, АИР80А8
0,55 19 АИР63В2, АИР71А4, АИР71В6, АИР80В8
0,75 19 22 24 АИР71А2, АИР71В4, АИР80А6, АИР90LA8
1,1 22 АИР71В2, АИР80А4, АИР80В6, АИР90LB8
1,5 22 24 28 АИР80А2, АИР80В4, АИР90L6, АИР100L8
2,2 24 28 32 АИР80В2, АИР90L4, АИР100L6, АИР112МА8
3 24 32 АИР90L2, АИР100S4, АИР112МА6, АИР112МВ8
4 28 28 38 АИР100S2, АИР100L4, АИР112МВ6, АИР132S8
5,5 32 38 АИР100L2, АИР112М4, АИР132S6, АИР132М8
7,5 32 38 48 АИР112M2, АИР132S4, АИР132М6, АИР160S8
11 38 48 АИР132M2, АИР132М4, АИР160S6, АИР160М8
15 42 48 55 АИР160S2, АИР160S4, АИР160М6, АИР180М8
18,5 55 60 АИР160M2, АИР160M4, АИР180М6, АИР200М8
22 48 55 60 АИР180S2, АИР180S4, АИР200М6, АИР200L8
30 65 АИР180M2, АИР180M4, АИР200L6, АИР225М8
37 55 60 65 75 АИР200M2, АИР200M4, АИР225М6, АИР250S8
45 75 75 АИР200L2, АИР200L4, АИР250S6, АИР250M8
55 65 80 АИР225M2, АИР225M4, АИР250M6, АИР280S8
75 65 75 80 АИР250S2, АИР250S4, АИР280S6, АИР280M8
90 90 АИР250М2, АИР250M4, АИР280M6, АИР315S8
110 70 80 90 АИР280S2, АИР280S4, АИР315S6, АИР315M8
132 100 АИР280M2, АИР280M4, АИР315M6, АИР355S8
160 75 90 100 АИР315S2, АИР315S4, АИР355S6
200 АИР315M2, АИР315M4, АИР355M6
250 85 100 АИР355S2, АИР355S4
315 АИР355M2, АИР355M4

По показанию счетчика

Как правило измерение счетчика отображаются в киловаттах (далее кВт). Для точности измерения стоит отключить все электроприборы или воспользоваться портативным счетчиком. Мощность электродвигателя 2,2 кВт, подразумевает что он потребляет 2,2 кВт электроэнергии в час.

Для измерения мощности по показанию счетчика нужно:

  1. Подключить мотор и дать ему поработать в течении 6 минут.
  2. Замеры счетчика умножить на 10 – получаем точную мощность электромотора.

Расчет мощности по току

Для начала нужно подключить двигатель к сети и замерить показатели напряжения. Замеряем потребляемый ток на каждой из обмоток фаз с помощью амперметра или мультиметра. Далее, находим сумму токов трех фаз и умножаем на ранее замеренные показатели напряжения, наглядно в формуле расчета мощности электродвигателя по току.

  • P – мощность электродвигателя;
  • U – напряжение;
  • Ia – ток 1 фазы;
  • Ib – 2 фазы;
  • Ic – 3 фазы.

Переходите по ссылке, чтобы узнать как определить ток электродвигателя по мощности

Определение оборотов вала

Асинхронные трехфазные двигатели по частоте вращения ротора делятся 4 типа: 3000, 1500, 1000 и 750 об. мин. Приводим пример маркировки на основании АИР 180:

  1. АИР 180 М2 – где 2 это 3000 оборотов.
  2. АИР 180 М4 – 4 это 1500 об. мин.
  3. АИР 180 М6 – 6 обозначает частоту вращения 1000 об/мин.
  4. АИР 180 М8 – 8 означает, что частота вращения выходного вала 750 оборотов.

Самый простой способ определить количество оборотов трехфазного асинхронного электродвигателя – снять задний кожух и посмотреть обмотку статора.

У двигателя на 3000 об/мин катушка обмотки статора занимает половину окружности — 180 °, то есть начало и конец секции параллельны друг другу и перпендикулярны центру. У электромоторов 1500 оборотов угол равен 120 °, у 1000 – 90 °. Схематический вид катушек изображен на чертеже. Все обмоточные данные двигателей смотрите в таблице.

Узнать частоту вращения с помощью амперметра

Узнать обороты вала двигателя, можно посчитав количество полюсов. Для этого нам понадобится миллиамперметр — подключаем измерительный прибор к обмотке статора. При вращении вала двигателя стрелка амперметра будет отклонятся. Число отклонений стрелки за один оборот – равно количеству полюсов.

Если не получилось узнать мощность и обороты

Если не получилось узнать мощность и обороты электродвигатели или вы не уверены в измерениях – обращайтесь к специалистам «Систем Качества». Наши специалисты помогут подобрать нужный мотор или провести ремонт сломанного электродвигателя АИР.

Номинальные значения рабочей мощности и тока электродвигателей

Классы компонентов: 1.6.1.1.1. Модульные автоматические выключатели (ВАМ, МСВ), 1.6.5.1. Модульные контакторы, 1.6.1.2.1. Мотор-автоматы (автоматические выключатели защиты двигателей, MPCB), 1.6.1.3.1. Автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB), 1.6.5.2. Контакторы, 1.6.5.3. Пускатели, 1.6.5.4. Реле перегрузки и аксессуары к ним, 1.12. Электродвигатели и приводная техника


Значения тока, приведенные ниже, относятся к стандартным трехфазным четырехполюсным асинхронным электродвигателям с КЗ ротором (1500 об/мин при 50 Гц, 1800 об/мин при 60 Гц). Данные значения представлены в качестве ориентира и могут варьироваться в зависимости от производителя электродвигателя и количества полюсов.

Мощность электродвигателя Номинальный ток электродвигателя: стандартные значения обозначены синим цветом
(в соответствии с МЭК 60947-4-1, приложение G)
220В 230В 240В 380В 400В 415В 440В 500В 660В 690В
0,06 кВт 0,37 0,35 0,34 0,21 0,2 0,19 0,18 0,16 0,13 0,12
0,09 кВт 0,54 0,52 0,5 0,32 0,3 0,29 0,26 0,24 0,18 0,17
0,12 кВт 0,73 0,7 0,67 0,46 0,44 0,42 0,39 0,32 0,24 0,23
0,18 кВт 1 1 1 0,63 0,6 0,58 0,53 0,48 0,37 0,35
0,25 кВт 1,6 1,5 1,4 0,9 0,85 0,82 0,74 0,68 0,51 0,49
0,37 кВт 2 1,9 1,8 1,2 1,1 1,1 1 0,88 0,67 0,64
0,55 кВт 2,7 2,6 2,5 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 0,91 0,87
0,75 кВт 3,5 3,3 3,2 2 1,9 1,8 1,7 1,5 1,15 1,1
1,1 кВт 4,9 4,7 4,5 2,8 2,7 2,6 2,4 2,2 1,7 1,6
1,5 кВт 6,6 6,3 6 3,8 3,6 3,5 3,2 2,9 2,2 2,1
2,2 кВт 8,9 8,5 8,1 5,2 4,9 4,7 4,3 3,9 2,9 2,8
3 кВт 11,8 11,3 10,8 6,8 6,5 6,3 5,7 5,2 4 3,8
4 кВт 15,7 15 14,4 8,9 8,5 8,2 7,4 6,8 5,1 4,9
5,5 кВт 20,9 20 19,2 12,1 11,5 11,1 10,1 9,2 7 6,7
7,5 кВт 28,2 27 25,9 16,3 15,5 14,9 13,6 12,4 9,3 8,9
11 кВт 39,7 38 36,4 23,2 22 21,2 19,3 17,6 13,4 12,8
15 кВт 53,3 51 48,9 30,5 29 28 25,4 23 17,8 17
18,5 кВт 63,8 61 58,5 36,8 35 33,7 30,7 28 22 21
22 кВт 75,3 72 69 43,2 41 39,5 35,9 33 25,1 24
30 кВт 100 96 92 57,9 55 53 48,2 44 33,5 32
37 кВт 120 115 110 69 66 64 58 53 40,8 39
45 кВт 146 140 134 84 80 77 70 64 49,1 47
55 кВт 177 169 162 102 97 93 85 78 59,6 57
75 кВт 240 230 220 139 132 127 116 106 81 77
90 кВт 291 278 266 168 160 154 140 128 97 93
110 кВт 355 340 326 205 195 188 171 156 118 113
132 кВт 418 400 383 242 230 222 202 184 140 134
160 кВт 509 487 467 295 280 270 245 224 169 162
200 кВт 637 609 584 368 350 337 307 280 212 203
250 кВт 782 748 717 453 430 414 377 344 261 250
315 кВт 983 940 901 568 540 520 473 432 327 313
355 кВт 1109 1061 1017 642 610 588 535 488 370 354
400 кВт 1255 1200 1150 726 690 665 605 552 418 400
500 кВт 1545 1478 1416 895 850 819 745 680 515 493
560 кВт 1727 1652 1583 1000 950 916 832 760 576 551
630 кВт 1928 1844 1767 1116 1060 1022 929 848 643 615
710 кВт 2164 2070 1984 1253 1190 1147 1043 952 721 690
800 кВт 2446 2340 2243 1417 1346 1297 1179 1076 815 780
900 кВт 2760 2640 2530 1598 1518 1463 1330 1214 920 880
1000 кВт 3042 2910 2789 1761 1673 1613 1466 1339 1014 970

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрический ток в механическое вращение шпинделя или ротора. Во многих приложениях вращение превращается в линейное движение.

Как работает электродвигатель?

Электродвигатели имеют множество вариантов и опций; например двигатели постоянного тока — щеточные или бесщеточные и двигатели переменного тока — индукционные (или асинхронные) и синхронные. Двигатели могут работать при различных напряжениях в зависимости от области применения и имеющегося 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 на в проводнике, например, от источника переменного тока, будет индуцировать напряжение в проводнике (самоиндукция) или во вторичном проводе (взаимная индуктивность). Протекание тока в цепи вторичного проводника также будет создавать магнитное поле, как указано выше.

Для магнита подобные полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются. Во всех двигателях конструкция использует это свойство для обеспечения непрерывного вращения ротора.

На приведенной ниже диаграмме показана форма трехфазного переменного тока; каждая фаза разделена фазовым углом 120 0 , как показано на векторной диаграмме посередине.

При определенном фазовом угле будет результирующее направление для поля, которое может быть вычислено путем сложения векторов; постоянный магнит (ы) в роторе будет смотреться так, чтобы быть выровненным с направлением поля, и по мере того, как форма волны переменного тока «прогрессирует» во времени, ротор будет вращаться, как показано.

Для 30 °:

Для 90 °:

Для 180 °:

И так далее в течение одного полного цикла (360 0 ), где ротор фактически вернется в исходное положение и снова повторит процесс.

Как выбрать электродвигатель?

Не все приложения подходят для использования трехфазного синхронного двигателя; Несмотря на то, что размер двигателя эффективен для его мощности, указанный выше двигатель будет слишком большим, например, для привода DVD-плеера.Кроме того, трехфазное питание не было бы идеальным для домашних (или большинства коммерческих) ситуаций; Таким образом, применение является важным фактором при определении размера и напряжения питания.

Мощность (через крутящий момент), требуемая от двигателя, является жизненно важным фактором; каковы динамические аспекты приложения — нагрузка, ускорение / замедление и расстояния, на которые необходимо перемещаться в радиальном или боковом направлении?

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

Наконец, необходимо учитывать условия окружающей среды — какова рабочая температура и могут ли возникнуть проблемы с водой или пылью? Будет ли двигатель работать во взрывоопасной среде и требовать ли он соответствия требованиям ATEX?

Типы электродвигателей

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

При выборе двигателей следует учитывать разницу между сервомоторами 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 специальной конструкции. Несколько независимых обмоток статора (статор — это неподвижная часть двигателя) и специально разработанный ротор позволяют двигателю двигаться в указанное положение или угол против команды.

Шаговые двигатели идеально подходят для маломощных и недорогих приложений, таких как привод компакт-дисков. И наоборот, серводвигатели лучше подходят для приложений с большей мощностью, высоким ускорением и высокой точностью.

Типичные области применения электродвигателей

Электродвигатели находят широкое применение — в домашнем, например, стиральные машины для компакт-дисков, DVD-дисков и т. Д., И в коммерческом, например, в медицине, офисах и промышленности.В сочетании с линейным приводным механизмом типичными приложениями являются, в частности, автомобилестроение, транспортировка материалов, робототехника, продукты питания и напитки, упаковка.

Нужно ли мне что-нибудь еще для работы электродвигателей?

Необходимы подходящие источники электропитания и соответствующие кабели, ведущие к оборудованию. В любом применении двигатель должен быть подключен к его ведомым компонентам напрямую, через зубчатые колеса или ремни, и для этого может потребоваться гашение вибрации.Датчики температуры являются разумным дополнением, и в случае возможного перегрева потребуется вентилятор с соответствующей вентиляцией.

Кабели необходимы для подачи питания и сигналов управления между двигателем и приводом (см. Статью «Что такое электропривод»).

Электродвигатели Исследования и разработки

Управление автомобильных технологий (VTO) поддерживает исследования и разработки (НИОКР) по улучшению двигателей в гибридных и подключаемых к электросети электромобилях, уделяя особое внимание сокращению использования редкоземельных материалов, используемых в настоящее время для двигателей на постоянных магнитах.

В системе электропривода электродвигатель преобразует накопленную в батарее электрическую энергию в механическую энергию. Электродвигатели состоят из ротора (подвижная часть двигателя) и статора (неподвижная часть двигателя). Двигатель с постоянными магнитами включает в себя ротор, содержащий ряд магнитов, и статор с током (обычно имеющий форму железного кольца), разделенных воздушным зазором. Существует три типа электродвигателей, которые могут использоваться в гибридных или подключаемых системах тягового привода электромобилей.

  • Двигатели с внутренним постоянным магнитом (IPM) имеют высокую удельную мощность и поддерживают высокий КПД в большом проценте рабочего диапазона. Почти все гибридные и подключаемые к электросети электромобили используют в тяговых двигателях редкоземельные постоянные магниты. Из-за высокой стоимости изготовления магнитов и ротора эти двигатели относительно дороги. Другие проблемы при использовании двигателей IPM включают ограниченную доступность и высокую стоимость редкоземельных магнитных материалов.Несмотря на проблемы, автомобильная промышленность ожидает продолжения использования двигателей IPM в большинстве электромобилей в течение следующего десятилетия.
  • Асинхронные двигатели обладают высоким пусковым моментом и высокой надежностью. Однако их удельная мощность и общий КПД ниже, чем у двигателей IPM. Сегодня они широко доступны и распространены в различных отраслях промышленности, в том числе в некоторых серийных автомобилях. Поскольку эта технология двигателей является зрелой, маловероятно, что исследования могут привести к дополнительным улучшениям в эффективности, стоимости, весе и объеме для конкурентоспособных электромобилей будущего.
  • Реактивные реактивные двигатели предлагают более дешевый вариант, который может быть прост в изготовлении. Они также имеют прочную конструкцию, которая может выдерживать высокие температуры и скорости. Однако они производят больше шума и вибрации, чем двигатели сопоставимых конструкций, что является серьезной проблемой для использования в транспортных средствах. Кроме того, вентильные реактивные электродвигатели менее эффективны, чем электродвигатели других типов, и требуют дополнительных датчиков и сложных контроллеров электродвигателей, что увеличивает общую стоимость системы электропривода.
НИОКР электродвигателей ВТО
Основная цель

VTO — снизить стоимость, объем и вес электродвигателей при сохранении или повышении производительности, эффективности и надежности. Чтобы достичь плановых затрат на 2022 год, исследования должны снизить стоимость двигателя на 50%.

Для достижения этих целей VTO и его партнеры изучают множество направлений исследований:

производителей электродвигателей | Поставщики электродвигателей

Список производителей электродвигателей

Приложения

Электродвигатели переменного и постоянного тока имеют одно общее применение — приводное оборудование.В этом контексте техника может быть чем угодно, от грузовика до электрической зубной щетки.

Электродвигатели приводят в действие продукцию в бесчисленных отраслях промышленности, включая электронику, строительство, товары для дома и офиса, бытовую технику (двигатели смесителей, двигатели холодильников и т. Д.), Автомобилестроение, транспорт и промышленное производство. Самые большие электродвигатели используются для таких применений, как сжатие трубопроводов, движение судов и гидроаккумулирование, в то время как самые маленькие электродвигатели могут поместиться в электрических часах.

История

Электродвигатели появились в 1740-х годах, когда шотландский монах по имени Эндрю Гордон создал первое электростатическое устройство. Примерно 60 лет спустя, в 1820 году, французский физик Андре-Мари Ампер обнаружил, как можно создать механическую силу, облегчая взаимодействие между двумя проводниками с током. Он записал этот принцип, который позже стал известен как закон силы Ампера. От его имени мы также получили базовую единицу измерения электрического тока в системе СИ — ампер или ампер.

Через год после того, как Ампер открыл закон силы Ампера, британский ученый Майкл Фарадей успешно провел эксперименты, демонстрирующие этот принцип. Сначала он окунул проволоку в ртуть и прикрепил к ней постоянный магнит. Затем он пропустил через провод ток. Когда ток перемещался по проволоке, проволока вращалась вокруг магнита. Это доказало, что ток создает круговое магнитное поле вокруг провода. В 1822 году человек по имени Питер Барлоу провел аналогичный, но обновленный эксперимент.Во время своего эксперимента он окунул кончики звездообразного колеса (колеса Барлоу) в ртуть, когда оно вращалось. Его результаты его эксперимента перекликались с результатами Фарадея.


Бесщеточный двигатель постоянного тока — решения для электродвигателей

Подобные эксперименты установили определенные принципы, такие как электромагнитная индукция, которые позже ученые и инженеры могли использовать в качестве отправной точки. Например, в 1827 году венгерский священник и ученый Аньош Едлик построил первый узнаваемый электродвигатель — он содержал ротор, статор и коммутатор.Несколько лет спустя он построил модель автомобиля, работавшую от электродвигателя. В 1832 году британский ученый Уильям Стерджен построил первый электродвигатель постоянного тока. В 1834 году американский кузнец Томас Дэвенпорт изобрел электродвигатель с батарейным питанием, с помощью которого он приводил в движение гусеничные малолитражки. Через три года после этого Давенпорт и его жена Эмили запатентовали конструкцию первого электродвигателя, который можно было использовать в коммерческих целях. В 1840 году он использовал свой электродвигатель для привода станков и печатного станка, чтобы напечатать собственную газету по механике.Это была первая газета, печатавшаяся на электроэнергии. Изобретения Давенпорта были гениальными, но, поскольку батареи еще не были экономически жизнеспособными, он в конечном итоге обанкротился.

Примерно в то же время немецкий физик и инженер Мориц фон Якоби создал вращающийся электродвигатель, с помощью которого он мог приводить в движение небольшую электрическую лодку через реку. В 1871 году бельгийский инженер-электрик Зеноб Грамм построил первый двигатель постоянного тока, который приносил хоть какие-то деньги. В 1887 году Никола Тесла изобрел двигатель переменного тока, продукт, который использует переменный ток и не требует коммутатора.Примерно в то же время, в 1886 году, американец Фрэнк Дж. Спраг изобрел первый неискрящий двигатель постоянного тока, который мог продолжать двигаться с одинаковой скоростью независимо от нагрузки. Между 1887 и 1888 годами Спраг изобрел электрические тележки, которые инженеры впервые применили в Ричмонде, штат Вирджиния. В 1892 году он изобрел электрический лифт и спроектировал L-систему в Чикаго, более формально известную как Южная надземная железная дорога.

В 20 веке электромоторы изменили мир. Они сократили рабочую силу повсюду, от производственного цеха до дома, они сделали машины более эффективными, они повысили уровень жизни, они позволили производить более качественную продукцию и расширили возможности путешествий.Сегодня электродвигатели — неотъемлемая часть нашей жизни.

Дизайн

При выборе или разработке нестандартных двигателей для вас производители электродвигателей будут учитывать различные аспекты вашего применения, в том числе то, насколько быстро вы хотите, чтобы двигатель работал, как часто вы его используете, среду, в которой вы будет использовать его и загружать детали (вес, местоположение и т. д.). Основываясь на этих факторах, они будут выбирать между мощностью переменного тока и мощностью постоянного тока, мощностью в лошадиных силах / ваттах (выходная мощность), числом оборотов в минуту (оборотов в минуту), изменчивостью скорости и скоростью.фиксированная скорость вращения и текущие рейтинги. Производители также могут варьировать ваши электродвигатели по количеству роторов и магнитных полюсов статора и размерам. Узнайте больше, рассмотрев ваше приложение с потенциальными поставщиками.

Характеристики

Компоненты
В общем, электродвигатели состоят из ротора, статора, обмоток, воздушного зазора и коммутатора.

Ротор
В этом контексте ротор представляет собой движущуюся часть, которая передает механическую мощность при перемещении вала.Для достижения этого вращательного движения ротор обычно конструируется со встроенными токонесущими проводниками, которые взаимодействуют с магнитным полем, создаваемым статором. Однако в некоторых случаях ротор несет магниты, а статор удерживает проводники.

Статор
В отличие от ротора статор не движется. Скорее, это фиксированный компонент электромагнитной цепи двигателя. Как правило, он состоит из сердечника и постоянных магнитов или обмоток. Этот сердечник состоит из нескольких тонких металлических листов, называемых пластинами, которые используются для уменьшения потерь энергии.

Обмотки
Обмотки спиральные. Когда они наматываются на сердечник и после того, как на них подается ток, назначение этих катушек — формирование магнитных полюсов.

Воздушный зазор
Далее воздушный зазор — это расстояние между ротором и статором. Воздушный зазор обеспечивает большую часть низкого коэффициента мощности, при котором работают двигатели, за счет увеличения и уменьшения тока намагничивания по мере необходимости. Таким образом, поскольку большой воздушный зазор оказывает сильное негативное влияние на производительность двигателя и может вызвать механические проблемы, потери и шум, воздушный зазор должен быть как можно меньше.

Коммутатор
Наконец, коммутатор — это часть, используемая для периодического переключения направления тока между внешней цепью и ротором. Он используется с большинством двигателей постоянного тока и универсальными двигателями. Коммутатор состоит из цилиндра, состоящего из нескольких металлических контактов или контактных колец, сегментов и якоря, на котором сегменты вращаются. Два или более электрических контакта, называемых щетками, создают скользящий контакт с сегментами, прижимаясь к ним при их вращении, позволяя току проходить через них и достигать ротора.

Конфигурации
Все электродвигатели имеют две основные конфигурации полюса магнитного поля, из которых можно выбрать: явный полюс и невыраженный полюс.

Яркий полюс
Магнитное поле явнополюсной машины создается обмоткой, намотанной под лицевой стороной полюса.

Невыступающий полюс
В случае машины с невыпадающими полюсами, также известной как машина с круглым ротором или машина с распределенным полем, обмотки создают магнитное поле, будучи намотанными вокруг пазов на лицевых сторонах полюсов.

Затененный полюс
Третья конфигурация полюса, затененный полюс, задерживает фазу магнитного поля полюса. Для этого требуется обмотка, состоящая из медного стержня или кольца, называемая затеняющей катушкой, которая огибает определенную часть этого полюса.

Типы

Типы по источнику тока
Двигатели переменного тока питаются от приложенного переменного тока. Переменные токи, проходящие через катушки, создают вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, передает крутящий момент на выходной вал.Им не нужен коммутатор. Общие источники питания переменного тока включают инверторы, генераторы и электрические сети.

Двигатели постоянного тока получают питание от постоянного тока. Напряжение, создаваемое токами, вызывает вращение обмотки якоря, в то время как невращающаяся обмотка каркаса поля якоря действует как постоянный магнит. Пользователи двигателей постоянного тока могут управлять своей скоростью, регулируя ток корпуса возбуждения или изменяя приложенное напряжение. Токи постоянного тока часто вырабатываются выпрямителями, электромоторами и батареями.

Универсальные двигатели могут работать как на переменном, так и на постоянном токе.

Типы по внутренней конструкции
Щеточные двигатели , иногда называемые коммутируемыми электродвигателями, являются одним из двух основных типов электродвигателей, которые классифицируются по внутренней конструкции. Щеточные двигатели, которые почти всегда используют постоянный ток, получили свое название от коммутатора, который поставляется с несколькими щетками. Эти щетки всегда сделаны из мягкого проводящего материала; почти исключительно производители используют углерод, иногда с добавлением медного порошка для улучшения проводимости.Пять основных типов щеточных двигателей: двигатели с раздельным возбуждением, двигатели с последовательной обмоткой постоянного тока, двигатели постоянного тока с постоянными магнитами, составные двигатели постоянного тока и двигатели с параллельной обмоткой постоянного тока.

Бесщеточные двигатели намного более эффективны, чем щеточные двигатели, и они быстро их заменяют. В этих двигателях вместо щеток используются датчики, известные как датчики на эффекте Холла, для передачи тока. Они состоят из трехфазной катушки, внешнего ротора с постоянным магнитом, электроники привода и датчика.Трехфазная катушка — это элемент двигателя, который ссылается на другой тип классификации двигателей, основанный на способах движения двигателя.

Мотор-редукторы используют зубчатые головки для изменения скорости.

Электродвигатели со ступицей — это двигатели, встроенные в ступицу колеса. Они напрямую приводят в движение колесо.

Типы по средствам движения
Наиболее распространенные классификации движения двигателей включают трехфазные двигатели, однофазные двигатели, линейные двигатели, шаговые двигатели и двигатели на 12 В.

Трехфазные электродвигатели отличаются простотой конструкции и высоким КПД. Обычно это тип асинхронного двигателя, трехфазные двигатели работают с использованием трех переменных токов, которые распределяют преобразованную механическую энергию.

Однофазные двигатели — еще один пример асинхронного двигателя. На этот раз они используют однофазный или однофазный источник питания двигателя, которым обычно является переменный ток.

Линейные двигатели вырабатывают механическую энергию по прямой или линейной линии.Другими словами, линейные двигатели обеспечивают движение в одной плоскости.

Шаговые двигатели во многом похожи на трехфазные синхронные двигатели. Основное различие между ними состоит в том, что, в то время как 3-фазные синхронные двигатели вращаются непрерывно, шаговые двигатели должны непрерывно запускаться и останавливаться. Шаговые двигатели широко используются в 3D-принтерах и роботах.

Двигатели 12 В генерируют движение, используя двенадцать вольт электроэнергии, что является стандартным.

Типы по методу преобразования энергии
Наконец, электродвигатели по-разному преобразуют энергию.Таким образом, двигатели делятся на синхронные, асинхронные, электростатические и серводвигатели.

Синхронные двигатели — это двигатель переменного тока. Они преобразуют напряжение в энергию, используя проходящий ток и ротор, которые движутся с одинаковой скоростью. Вместе эти элементы создают вращающееся магнитное поле. Синхронные двигатели обладают способностью поддерживать постоянную скорость при изменении крутящего момента.

Асинхронные двигатели , иногда называемые асинхронными двигателями, работают по принципу электромагнитной индукции.По сути, они работают, когда электрический проводник проходит через магнитное поле и впоследствии вырабатывает напряжение. Асинхронные двигатели дешевле синхронных.

Электростатические двигатели работают за счет притяжения и отталкивания электрического заряда. Обычно они потребляют много энергии, но доступны и меньшие модели, использующие более низкое напряжение. Например, небольшие электростатические двигатели являются обычными компонентами микромеханических систем (MEMS).

Серводвигатели работают с использованием сервомеханизмов (сервоприводов), которые обнаруживают ошибки и автоматически исправляют их.У них также есть встроенные микроконтроллеры, которые позволяют пользователям предлагать им перемещать точное количество градусов, когда они захотят. Серводвигатели исключительно малы. Они распространены в роботизированных приводах, автомобилях с дистанционным управлением и самолетах для хобби.

Принадлежности

Электродвигатели имеют бесчисленное множество принадлежностей. Примеры распространенных аксессуаров для электродвигателей включают преобразователи фазы (используемые для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока и наоборот), подшипники, крышки вентиляторов, комплекты двигателей, монтажные комплекты, дождевики, комплекты тормозов, пульты дистанционного управления, контроллеры скорости / напряжения и распределительные коробки.

Стандарты

В Соединенных Штатах одним из наиболее важных наборов стандартов, связанных с электродвигателями, являются стандарты, разработанные NEMA или Национальной ассоциацией производителей электрооборудования. NEMA присваивает разным двигателям стандартные размеры, которые вы можете просмотреть в таблицах, которые они отправляют производителям. Другие стандартные требования связаны с вашей отраслью, областью применения и местоположением. Изучите стандарты, которым должны соответствовать ваши электродвигатели, поговорив с лидерами отрасли.

На что следует обратить внимание

Если вы ищете электродвигатель, первое, что вам нужно сделать, это убедиться, что вы знаете свои характеристики. Мы рекомендуем, прежде чем звонить любым производителям, перечислить все, что вы ищете (или не ищете), включая данные вашего приложения, ваш бюджет, срок доставки, ваши предпочтения после доставки (помощь в установке, техническая поддержка и т. Д.) .) и ваши стандартные требования. Подробное обсуждение этих вопросов с компанией, производящей электромоторы, поможет вам понять, подходите ли вы друг другу.

Чтобы найти «правильную посадку», ознакомьтесь с высококачественными производителями, которые мы перечислили на этой странице. Просмотрите их профили и веб-страницы, чтобы узнать, подойдут ли они вам. Выберите трех или четырех главных претендентов, а затем позвоните каждому из них, чтобы обсудить вашу заявку. После того, как вы поговорите с каждым из них, сравните и сопоставьте свои разговоры и выберите тот, который, по вашему мнению, предложит вам лучший сервис в рамках вашего бюджета и временных рамок. Удачи!

Информационное видео об электродвигателях

Электродвигатели: что это такое и как они работают?

Электродвигатели используются постоянно для питания устройств, которые мы используем каждый день.Будь то вентилятор, охлаждающий вас в жаркий день, двигатель воздуходувки для листьев или электромобиль, без электродвигателей, мир был бы совсем другим.

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель — это машина, которая может преобразовывать электрическую энергию в механическую (в частности, кинетическую энергию или энергию движения). Обычно это достигается за счет использования взаимосвязи между электричеством и магнетизмом.

Электродвигатели могут питаться от переменного тока, например, от сетевой розетки, или постоянного тока, например от аккумулятора.

Как работает электродвигатель?

Основной принцип, лежащий в основе электродвигателя, заключается в том, что должна быть катушка с проволокой, которая могла бы свободно вращаться в присутствии внешнего магнитного поля.

Когда ток проходит через катушку с проволокой, взаимодействие между током и полем создает крутящий момент, заставляющий катушку вращаться. Это вращение можно использовать, например, для вращения шин на игрушечной машине, или оно может приводить в движение коленчатый вал и преобразовывать вращательное движение в поступательное.

Как сделать свой собственный электродвигатель

Иногда лучший способ понять, как работает двигатель, — это построить его самостоятельно. Вы можете построить простой двигатель постоянного тока из обычных предметов домашнего обихода.

Посылая ток через провод тщательно продуманной формы в присутствии магнитного поля, мы можем создать часть нашей цепи, которая будет вращаться, позволяя нам преобразовывать электрическую энергию в механическую.

    Сделайте катушку из проволоки, обернув ее вокруг ячейки «D» 1.Аккумулятор 5 В несколько раз (аккумулятор служит формой; снимите катушку, когда закончите намотку). Оставьте примерно 2-3 см торча с обоих концов. Убедитесь, что все витки намотаны в одном направлении.

    Катушка должна быть хорошо сбалансирована на этих концах, чтобы она легко поворачивалась при установке в подставку, предусмотренную скрепками. Вы должны удерживать катушку вместе, скручивая последнюю петлю вокруг катушек, чтобы намотать катушки вместе.

    Когда катушка находится в показанном положении, с одного из концов провода, который будет контактировать со скрепками, изоляция должна быть удалена только с нижней стороны.Другой конец должен быть полностью обнажен в месте контакта со скрепкой. Таким образом, примерно половину времени через катушку будет проходить ток.

    Согните две скрепки так, чтобы они удерживали катушку, как показано, и закрепили их на месте.

    Поместите постоянный магнит под катушку.

    Подключите источник питания, например батарею D, которую вы использовали в качестве формы, к скрепкам.

    Попробуйте запустить двигатель, слегка покрутив катушку. Попробуйте, настройте, попробуйте, настройте, попробуйте и снова настройтесь, пока не добьетесь успеха!

Как это работает?

Если катушка ориентирована, как показано на изображении, ток проходит через катушку по часовой стрелке, а магнитное поле направлено вверх, тогда верх катушки будет ощущать силу, указывающую наружу (относительно экрана компьютера, на котором вы это смотрите. ), и нижняя часть катушки почувствует направленную внутрь силу.Это заставит катушку вращаться.

Когда ваша катушка повернется на 180 градусов, ток будет течь против часовой стрелки. Однако, поскольку вы сняли половину провода, ток не будет течь, пока катушка перевернута. Это сделано для того, чтобы у нас не возникла сила в противоположном направлении, заставляющая катушку реверсировать, а не продолжать.

При условии, что первоначальный толчок из-за поля достаточно силен, катушка перевернется на 180 градусов, совершая полный оборот, к концу которого ток течет таким образом, что сила заставляет ее сделать еще один оборот, как и раньше. .Если все достаточно хорошо сбалансировано, мотор должен вращаться довольно быстро и долго.

Детали коммерческого двигателя

К компонентам коммерческого двигателя относятся следующие:

Якорь — это силовая часть двигателя. Он может быть расположен на роторе (вращающаяся часть) или на статоре (неподвижная часть). Якорь состоит из катушек проволоки, которые взаимодействуют с магнитным полем при прохождении тока.В нашем самодельном двигателе катушка была якорем и ротором, а скрепки — статором.

Щетки позволяют передавать ток на ротор при его вращении. В нашем самодельном моторе точка контакта скрепок и медного провода служила той же цели.

Коммутатор служит для периодического изменения направления тока. Это необходимо для двигателя постоянного тока или двигателя постоянного тока, но обычно не требуется для двигателя переменного тока или двигателя переменного тока, потому что ток уже меняет направление.Мы достигли тока включения / выключения в нашем двигателе, оставив одну сторону контактного провода изолированной.

Полевой магнит Полевой магнит или полевые катушки (электромагниты) создают необходимое магнитное поле.

Ось представляет собой стержнеобразную деталь, совмещенную с осью вращения ротора, так что она вращается вместе с ротором. Горизонтальные концы нашего самодельного мотора были по сути осью.

Шестерня — это небольшая шестерня, которая может использоваться для передачи движения двигателя другому объекту или части машины.

Типы электродвигателей

Существует много различных типов электродвигателей. Хотя сначала они подразделяются на двигатели переменного или постоянного тока, возможны и многие другие варианты. Будь то тяжелые, легкие, сельскохозяйственные или общие, здесь перечислены лишь некоторые из множества типов.

Однофазный двигатель работает от одного источника переменного тока.

Трехфазный двигатель — это двигатель, который приводится в действие тремя переменными токами одинаковой частоты, не совпадающими по фазе друг с другом.

Синхронный двигатель — это двигатель, период вращения которого кратен частоте переменного тока.

В асинхронном двигателе или , , электрический ток в роторе создается за счет электромагнитной индукции из магнитного поля обмотки статора.

Шаговый двигатель — это бесщеточный двигатель постоянного тока, который прерывает полный оборот на равные ступени. Мотор может двигаться и удерживаться на любом из шагов.

Электрогенераторы

Электрогенераторы являются реверсом электродвигателей; они берут механическую энергию и преобразуют ее в электрическую. Это можно сделать разными способами.

Например, энергия ветра может использоваться для вращения лопастей вентилятора ветрогенератора, которые вращают ротор внутри генератора, и возникающая в результате электромагнитная индукция вызывает протекание тока. Подобным образом работают гидроэлектростанции: падающая вода вращает лопасти турбины.

Заткнись насчет батарей: ключ к лучшему электромобилю — это более легкий мотор

Keep On Turning: двигатель авторов представляет собой усовершенствование другой конструкции, в которой не использовались магниты для смещения поля. Фотографии: Технологический институт Карлсруэ

В течение первого десятилетия 1900-х годов 38 процентов всех автомобилей в Соединенных Штатах работали на электричестве, и эта доля снизилась практически до нуля, когда в 20-е годы доминировал двигатель внутреннего сгорания.Сегодняшние усилия по экономии энергии и сокращению загрязнения дали электромобилю новую жизнь, но его высокая стоимость и ограниченный диапазон поездок в совокупности удерживают показатели продаж на низком уровне.

Большинство попыток решить эти проблемы связаны с улучшением аккумуляторов. Конечно, более совершенные системы хранения электроэнергии — будь то батареи или топливные элементы — должны оставаться частью любой стратегии по совершенствованию электромобилей, но есть много возможностей для улучшения и в другом фундаментальном компоненте транспортного средства: двигателе.Последние четыре года мы работали над новой концепцией тягового электродвигателя, используемого в электромобилях и грузовиках. Наша последняя разработка значительно повышает эффективность по сравнению с традиционными конструкциями — достаточно, чтобы сделать электромобили более практичными и доступными.

В прошлом году мы протестировали наш прототип двигателя в ходе обширных испытаний на лабораторном стенде, и хотя пройдет некоторое время, прежде чем мы сможем поместить машину в автомобиль, у нас есть все основания ожидать, что он будет работать так же хорошо в этих условиях.Таким образом, наш двигатель может расширить диапазон сегодняшних электромобилей, даже если в технологии аккумуляторов не будет дальнейшего прогресса.

Чтобы понять проблему, необходимо сделать краткий обзор основ конструкции электродвигателя. По сравнению с двигателями внутреннего сгорания электродвигатели просты и состоят всего из нескольких важных компонентов. По механическим причинам требуется корпус; его называют статором, потому что он остается на месте. Ротор необходим для вращения вала и создания крутящего момента.Чтобы двигатель работал, статор и ротор должны магнитно взаимодействовать, чтобы преобразовать электрическую энергию в механическую.

В этом магнитном интерфейсе концепции электродвигателей различаются. В щеточных двигателях постоянного тока постоянный ток протекает через щетки, которые скользят по коммутатору. Ток проходит через коммутатор и питает обмотки ротора. Эти обмотки отталкиваются постоянными магнитами или электромагнитами в статоре. Когда щетки скользят по коммутатору, он периодически меняет направление тока, так что магниты ротора и статора отталкиваются друг от друга снова и снова в такой последовательности, которая заставляет ротор вращаться.Другими словами, вращательное движение вызывается изменяющимся магнитным полем, создаваемым коммутатором, который подключает катушки к источнику питания и циклически меняет ток по мере вращения ротора. Однако этот метод ограничивает крутящий момент и подвержен износу; поэтому он больше не используется для тяговых приводов.

В современных электромобилях вместо этого используется переменный ток, питаемый от инвертора. Здесь динамическое вращающееся магнитное поле создается внутри статора, а не ротора.Эта характеристика облегчает конструктивные ограничения ротора, как правило, более сложного из двух, что, в свою очередь, облегчает общую конструкторскую проблему.

Есть два типа двигателей переменного тока: асинхронные и синхронные. Мы сосредоточимся на синхронных, потому что они обычно работают лучше и эффективнее.

Река протекает сквозь него: при улучшенном охлаждении вода пропускается непосредственно через змеевик (слева), а не через водяную рубашку на внешней стороне корпуса (справа). Изображение: Мартин Доппельбауэр и Патрик Винцер

Синхронные двигатели также бывают двух разновидностей. Наиболее распространенной является синхронная машина с постоянными магнитами (PMSM), в которой используются постоянные магниты, встроенные в ротор. Как отмечалось выше, чтобы заставить ротор вращаться, в статоре создается вращающееся магнитное поле. Это вращающееся поле создается обмотками статора, подключенными к источнику переменного тока. Во время работы полюса постоянных магнитов ротора заблокированы для вращающегося магнитного поля статора, которое заставляет ротор вращаться.

Эта конструкция, которая используется в Chevrolet Volt and Bolt, BMW i3, Nissan Leaf и многих других автомобилях, позволяет достичь максимальной эффективности до 97 процентов. Их постоянные магниты обычно сделаны из редкоземельных элементов; примечательными примерами являются очень мощные неодимовые магниты, разработанные в 1982 году компаниями General Motors и Sumitomo.

Явнополюсные синхронные машины (SPSM) используют электромагниты внутри ротора, а не постоянные магниты. Полюса представляют собой катушки в форме труб, которые направлены наружу от ступицы ротора, как спицы в колесе.Эти электромагниты в роторе питаются от источника постоянного тока, который подключен к катушкам через контактные кольца. Контактные кольца — в отличие от коммутатора в машине постоянного тока — не реверсируют ток в катушках ротора. Таким образом, северный и южный полюса ротора статичны, и щетки изнашиваются не так быстро. И, как и в PMSM, движение ротора вызывается вращающимся магнитным полем статора.

Из-за необходимости подачи питания на электромагниты ротора через контактные кольца, эти двигатели обычно имеют немного более низкий пиковый КПД, в диапазоне от 94 до 96 процентов.Преимущество, которое они имеют перед PMSM, заключается в возможности регулировки поля ротора, что позволяет ротору эффективно развивать крутящий момент на более высоких скоростях по сравнению с PMSM. Таким образом, общие характеристики при использовании в качестве двигателя автомобиля могут быть выше. Единственный производитель, который использует этот тип двигателя в серийных автомобилях, — это Renault в своих моделях Zoe, Fluence и Kangoo.

ЭМ

должны изготавливаться из компонентов, которые не только высокоэффективны, но и легки. Наиболее очевидный подход к улучшению отношения мощности к массе двигателя — это уменьшение размера машины.Однако такая машина будет производить меньший крутящий момент для данной скорости вращения. Следовательно, чтобы получить такую ​​же мощность, вам нужно запустить двигатель с более высокими оборотами в минуту. Современные электромобили работают со скоростью около 12 000 об / мин; для следующего поколения готовятся двигатели до 20 000 об / мин; и машины, достигающие 30 000 об / мин, находятся под следствием. Проблема в том, что для более высоких скоростей требуются коробки передач все большей сложности, потому что обороты настолько велики по сравнению с тем, что необходимо для вращения шин.Эти сложные редукторы несут относительно высокие потери энергии.

A Perfect Storm: В дизайне авторов [вверху] сила Лоренца и смещенная сила индуктивности (серый цвет) суммируются при максимальной суммарной силе [синий], равной 2. В обычном двигателе [внизу] сложение двух силы — сила Лоренца и сила сопротивления [серый] — дает общую силу [синий], которая достигает максимума всего 1,76 при угле полярного колеса 0,94 рад. Разница в этом примере составляет 14 процентов.

Второй подход к улучшению отношения мощности к весу заключается в увеличении силы магнитного поля двигателя, что увеличивает крутящий момент. В этом и заключается смысл добавления железного сердечника к катушке, поскольку, хотя этот шаг увеличивает вес, он увеличивает плотность магнитного потока на два порядка. Поэтому почти все электрические машины сегодня используют железный сердечник в статоре и роторе.

Однако есть недостаток. Когда напряженность поля превышает определенный предел, железо теряет всю свою способность увеличивать поток.На этот предел насыщения может незначительно влиять процесс смешивания и производства чугуна, но наиболее экономичные материалы ограничены примерно 1,5 В / м 2 (Вольт, умноженное на секунду на квадратный метр, или тесла). Только очень дорогие и редкие кобальто-железные вакуумные стальные материалы могут достигать плотности магнитного потока 2 тесла и более.

Наконец, третий стандартный способ увеличения крутящего момента — усилить поле, пропустив через катушки больше тока. Опять же, есть ограничения.Протолкните через провод больше тока, и резистивные потери увеличатся, уменьшая эффективность и создавая тепло, которое может повредить двигатель. Вы можете использовать проволоку из металла, проводящего лучше, чем медь. Действительно, серебряная проволока доступна, но в этом случае она была бы абсурдно дорогой.

В результате единственный практический способ увеличить ток — это контролировать нагрев. Современные системы охлаждения направляют охлаждающую воду непосредственно вдоль обмоток, а не направляют водопровод дальше, на внешнюю сторону статора [см. Иллюстрацию «Река протекает через нее»].

Все эти шаги помогают улучшить отношение веса к мощности. В гоночных электромобилях, где стоимость не имеет значения, моторы могут весить всего 0,15 килограмма на киловатт выходной мощности, что сопоставимо с лучшими двигателями внутреннего сгорания Формулы-1.

Фактически, мы и наши студенты спроектировали и построили такие высокопроизводительные электродвигатели для автомобиля, участвовавшего в гоночной серии Formula Student Racing три года назад. Мы построили двигатели в нашей лаборатории в Электротехническом институте Технологического института Карлсруэ в Германии.Каждый год команда строила новую машину с улучшенными моторами, коробками передач и силовой электроникой. На каждую машину приходится четыре двигателя, по одному на каждое колесо. Каждый из них имеет диаметр всего 8 сантиметров, длину 12 см и вес 4,1 кг, и каждый из них выдает 30 кВт непрерывной мощности с максимальной мощностью 50 кВт. В 2016 году наша команда выиграла чемпионат мира.

Так что это действительно можно сделать, когда стоимость не имеет значения. Настоящий вопрос заключается в том, могут ли такие технологии повышения производительности использоваться в двигателях массового потребления, которые можно было бы использовать в автомобиле, который вы могли бы купить? Мы построили такой двигатель, поэтому ответ — да.

Мы начали с одной идеи. Электродвигатели одинаково хорошо работают независимо от того, действуют ли они как двигатели или как генераторы, хотя такая симметрия на самом деле не требуется для электромобилей. Для автомобиля вам нужен электродвигатель, который лучше работает в режиме двигателя, чем в режиме генерации, который используется только для зарядки аккумуляторов во время рекуперативного торможения.

Чтобы понять идею, рассмотрим в деталях принцип работы двигателя PMSM. В таком двигателе на самом деле есть две силы, которые создают движение.Во-первых, это сила, создаваемая постоянными магнитами в роторе. Когда токи проходят через медные катушки статора, они создают магнитное поле. Со временем ток передается от одной катушки к другой, вызывая вращение магнитного поля. Это вращающееся поле статора притягивает постоянные магниты ротора, так что ротор начинает двигаться. Этот принцип зависит от так называемой силы Лоренца, которая действует на заряженную частицу, движущуюся через магнитное поле.

Но современные электродвигатели также получают дополнительную мощность за счет сопротивления — силы, которая притягивает кусок железа к магниту. Таким образом, вращающееся поле статора притягивает как постоянные магниты, так и железо ротора. Сила Лоренца и сопротивление работают рука об руку, и — в зависимости от конструкции двигателя — они примерно одинаково сильны. Обе силы почти равны нулю, когда магнитное поле ротора и статора идеально выровнены. По мере увеличения угла между полями машина развивает механическую мощность.

В синхронной машине поле статора и ротор вращаются в тандеме, без задержки, характерной для асинхронных машин. Поле статора имеет определенный угол по отношению к ротору, угол, который можно свободно изменять момент за моментом во время работы для достижения максимальной эффективности. Оптимальный угол для создания крутящего момента при заданном токе можно рассчитать заранее. Затем он регулируется — по мере изменения тока — системой силовой электроники, которая подает переменный ток на обмотки статора.

Но вот в чем проблема: когда вы перемещаете поле статора относительно положения ротора, сила Лоренца и сила сопротивления каждый раз увеличиваются и уменьшаются. Сила Лоренца увеличивается в соответствии с синусоидальной функцией, которая достигает своего пика в точке, расположенной под углом 90 градусов от исходной позиции (которая является точкой, в которой выравниваются поля статора и ротора). Однако сила сопротивления повторяется с удвоенной частотой и, следовательно, достигает пика при смещении на 45 градусов [см. Графики «Идеальный шторм»].

Поскольку две силы достигают своих пиков в разных точках, пик общей силы двигателя меньше суммы его частей. Скажем, в конкретной конструкции машины, в определенный момент работы двигателя, 54 градуса оказывается оптимальным углом для максимальной общей силы. В этом случае этот пик будет на 14 процентов меньше, чем пики двух сил вместе взятых. Это лучший компромисс, который может предоставить этот дизайн.

Иллюстрация: Джеймс Прово Половина двигателя: На этом поперечном сечении по длине авторской конструкции двигателя показаны все ключевые компоненты.Обратите внимание на постоянные магниты и обмотку электромагнитов, которые вместе формируют поле в роторе так, чтобы оптимально согласовать две силы — силу Лоренца и силу сопротивления.

Если бы мы могли модернизировать этот двигатель так, чтобы две силы достигли пика в одной и той же точке цикла, мощность двигателя увеличилась бы на 14 процентов — без каких-либо дополнительных затрат. Единственное, что вы потеряете, — это эффективность машины, когда она работает как генератор. И, как мы объясним позже, мы нашли способ восстановить даже эту функцию, чтобы машина могла лучше восстанавливать энергию во время торможения.

Спроектировать двигатель , который идеально выравнивает поле статора с полем ротора, — непростая задача. Проблема, по сути, сводится к объединению PMSM и SPSM в новый гибридный дизайн. В результате получается гибридная синхронная машина со смещенной осью сопротивления. Короче говоря, эта машина использует как провода, так и постоянные магниты для создания магнитного поля внутри ротора.

Другие пытались (а затем отказались) от этой идеи, но они хотели использовать постоянные магниты только для усиления электромагнитного поля.Нашим нововведением было использование магнитов только для точного формирования поля, чтобы оптимально согласовать две силы — силу Лоренца и силу сопротивления.

Наша основная проблема при проектировании заключалась в том, чтобы найти конструкцию ротора, способную формировать поле, но при этом достаточно прочную, чтобы работать на высоких скоростях без разрушения. Самая внутренняя часть нашей конструкции — это пластина ротора, которая несет медную обмотку на железном сердечнике. К плечам полюсов этого сердечника приклеиваем постоянные магниты; дополнительные наконечники на стойках не дают им улететь.Чтобы удерживать все на месте, мы протолкнули прочные, но легкие титановые стержни через электромагнитные полюса ротора с помощью гаек, чтобы закрепить стержни на кольцах из нержавеющей стали на обеих сторонах ротора.

Мы также нашли способ обойти недостаток нашего оригинального двигателя, заключающийся в уменьшении крутящего момента при работе в качестве генератора. Теперь мы можем изменить направление поля в роторе, чтобы генерация, необходимая для рекуперативного торможения, была такой же мощной и эффективной, как и работа двигателя.

A Class Project: В этом гоночном автомобиле Formula Student использовались специальные методы охлаждения двигателя. Фото: KA-Raceing

Мы достигли этого, изменив направление тока в обмотке ротора, когда машина работает как генератор. Вот почему это работает. Сначала рассмотрим ротор нашей оригинальной конструкции. При движении по периметру ротора обнаруживается определенная последовательность северного (N) и южного (S) полюсов электромагнитного (E) и постоянного магнитного (P) источников: NE, NP, SE, SP. Этот узор повторяется столько раз, сколько пар полюсов. Изменяя направление тока в обмотке ротора, электромагнитные полюса — и только они — изменяют направление, и теперь порядок полюсов становится SE, NP, NE, SP и так далее.

Если вы внимательно посмотрите на эти две прогрессии, вы увидите, что вторая прогрессия похожа на первую, только в обратном направлении. Это означает, что ротор может использоваться либо в режиме двигателя (первая последовательность), либо в режиме генератора (вторая последовательность), при этом ток ротора течет в направлении, противоположном первому. Таким образом, наша машина работает более эффективно, чем обычные двигатели, и как двигатель, и как генератор. В нашем прототипе изменение тока занимает менее 70 миллисекунд, что достаточно быстро для использования в автомобилях.

В прошлом году мы построили на верстаке прототип двигателя и подвергли его тщательным испытаниям. Результаты очевидны: используя ту же силовую электронику, параметры статора и другие конструктивные ограничения, что и у обычного двигателя, машина способна производить почти на 6 процентов больше крутящего момента и достигать на 2 процента более высокой пиковой эффективности. А в ездовом цикле улучшение даже лучше: для этого требуется на 4,4 процента меньше энергии. Это означает, что автомобиль, который проехал бы 100 километров на одной зарядке, может с этим мотором проехать 104.4 км. Дополнительный диапазон обходится дешево, потому что наша конструкция включает в себя всего несколько дополнительных деталей, которые намного дешевле, чем установка дополнительных батарей.

Мы контактируем с несколькими производителями оригинального оборудования, которые находят эту концепцию интересной, однако пройдет некоторое время, прежде чем вы увидите один из этих асимметричных двигателей в серийном автомобиле. Однако, когда он действительно появится, он должен в конечном итоге стать новым стандартом, потому что получение всего, что вы можете, из имеющейся у вас энергии, является главным приоритетом для автопроизводителей — и для общества в целом.

Эта статья опубликована в июльском выпуске журнала за 2017 год как «Мотор для электромобиля завтрашнего дня».

Об авторе

Мартин Доппельбауэр возглавляет кафедру гибридных электромобилей в Институте электротехники Технологического института Карлсруэ в Германии. Патрик Винзер — научный сотрудник и доктор философии. кандидат там.

ошибка 404

DE английский Открытый выбор страны и языка

близко Закрыть выбор страны и языка

Выбор страны и языка

Вы уже вошли в систему.Вы можете изменить языковые настройки в разделе «Личные данные».

Страна / регион

Если вы выберете другую страну / регион, вы можете потерять несохраненные данные, например в корзине.

[# / languages.languages.length #] [# country #] [# /languages.length #]. [# # languages.length #] Хотите перейти на сайт [# country #]

? [# /languages.length #] [# # languages.length #] Язык [# #languages ​​#] [# имя #] [# / languages ​​#] [# / languages.длина #] [# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# #адрес.Эл. адрес #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# # languages.length #] [# /languages.length #] [# /при поддержке #] [# #продажи #]

[# имя #] обслуживается дилером по адресу [# адрес.страна №] ..

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /адрес.факс №] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# /продажи #] [# #sales_partner #]

[# name #] обслуживается партнером по продажам в [# sales_partner.country #] ..

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# #адрес.Эл. адрес #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / sales_partner #] [# #service_partner #]

[# name #] обслуживается партнером по обслуживанию в [# service_partner.country #] ..

[# #адрес #]
[# #адрес.строки #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /адрес.Эл. адрес #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / service_partner #] [# #sales_service_partner #]

[# name #] обслуживается партнером по продажам и обслуживанию в [# sales_service_partner.country #] ..

[# #адрес #]
[# #адрес.строки #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /адрес.Эл. адрес #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / sales_service_partner #] [# #recommended_dealer #]

[# name #] обслуживается Рекомендованным дилером в [# Recommended_dealer.country #] ..

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#.#]

[# /address.lines #]
[# # address.tel #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# #адрес.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# / Recommended_dealer #] [# #место нахождения #]

Контактные данные от [# name #]:

[# #адрес #]
[# # address.lines #]

[#. #]

[# /address.lines #]
[# #адрес.тел #]

тел. [# address.tel #]

[# /address.tel #] [# # address.fax #]

Факс: [# address.fax #]

[# /address.fax #] [# # address.email #]

Электронная почта: [# address.email #]

[# /address.email #] [# # address.url #]

На сайт

[# /address.url #]
[# /адрес #] [# /место нахождения #]

Что такое мотор? | Сервоприводы и контроллеры машин | Продукты и решения

Что такое мотор?

Словарь описывает: «Двигатель — это машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую.Другими словами, электрическая энергия — это «батарея», а механическая энергия — это «вращение». Для физического объяснения мотора хорошо подходит хорошо известное «правило левой руки Флеминга». Когда электрический ток течет по электрическому проводу, помещенному между двумя магнитами, обращенными друг к другу, он создает силу. Электрический ток, магнитное поле и движение соответственно применяются в перпендикулярных направлениях друг к другу, как когда вы разводите средний палец (электрический ток), указательный палец (магнитное поле) и большой палец (сила) левой руки соответственно по взаимно ортогональным осям.

Тогда почему электрический ток, протекающий по электрическому проводу, создает силу? Это потому, что, когда электрический ток течет по электрическому проводу, вокруг него создается магнитное поле. Магнитное поле притягивает или отталкивает магнитное поле от магнитов, которые создают силу для перемещения электрического провода. Электрическая энергия здесь — это «электрический ток», а механическая энергия — это «сила».

Начало моторов

В 1831 году британский физик Майкл Фарадей открыл закон электромагнитной индукции, согласно которому электрический ток течет при перемещении магнитов в катушке с воздушным сердечником.Закон электромагнитной индукции доказал, что электрическая энергия и механическая энергия взаимно преобразованы. Говорят, что это катализатор изобретения двигателей. В те дни Великобритания переживала период первой промышленной революции, и паровая энергия была движущей силой революции. Никто не мог признать важность двигателей, которые работали с электричеством в те дни без электросети.

На пути к практичным моторам

Никола Тесла

С момента открытия Фарадеем электромагнитной индукции люди изобрели ряд двигателей.В 1834 году Томас Давенпорт изобрел практический двигатель постоянного тока. После этого югославскому инженеру-электрику, позже ставшему американцем Никола Тесла, пришла в голову идея управлять двигателями переменным током. В 1882 году идея принципа вращающегося магнитного поля внезапно поразила его голову, когда он гулял в парке. В 1887 году он закончил практический двухфазный двигатель переменного тока (асинхронный двигатель), использующий вращающееся магнитное поле. С тех пор были разработаны технологии переменного тока, такие как трансформатор, трехфазная трехпроводная система, а также электросети.Чем доступнее становилось электричество, тем шире использовались двигатели.

Благодаря прорыву Tesla теперь мы можем наслаждаться жизнью, используя электричество и двигатели. Кстати, когда-то Тесла работал в компании, которой руководил великий изобретатель Эдисон, он вступил в конфликт с Эдисоном и покинул компанию в течение одного года. Тесла оставил слова, цинично искажающие слова Эдисона: «Гений — это 1 процент вдохновения и 99 процентов напрасных усилий».

Отечественное производство моторов и выезд Yaskawa Electric

Первый заказ размещен асинхронный двигатель

Говорят, что первый двигатель, использованный в Японии, был для лифта (вмещал 15-20 человек, работал до 8 этажа) в Ryōunkaku, первом небоскребе в западном стиле в Японии, открытом в 1890 году в районе Асакуса, Токио. .Не говоря уже о том, что такой технологии для проектирования и производства двигателей в Японии не было, в лифте использовался 15-сильный двигатель (двигатель постоянного тока), купленный в Америке. Хотя утверждается, что лифт прекратил работу в течение 1 года из-за частых поломок, это стало эпизодом, продемонстрировавшим стремление людей к моторизации.

В 1890-х годах в Японии начали использовать импортные двигатели, например, для насосов в шахтах. Поскольку уровень промышленных технологий в Японии в то время был значительно ниже, чем в Европе и Америке, большинство электрических устройств было импортным.Однако говорят, что они часто выходили из строя. Итак, двигатели отечественного производства постепенно набирали обороты.

В 1895 году был выпущен первый двигатель (асинхронный двигатель), произведенный в Японии. Затем, в 1915 году, Yaskawa Electric была основана как компания, которая производила и продавала электрические продукты, произведенные исключительно в Японии, и в 1917 году запустила первый заказ на асинхронные двигатели. С этого момента операторы угольных шахт начали размещать заказы на двигатели Yaskawa для их насосы и тягачи.

Различные виды и характеристики двигателей

Через 180 лет после появления двигателей его характеристики и удобство использования значительно улучшились благодаря прогрессу в разработке и производстве технологий и материалов, а также электроники. Существуют различные способы вызова двигателей в зависимости от категоризации функций и структур, таких как серводвигатель для его точной работы по командам, линейный двигатель для его линейного движения, вибрационный двигатель для его вибрации для уведомления о входящем вызове на мобильный телефон и мотор-редуктор для комбинированного редуктора.У двигателей также есть несколько названий, хотя их конструкция одинакова. Начиная с двигателя для угольной шахты, теперь, когда двигатели Yaskawa Electric находят применение в самых разных областях, таких как промышленное оборудование, роботы и электромобили (EV). Например, в приведенном ниже списке показаны несколько названий, используемых в двигателях для электромобилей. Люди назвали моторы, чтобы обозначить отличия от других, в результате осталось много названий для моторов. Это такой сложный фон, но вместе с тем «доказательство диверсификации автомобильной промышленности».”

Категоризация двигателей

Двигатели постоянного тока пропускают через него постоянный ток (DC), а двигатели переменного тока пропускают через него переменный ток. Бесщеточный электродвигатель постоянного тока — это электродвигатель постоянного тока, в котором вместо щетки и коммутатора используется полупроводниковый переключающий элемент. Универсальный двигатель может вращать двигатель на высокой скорости с помощью электричества 100 В переменного тока для домашних хозяйств, удерживая ту же щетку и коммутатор для двигателей постоянного тока. Кроме них, есть шаговый двигатель, который движется с прямоугольным потоком тока, и реактивный двигатель с переключаемым сопротивлением.Ультразвуковой двигатель — это специальный двигатель, который работает путем вибрации пьезоэлектрической керамики при приложении высокочастотного напряжения.

1) Двигатели постоянного тока

Двигатель, который многие японские ученики использовали в своих научных экспериментах в начальной школе, был электродвигателем постоянного тока. Это самый популярный двигатель, используемый в моделях бытовой электроники и вибрационных двигателях в мобильных телефонах. Чтобы примерно объяснить устройство двигателей, в нем есть ротор и статор.Ротор — это часть, соединенная с валом, а статор — это неподвижная часть, которая составляет внешнюю часть.

Статор в двигателях постоянного тока удерживает постоянные магниты и щетки, которые подают электрический ток на ротор, а ротор удерживает обмотки и коммутатор. Как только щетки подают постоянный ток на коммутатор, электрический ток начинает течь через обмотки, подключенные к коммутатору, и создает крутящий момент. Здесь обмотки и коммутатор имеют механизм для протекания электрического тока таким образом, что крутящий момент остается на одном уровне.Самая большая особенность двигателя постоянного тока — его удобство использования с сухими элементами. Вы можете изменить направление вращения, просто изменив подключение проводов двигателя. Вот почему двигатели постоянного тока получили широкое распространение.

2) Бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточный двигатель постоянного тока можно охарактеризовать как «двигатель без щеток, обладающий характеристиками, аналогичными двигателю постоянного тока». Он содержит обмотки статора и постоянные магниты в роторе в качестве своей конструкции. В нем нет щеток и коммутатора, которые раньше были в двигателях постоянного тока, вместо этого он удерживает полупроводниковый переключающий элемент вне двигателя.Он работает, чтобы постоянно пропускать постоянный ток через две из трех фаз обмоток, фазы U, V и W. Он переключает поток тока в соответствии с положением постоянных магнитов, обнаруженным, например, датчиком элемента Холла, и продолжает генерировать то же самое. уровень крутящего момента.

3) Синхронные двигатели

С другой стороны, синхронный двигатель работает синусоидально, используя информацию, обнаруженную датчиком угла поворота, прикрепленным к краю ротора. Синхронный двигатель назван в честь механизма, в котором вращение магнитного поля, создаваемого трехфазными обмотками, синхронизируется с вращением ротора.Конструкция синхронных двигателей в основном такая же, как и у бесщеточных двигателей постоянного тока. Поэтому люди часто принимают синхронные двигатели за бесщеточные двигатели постоянного тока и наоборот.

Одной из особенностей синхронных двигателей и бесщеточных двигателей постоянного тока является то, что они способны предотвращать износ щеток и электрические шумы. Они также могут уменьшаться в размерах, иметь высокую производительность и высокую эффективность за счет использования сильных редкоземельных магнитов. Благодаря этим характеристикам, существует широкий спектр применения, например, в информационных устройствах, бытовой электронике, автомобильных двигателях и серводвигателях.Говорят, что на двигатели постоянного тока приходится 70%, а общее количество бесщеточных двигателей постоянного тока и синхронных двигателей составляет 20% от общего количества произведенных малогабаритных двигателей.

4) Асинхронные двигатели

Принцип вращения асинхронных двигателей основан на «вращениях Араго», открытых французским физиком Араго. Это явление заключается в том, что когда вы помещаете алюминиевый диск между U-образным магнитом и перемещаете магнит в направлении вращения, алюминиевый диск начинает вращаться в том же направлении с небольшой задержкой по времени.Когда магнитное поле U-образного магнита изменяется на алюминиевом диске, спиральный электрический ток течет через алюминиевый диск (закон электромагнитной индукции), и действие тока и магнитного поля U-образного магнита генерирует электромагнитную силу. Асинхронные двигатели — это изобретение, применяемое во вращении Араго.

Статор асинхронных двигателей имеет в своем составе трехфазные обмотки. А на роторе находится алюминиевая деталь в виде клетки (корпусный проводник).Когда вы управляете трехфазными обмотками синусоидальной волной, она генерирует магнитное поле, которое вращается с определенной частотой. Затем, как и в принципе вращения Араго, электрический ток течет через проводник с короткозамкнутым ротором, который воспринимает изменения магнитного поля, и ротор начинает вращаться с небольшой задержкой по времени.

Асинхронные двигатели

менее эффективны по сравнению с бесщеточными двигателями постоянного тока и синхронными двигателями, в которых используются постоянные магниты, однако у них есть другие особенности, например, они применимы к коммерческому трехфазному источнику питания переменного тока 200 В, с возможностью вращения без датчика Холла или датчик угла поворота, который трудно сломать, может эффективно работать с приводом переменного тока и обеспечивать большую мощность при использовании двигателя большого размера.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *