Машины постоянного тока | мтомд.инфо

Машина постоянного тока представляет собой электрическую машину с механическим преобразователем частоты в цепи якоря и поэтому имеет обращенное исполнение.

Устройство и назначение машин постоянного тока

Обмотка возбуждения 3 располагается на статоре, а обмотка якоря 5 — на роторе. Преобразователь частоты выполняется в виде коллектора 7, пластины которого электрически связаны с обмоткой якоря. Система неподвижных щеток 6 обеспечивает связь вращающейся обмотки якоря с внешней сетью.

Схема машины постоянного тока

Статор обычно выполняется в виде массивной станины 1, на которой укрепляются полюсы 2 с обмоткой возбуждения. Сердечники полюсов собираются из листов конструкционной стали толщиной 1-2 мм.

Магнитопровод якоря 4 набирается из лакированных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. В пазы магнитопровода укладываются изолированные секции двухслойной обмотки якоря.

Выводы секции припаиваются к коллекторным пластинам, закрепленным на валу машины постоянного тока. Число коллекторных пластин равно числу секций. Коллекторные пластины изготавливаются из меди и изолируются друг от друга и от вала с помощью миканитовых прокладок. На внешней поверхности коллектора устанавливаются угольные щетки, закрепленные в щеткодержателях неподвижно относительно статора. Число щеток равно числу полюсов.

Положение щеток относительно полюсов может меняться, но, как правило, щетки устанавливаются на геометрической нейтрали — линии, перпендикулярной оси магнитного поля полюса. В этом случае процессы преобразования энергии в машинах постоянного тока аналогичны процессам преобразования в синхронных машинах при чисто активной нагрузке. Машины постоянного тока применяются как в качестве электродвигателей, так и в качестве генераторов.

Области применения машин постоянного тока

Двигатели постоянного тока, в отличие от двигателей переменного тока, обладают хорошими регулировочными свойствами и могут иметь механические характеристики n = f(M_вн), удовлетворяющие требованиям большинства рабочих механизмов. Поэтому двигатели постоянного тока широко используются на транспорте (магистральные электровозы, тепловозы, пригородные электропоезда, метрополитен, трамваи, троллейбусы), в станках, прокатных станах, кранах, судовых установках. В подавляющем большинстве автомобилей, тракторов, самолетов и других летательных аппаратов двигатели постоянного тока приводят во вращение все вспомогательное оборудование.

Постоянный ток для питания двигателей получают либо с помощью полупроводниковых выпрямительных установок, преобразующих переменный ток в постоянный, либо с помощью генераторов постоянного тока. Генераторы постоянного тока используют также в технологических процессах для питания электролизных и гальванических установок. Широкое распространение получили генераторы постоянного тока специального назначения (сварочные генераторы, генераторы для освещения поездов, электромашинные усилители постоянного тока, возбудители синхронных машин).

Недостатком машин постоянного тока является их относительно высокая стоимость, а также наличие скользящего контакта между щетками и коллектором. В последние годы в связи с развитием полупроводниковой техники ведутся работы по замене механического коллектора полупроводниковым преобразователем. Однако, несмотря на большие усилия, направленные на создание полупроводниковых преобразователей частоты, электроприводы с такими преобразователями оказываются в 1,5 — 2,5 раза тяжелее и дороже электроприводов с двигателями постоянного тока. Поэтому выпуск машин постоянного тока не сокращается, и они находят все новые области применения.

Принцип действия и устройство электрических машин переменного тока. Синхронные машины

Машины переменного тока по устройству несколько отличаются от машин постоянного тока. Каждая машина состоит из двух основных частей: неподвижной части, называемой статором, и вращающейся части, называемой ротором. В отличие от машин постоянного тока, у машин переменного тока на статоре обычно укладывают обмотку якоря, а на роторе — обмотку возбуждения.

Вместо коллектора на роторе имеются изолированные кольца, по которым ток проводится в обмотку возбуждения.

Синхронными называют такие машины переменного тока, у которых скорость вращения ротора и частота переменного тока в обмотках изменяются одновременно и пропорционально друг другу, т. е. синхронно. С изменением частоты тока у таких машин одновременно (синхронно) меняется число оборотов.

Как правило, у синхронных машин по обмотке возбуждения проходит постоянный ток от постороннего источника. Синхронные машины обратимы, т.е. могут работать в качестве генераторов и электродвигателей. Конструкция синхронного двигателя почти не отличается от конструкции синхронного генератора.

Так как на судах морского флота сети переменного тока питаются от трехфазных синхронных генераторов, то остановимся на их устройстве и принципе работы.

Обмотка якоря трехфазного синхронного генератора располагается в статоре и состоит из трех отдельных обмоток — фаз, сдвинутых относительно друг друга на 120° (1/3 периода) с таким расчетом, чтобы индуктируемая э. д.с. в каждой фазе достигала своего максимума спустя 1/3 периода после максимума э.д.с. соседней фазы. Обмотку возбуждения укладывают на роторе и источником питания для нее может быть небольшой генератор постоянного тока (возбудитель), смонтированный на одном валу с синхронным генератором, или аккумуляторная батарея.

Обмотки статора соединяются между собой звездой или треугольником, при этом во внешнюю цепь от обмоток статора отходят три провода (три контакта). Продольный разрез синхронного генератора трехфазного переменного тока с возбудителем показан на рис. 172.

Ротор состоит из сердечников полюсов 1, катушки обмотки возбуждения 2, питаемого постоянным током через контактные кольца 5. Статор состоит из активной стали якоря 3, служащей магнитопроводом, и станины 6, служащей для крепления стали якоря и установки машины на фундамент. Активная сталь якоря набирается из листов специальной стали толщиной 0,5 или 0,35 мм. Листы изолируются с обеих сторон специальным лаком.

Обмотка 4 укладывается в пазах, выштампованных в стали статора.

На рис. 173, а показано размещение трехфазной обмотки статора (на одной четвертой его части), а на схемах б и в — соединение обмотки статора в треугольник и в звезду. При соединении в треугольник начало первой фазы I соединяется с концом II, начало II — с концом III и начало III — с концом I.

При соединении обмоток статора звездой концы всех фаз соединяются в одну точку, называемую нулевой, а начала всех фаз остаются свободными и к ним присоединяется внешняя цепь, в которую подается вырабатываемая генератором электрическая энергия.

Синхронные трехфазные генераторы являются в настоящее время основными источниками электрической энергии как на береговых, так и на судовых электрических станциях любой мощности. За последние годы на морских судах получили широкое распространение синхронные генераторы, у которых обмотка возбуждения питается током статора, предварительно выпрямленным с помощью выпрямителей. При этом схема возбуждения этих машин обеспечивает такое изменение тока возбуждения, при котором напряжение на клеммах генератора поддерживается практически постоянным. Такие генераторы называются синхронными генераторами с самовозбуждением и саморегулированием напряжения.

Конструкция синхронного двигателя принципиально не отличается от конструкции синхронного генератора. Для того чтобы синхронный генератор работал в режиме двигателя, нужно отключить первичный двигатель и к фазным обмоткам статора подвести трехфазный ток из сети.

В этом случае генератор станет синхронным Электродвигателем, потребляющим ток. Проходя по фазным обмоткам, переменный трехфазный ток создает вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя с электромагнитом ротора, увлекает его в сторону своего вращения. В результате ротор будет вращаться с такой же скоростью, как вращающееся магнитное поле. При этом генератор не остановится, даже если дать ему нагрузку, соединив с каким-нибудь механизмом.

В этом и заключается сущность работы синхронного электродвигателя.

Регулирование скорости вращения ротора синхронного двигателя производится изменением частоты тока сети, а изменение направления вращения ротора — переключением двух любых фаз, т.е. взаимным пересоединением двух питающих проводов.

Похожие статьи

Двигатели переменного тока и постоянного тока: в чем разница?

Электродвигатели — это машины, предназначенные для преобразования электрической энергии в механическую. Хотя они доступны во многих вариантах, их можно разделить на две основные категории: двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока.

И двигатели переменного тока, и двигатели постоянного тока имеют одинаковую функцию; то есть преобразовывать электрическую энергию в механическую. Однако при выборе двигателя важно знать разницу между двигателями переменного и постоянного тока, поскольку каждый из них имеет разные требования к конструкции, питанию и управлению. В следующей статье обсуждаются различия между двумя типами двигателей, включая основные конструктивные и рабочие характеристики, преимущества и области применения. Купить электрический двигатель можно на сайте https://psnab.ru

Обзор двигателей переменного тока

Как следует из названия, двигатели переменного тока используют переменный ток (AC) для выработки механической энергии. Стандартная конструкция состоит из статора с обмоткой, встроенной по окружности, и свободно вращающейся металлической части (т. е. ротора) в центре.

Когда ток подается на обмотки статора в двигателе переменного тока, создается вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле индуцирует электрический ток внутри электропроводного ротора и, следовательно, образует второе вращающееся магнитное поле. Взаимодействие между первым магнитным полем и вторым магнитным полем заставляет вращаться ротор.

При выборе электродвигателя переменного тока для применения необходимо учитывать два критических фактора:

• Рабочая скорость (в оборотах в минуту): максимальная скорость, которую может достичь двигатель, рассчитывается по следующей формуле: (60 x частота сети переменного тока в Гц) ÷ количество полюсов двигателя
• Пусковой крутящий момент, создаваемый двигателем при запуске с нулевой скоростью.

Обзор двигателей постоянного тока

Двигатели постоянного тока используют постоянный ток (DC) с постоянным напряжением для выработки механической энергии. Двигатели постоянного тока состоят из вращающейся обмотки якоря (т. е. Ротора) и статора возбуждения с обмотками, которые образуют набор неподвижных электромагнитов. Другой ключевой компонент двигателя постоянного тока — это коммутатор, прикрепленный к якорю.

Когда ток течет через двигатель постоянного тока, внутри статора возбуждения и вокруг обмотки якоря создается магнитное поле. Взаимодействие между этими двумя магнитными полями создает электромагнитную силу, которая заставляет якорь вращаться. Коммутатор изменяет направление тока в якорь и тем самым позволяет ему продолжать вращение, пока ток течет через систему.

Двигатели постоянного тока могут использоваться для создания различных уровней скорости и крутящего момента. Регулировка уровней напряжения, подаваемого на якорь, или статического тока возбуждения изменяет выходную скорость.

Преимущества двигателей переменного тока перед двигателями постоянного тока

И двигатели переменного тока, и двигатели постоянного тока демонстрируют уникальные преимущества, которые делают их пригодными для различных применений. Ниже мы описываем преимущества, предлагаемые обоими типами двигателей.

К преимуществам двигателей переменного тока можно отнести:

• Более низкие требования к пусковой мощности
• Лучший контроль над начальным уровнем тока и ускорением
• Более широкие возможности настройки для различных требований к конфигурации и изменения требований к скорости и крутящему моменту
• Повышенная прочность и долговечность

К преимуществам двигателей постоянного тока можно отнести:

• Более простые требования к установке и обслуживанию
• Более высокая пусковая мощность и крутящий момент
• Более быстрое время отклика на пуск / остановку и ускорение
• Более широкий выбор для различных требований к напряжению

Применение двигателей переменного тока по сравнению с двигателями постоянного тока

Как указано выше, двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока подходят для различных применений. В промышленном секторе долговечность, гибкость и эффективность двигателей переменного тока делают их идеальными для использования в приложениях для широкого спектра устройств, включая бытовые приборы, компрессоры, конвейеры, вентиляторы и другое оборудование HVAC, насосы и транспортное оборудование. Более быстрое время отклика и более стабильные уровни крутящего момента и скорости, предлагаемые двигателями постоянного тока, делают их хорошо подходящими для использования в производственном и производственном оборудовании, лифтах, пылесосах и подъемно-транспортном оборудовании.

И двигатели переменного тока, и двигатели постоянного тока играют критически важную роль в производстве электроэнергии в широком спектре промышленных, коммерческих и жилых помещений. Поскольку оба типа двигателей обладают преимуществами и недостатками, важно понимать разницу между ними, чтобы выбрать подходящий для своего предприятия.

Электрические машины постоянного тока | Электрификация сельскохозяйственного производства

Страница 6 из 14

Глава VI. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
§ 1. Принцип действия и устройство машин постоянного тока
Принцип действия машин постоянного тока — генераторов и двигателей — основан на явлении электромагнитной индукции и явлении взаимодействия проводника, по которому проходит ток, с магнитным полем.

Рис. 65. Схема машины постоянного тока с одним витком.
Следует заметить, что машины постоянного тока, как и электрические машины вообще, обладают свойством обратимости, то есть каждая машина может работать и в генераторном, и в двигательном режиме.
Рассмотрим принцип действия генератора постоянного тока. Между двумя магнитными полюсами N. и S (рис. 65) Помещен виток aecd, концы которого присоединены к двум изолированным полукольцам. Эти полукольца представляют собой простейший коллектор, предназначенный для выпрямления переменного тока. На полукольца наложены неподвижные щетки А и В, к которым присоединена внешняя цепь (нагрузка генератора).
При вращении витка вместе с полукольцами в его активных сторонах ав и cd индуктируется синусоидальный ток, но благодаря коллектору и щеткам ток во внешней части
цепи будет пульсирующим, то есть неизменным по направлению (рис. 66).

£
Рис. 66. График выпрямленного тока генератора с одним витком.

Принцип выпрямления переменного тока при помощи коллектора заключается в следующем. В момент, когда виток занимает вертикальное положение, как показано на рисунке 65, в верхней его стороне ав э.д.с. направлена от в к а, а в нижней стороне — от d к с. Во внешней части цепи будет протекать ток от щетки А к щетке В. Следовательно, щетка А имеет полярность «плюс», а щетка В — «минус».
После того как виток сделает четверть оборота и стороны витка ав и cd расположатся на нейтральной линии, э.д.с, витка станет равной нулю. При дальнейшем движении каждая из сторон витка окажется в магнитном поле другой полярности и э.д.с. в витке изменит направление на обратное. Однако направление тока во внешней части цепи останется прежним, потому что в тот же самый момент, когда стороны витка проходят в зону действия поля другого знака, меняются и полукольца (коллекторные пластины) под щетками, то есть щетки передвигаются с одного полукольца на другое.
Таким образом, под щеткой А всегда находится полукольцо, которое соединено с проводником, расположенным под северным магнитным полюсом, а под щеткой В —  полукольцо, которое соединено с проводником, расположенным под южным магнитным полюсом. Поэтому, полярность щеток остается неизменной, и ток во внешней цепи течет в одном направлении — от щетки А к щетке В. Щетки на коллекторе устанавливают так, чтобы в момент перехода их с одной пластины на другую э.д.с. в витке была равной нулю.
С целью уменьшения пульсации тока применяют обмотку из нескольких витков, сдвинутых относительно друг друга в пространстве, причем каждый из них присоединен к своей паре полуколец (коллекторных пластин). Так, например, даже для генератора с двумя витками (рис. 67), сдвинутыми в пространстве на 90°, пульсация тока заметно уменьшается (рис. 68). Предостаточно большом числе витков ток практически становится постоянным по величине и направлению.
Электродвижущая сила Ев генератора постоянного тока определяется по формуле
Е — спФ,                                       (151)
где с — постоянная машины;
п — частота вращения якоря, об/мин;
Ф — магнитный поток, Вб.

Рис. 67. Модель машины постоянного тока с двумя витками.
Следовательно, э.д.с. генератора зависит от частоты вращения и магнитного потока. Поэтому регулировать э.д.с. генератора можно, изменяя эти величины. На практике э.д.с. генератора регулируют, изменяя силу тока в цепи возбуждения.

Рис. 68. График выпрямленного тока генератора с двумя витками.
Рассмотрим устройство электрической машины постоянного тока (рис. 69). Она состоит из двух основных частей: неподвижной части — статора и вращающейся части —якоря.
Статор представляет собой станину 6, на внутренней поверхности которой укреплены сердечники главных полюсов 4 с полюсными катушками 5 и добавочные полюса.

Главные полюса служат для создания основного магнитного потока, а  добавочные —для создания дополнительного потока.
К бокам станины болтами прикреплены подшипниковые щиты 7 и 11, в которых установлены подшипники вала якоря.

Рис. 69. Устройство электрической машины постоянного тока:
1 — коллектор; 2 — щетки; 3 — сердечник якоря; 4— сердечник главного полюса, 5— полюсная катушка; 6 — станина; 7 — подшипниковые щиты; 8 — вентилятор; 9 — обмотка якоря) 10 — вал якоря.
Якорь состоит из вала 10, сердечника 3, обмотки 9 и коллектора 1.
Сердечник якоря (рис. 70) набирают из отдельных листов электротехнической стали (рис. 71), изолированных друг от друга для уменьшения потерь от вихревых токов, юты сердечника Плотно стянуты при помощи болтов 4 и нажимных шайб 1. В собранном состоянии по оси сердечника образуется цилиндрические отверстие для вала, а на поверхности сердечника — продольные пазы, в которые укладывают обмотку якоря.           

Рис. 70. Якорь без обмотки:
1 — нажимная шайба; 2 — место для бандажа; 3 — место для коллектора, 4 — болт.
Обмотку якоря, изготовленную из изолированного медного провода, образуют секции, которые соединяются между собой последовательно, причем каждая секция двумя концами припаивается к пластинам коллектора, К каждой коллекторной пластине припаивают конец одной секции и начало другой. Обмотку в пазах укрепляют клиньями или бандажами.

Рис. 71. Стальной лист якоря:
1— сталь; 2 — изоляция.

Секция состоит из нескольких, витков, стороны которых располагают так, чтобы одна из них лежала под северным полюсом, а другая — под южным.

Коллектор генератора постоянного тока служит для преобразования переменного тока в постоянный и для электрического соединения вращающейся обмотки якоря с внешней сетью при помощи неподвижных щеток 2 (см. рис. 69).

Рис. 72. Коллектор:1 — корпус коллектора; 2 — стяжной болт; 3 — нажимное кольцо; 4 — изоляция; 5 — «петушок»; 6 — ласточкин хвост; 7 — пластины.
Коллектор (рис. 72) изготовляют из медных пластин 7, которые изолируют друг от друга и от втулки миканитовой изоляцией 4. Выступающую часть 5 коллекторной пластины называют петушком, к ней припаивают концы секций обмотки якоря.
Вал якоря изготовляют из высокосортной стали. На нем укрепляют сердечник якоря с обмоткой, коллектор, опорные подшипники, вентилятор, шкив или соединительную муфту.
Вентилятор предназначен Для создания воздушного потока, охлаждающего машину.
При помощи шкива или муфты машину постоянного тока соединяют с первичным двигателем (если она служит выступ 6, напоминающий форму ласточкина хвоста. При сборке коллектора эти выступы зажимаются между корпусом коллектора 1 и нажимным кольцом 3 и закрепляются стяжными болтами 2.

Рис. 73. Щеткодержатель:
1— нажимные пластины; 1 — пружина; 3 — щетка; 4 — обойма; 5 — тросик.

Рис. 74. Щеточная траверса:
1 — щеточный палец; 2 — изоляция; 3 — стопорный болт.

Щетки создают электрический контакт с поверхностью коллектора. Их располагают и закрепляют в щеткодержателях (рис, 73). Щетки 3, установленные в обоймы щеткодержателей 4, прижимаются к коллектору нажимными пластинами 1 при помощи пружины 2. Ток от щетки отводится гибким медным тросиком 5.

Щеткодержатели укрепляют на пальцах траверсы t (рис. 74), которые изолируются от корпуса машины при помощи втулки 2. Траверса крепится к подшипниковому щиту стопорным болтом 3. Поворачивая траверсу на некоторый угол, изменяют положение щеток на коллекторе.
На станине или на переднем подшипниковом щите располагают панель (клеммный щиток), Куда выводят концы обмоток.
Выводы, согласно ГОСТ 183—66, маркируются следующим образом: обмотка якоря — Я1 и Я2, обмотка возбуждения параллельная — Ш1 и Ш2, обмотка возбуждения последовательная — CI и С2, обмотка добавочных полюсов — Д1 и Д2. Цифрой 1 обозначают начала обмотки, а цифрой 2 — концы.
К станине машины прикрепляют табличку (паспорт), где указаны все необходимые номинальные данные машины.

§ 2. Классификация генераторов постоянного тока

Генераторы постоянного тока, с электромагнитным возбуждением разделяют на генераторы независимого возбуждения (рис. 75, а), в которых обмотка возбуждения питается от постороннего источника тока (аккумуляторной батареи или другой машины постоянного тока), и генераторы с самовозбуждением, в которых обмотка возбуждения получает питание непосредственно от самого генератора.

Рис. 75. Схемы возбуждения генераторов: а — независимое; б — параллельное; в — последовательное; г — смешанное.
В свою очередь, среди генераторов с самовозбуждением, получивших преимущественное распространение, в зависимости от схемы включения обмотки возбуждения различают:
1) генераторы с параллельным возбуждением (рис. 75, б): у них обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря; 2) генераторы с последовательным возбуждением (рис. 75, в) здесь обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря; 3) генераторы со смешанным возбуждением (рис. 75, г): у них две обмотки возбуждения, одна из которых включена параллельно обмотке якоря, а другая — последовательно.

§ 3. Характеристики генераторов постоянного тока

При эксплуатации машин постоянного тока важно знать зависимость одних переменных величин от других. Графическое выражение этих зависимостей называют характеристиками.
К основным характеристикам генераторов постоянного тока относят следующие.

1. Характеристика холостого хода отражает зависимость напряжения U на зажимах генератора от тока возбуждения при токе нагрузки , равном нулю, и постоянной частоте вращения якоря, то есть

1. Внешняя характеристика выражает зависимость напряжения U на зажимах генератора оттока нагрузки  при неизменном сопротивлении  цепи возбуждения и постоянной частоте вращения якоря, или

1. Регулировочная характеристика отражает зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при неизменном напряжении V на зажимах генератора и постоянной частоте вращения якоря, то есть

Характеристики генератора независимого возбуждения.
Рис. 76. Характеристика холостого хода генератора независимого  возбуждения.
Характеристика холостого хода (рис. 76) показывает, что при увеличении тока возбуждения
напряжение U на зажимах генератора повышается. Вначале, при малых токах возбуждения, напряжение растет пропорционально увеличению тока возбуждения, а затем, по мере насыщения магнитной системы машины, эта линейная зависимость нарушается и характеристика приобретает криволинейный характер. Точка N, соответствующая номинальному напряжению генератора, обычно лежит на перегибе характеристики. Если точка располагается за перегибом характеристики, в зоне насыщения, то в этом случае ухудшается возможность регулировки напряжения генератора (для небольшого изменения напряжения требуется значительное изменение тока возбуждения). Наоборот, если точка N лежит на прямолинейной части характеристики (ниже перегиба), то небольшие изменения тока возбуждения вызовут значительные изменения напряжения генератора.
Рис. 77. Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения.
Внешняя характеристика (рис. 77) позволяет сделать вывод о том, что при увеличении тока нагрузки напряжение U  на зажимах генератора понижается, что объясняется падением напряжения в цепи якоря и размагничивающим влиянием реакции якоря.
Рис. 78. Регулировочная характеристика генератора независимого возбуждения.
Регулировочная характеристика (рис. 78) показывает, что напряжение генератора остается постоянным тогда, когда с увеличением тока нагрузки увеличивают ток возбуждения (и наоборот).

Рис. 79. Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения.
Характеристика генератора параллельного возбуждения. Характеристики холостого хода и  регулировочная этого генератора такие же, как соответствующие характеристики генератора с независимым возбуждением.
Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения (рис. 79) значительно отличается от аналогичной характеристики генератора независимого возбуждения. В генераторе параллельного возбуждения при увеличении нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается быстрее. Это объясняется тем, что в данном генераторе напряжение уменьшается не только из-за падения напряжения в цепи якоря и влияния реакции якоря, но и следствие уменьшения тока возбуждения, вызванного снижением напряжения в результате действия этих двух причин.
С увеличением нагрузки напряжение на зажимах генератора снижается, а вместе с ним уменьшается и ток возбуждения. Ток нагрузки может возрастать до определенного, критического значения, превышающего номинальный ток примерно в два раза, а затем напряжение генератора резко уменьшается и в обмотке якоря протекает ток, обусловленный э.д.с. от потока остаточного магнетизма.
Характеристика генератора последовательного возбуждения. В генераторе последовательного возбуждения весь ток нагрузки проходит через обмотку возбуждения, а поэтому свойства этого генератора в полной мере выражает внешняя характеристика (рис, 80).
В режиме холостого хода э.д.с. генератора невелика, ее значение определяется величиной остаточного магнетизма. По мере увеличения тока нагрузки возрастает магнитный поток и напряжение генератора повышается. Однако напряжение растет лишь до определенного предела, обусловленного магнитным насыщением стали генератора, когда магнитный поток полюсов уже почти не увеличивается.
Рис. 80. Внешняя характеристика генератора последовательного возбуждения.
При дальнейшем усилении тока нагрузки напряжение генератора уменьшается, так как основная составляющая магнитного потока генератора из-за насыщения стали почти перестает увеличиваться, а падение напряжения в цепи якоря и реакция якоря продолжают возрастать.
Генераторы последовательного возбуждения широкого применения не нашли, поскольку им присуща значительная зависимость напряжения от нагрузки.
Характеристики генератора смешанного возбуждения. Обычно обмотки возбуждения этого генератора, одна из которых соединена последовательно с обмоткой якоря, а другая параллельно ей, включаются согласно, то есть так, что магнитные потоки обеих обмоток складываются. Наличие двух обмоток возбуждения приводит к тому, что этот генератор сочетает в себе свойства генераторов с параллельным и последовательным возбуждениями.
Характеристика холостого хода генератора со смешанным возбуждением не отличается от соответствующей характеристики генератора с параллельным возбуждением.
Рис, 81. Внешняя характеристика генератора со смешанным возбуждением.

Особенность свойств генератора со смешанным возбуждением проявляется в его внешней характеристике {рис. 81), которая показывает, что в некотором диапазоне напряжение на зажимах генератора при увеличении тока нагрузки остается почти неизменным. Это происходит благодаря тому, чтo снижение напряжения, характерное для машины параллельного возбуждения, компенсируется повышением напряжения в результате действия последовательной обмотки возбуждения. Постоянство напряжения на зажимах генератора при изменениях тока нагрузки и является основным достоинством генераторов со смешанным возбуждением.

4.

Электродвигатели постоянного тока

Уже отмечалось, что электрические машины постоянного тока обратимы, то есть каждая машина может работать как генератором, так и двигателем. Поэтому устройство электродвигателей постоянного тока такое же, как генераторов.
Принцип действия электродвигателей постоянного тока основан на явлении взаимодействия проводника, по которому проходит ток, с магнитным полем.

Для регулирования скорости вращения электродвигателя служит регулировочный реостат в цепи обмотки возбуждения.
Чтобы изменить направление вращения якоря двигателя, достаточно изменить направление тока в обмотке возбуждения или в обмотке якоря.

Рис. 82. Включение пускового реостата в цепь обмотки якоря двигателя.
По способу возбуждения электродвигатели постоянного тока, так же как и генераторы, в соответствии со схемой включения обмотки возбуждения относительно обмотки якоря подразделяют па двигатели параллельного, последовательного и смешанного, возбуждения. Электрические схемы этих двигателей аналогичны схемам генераторов, приведенным на рисунке 75.
Основными характеристиками двигателей постоянного тока являются рабочие характеристики.
Рис. 83. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения.
Рабочие характеристики двигателя с параллельным возбуждением (рис. 83) отражают зависимости частоты вращения тока, вращающего момента М и коэффициента полезного действия  от мощности Р2 на валу двигателя при постоянных значениях напряжения и тока возбуждения, то есть  при U—const.
Рабочие характеристики электродвигателя параллельного возбуждения показывают, что частота вращения якоря с увеличенном нагрузки несколько уменьшается; ток Iя якоря и вращающий момент М повышаются почти прямо пропорционально нагрузке; коэффициент полезного действия  вначале весьма быстро растет, достигая почти предельного значения примерно при половинном значении номинальной мощности, а затем изменяется очень мало, имея максимум в пределах 75—100% номинальной нагрузки, по при перегрузке двигателя уменьшается.
Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения представлены на рисунке 84.
Рис. 84. Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения

.
В зоне малого насыщения стали магнитопровода двигателя магнитный поток пропорционален току якоря и вращающий момент двигателя последовательного возбуждения пропорционален квадрату тока. Поэтому такой двигатель способен развивать большой вращающий момент, что имеет важное значение в случае перегрузок и особенно при тяжелых условиях пуска.
Эти двигатели широко применяются в подъемных устройствах, па транспорте, а также на тракторах и автомобилях в качестве стартеров.
Другой особенностью двигателей последовательного возбуждения является то, что с уменьшением нагрузки скорость вращения якоря резко увеличивается и при нагрузке ниже 25% номинальной возрастает до недопустимо большой величины. Это объясняется тем, что в соответствии с формулой
при снижении нагрузки на валу ток якоря уменьшается, магнитный поток также уменьшается, а скорость вращения двигателя увеличивается. Поэтому работа и пуск двигателя при нагрузке меньше 25% номинальной недопустимы.

Двигателю смешанного возбуждения присущи положительные свойства двигателей с параллельным и последовательным возбуждением, то есть для него характерны и большой вращающий момент, и постоянство скорости вращения. Благодаря этому двигатели смешанного возбуждения получили широкое применение.

коллекторная машина — это… Что такое коллекторная машина?

коллекторная машина

колле́кторная маши́на

электрическая машина (генератор, двигатель), у которой обмотка ротора соединена с коллектором. Коллектор состоит из ряда медных пластин, закреплённых на поверхности короткого цилиндра, насаженного на вал ротора. Пластины электрически изолированы друг от друга и от ротора. К пластинам, расположенным диаметрально относительно оси ротора, присоединены концы одного или нескольких витков обмотки ротора. Через эти пластины и прилегающие к ним две угольные контактные щётки ток из электрической сети поступает в виток обмотки ротора, приводя его во вращение. При вращении ротора угольные щётки соприкасаются с чередующимися парами пластин коллектора, в результате обеспечивается непрерывная подача тока в обмотки ротора.

Различают коллекторные машины постоянного и переменного тока. Коллекторные машины постоянного тока достаточно широко распространены, но наличие коллектора ограничивает их мощность до нескольких мегаватт и напряжение до 1.5 кВ. Коллекторные машины переменного тока (коллекторные асинхронные двигатели) применяются значительно реже бесколлекторных, гл. обр. в электроприводе с возможностью регулировать частоту вращения ротора в широких пределах и в тех случаях, когда требуется получение больших угловых скоростей при питании током промышленной частоты 50 Гц (напр., однофазные двигатели малой мощности в бытовых электроприборах, электроинструменте). Коллекторный генератор переменного тока позволяет регулировать частоту тока независимо от частоты вращения ротора генератора. В этом качестве коллекторный генератор используется как преобразователь частоты. Коллекторные преобразователи частоты входят в состав двух или более электрических машин, связанных между собой механически и(или) электрически, с целью плавного и экономичного регулирования частоты вращения электродвигателя (обычно асинхронного) в нереверсивных электроприводах средней и большой мощности. К нач. 21 в. коллекторные преобразователи практически вытеснены полупроводниковыми преобразователями частоты.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

• колесо
• команда в вычислительной технике

Смотреть что такое «коллекторная машина» в других словарях:

• коллекторная машина — Вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом …   Справочник технического переводчика

• Коллекторная машина —         электрическая машина (генератор, двигатель), у которой обмотка ротора соединена с Коллектором. Различают К. м. постоянного и переменного тока. К. м. постоянного тока достаточно широко распространены, по наличие коллектора ограничивает их… …   Большая советская энциклопедия

• КОЛЛЕКТОРНАЯ МАШИНА — электрич. машина (генератор, двигатель), у к рой обмотка якоря (ротора) соединена с коллектором. К. м. являются все машины пост. тока (кроме вентильных и униполярных). К. м. перем. тока (коллекторные асинхр. двигатели) применяются значительно… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• коллекторная машина — Переменнополюсная электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток якоря снабжена коллектором, включенным в цепь тока, участвующего в основном энергопреобразовательном процессе …   Политехнический терминологический толковый словарь

• коллекторная машина переменного тока — — [Я. Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN ac commutator machineAC commutator machineACCM …   Справочник технического переводчика

• коллекторная машина постоянного тока — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN dc commutator machine …   Справочник технического переводчика

• компенсированная коллекторная машина постоянного тока — компенсированная машина Коллекторная машина постоянного тока с компенсационной обмоткой на статоре. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом Синонимы компенсированная машина …   Справочник технического переводчика

• машина Шербиуса — Коллекторная машина переменного тока в каскаде с асинхронным двигателем. [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN Scherbius… …   Справочник технического переводчика

• электрическая машина — ▲ машина ↑ основываться на, электромагнитные волны электромашина машина, действие которой основано на явлении электромагнитной индукции. электромотор. | электродвигатель. линейный двигатель. | электрогенератор. генератор. турбогенератор.… …   Идеографический словарь русского языка

• вращающаяся электрическая машина — Электротехническое устройство, предназначенное для преобразования энергии на основе электромагнитной индукции и взаимодействия магнитного поля с электрическим током, содержащее, по крайней мере, две части, участвующие в основном процессе… …   Справочник технического переводчика

Общие сведения и методические указания о машинах постоянного тока

Общие сведения. Электрические машины постоянного тока могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя, т.е. обладают свойством обратимости. В режиме генератора они преобразуют механическую энергию, подводимую к их валу от внешнего двигателя, в электрическую энергию постоянного напряжения, а в режиме двигателя осуществляют обратное преобразование: электрическую энергию постоянного тока преобразуют в механическую энергию, снимаемую с их вала.

Машины постоянного тока были первыми электрическими машинами – в 1838 г. академик Б. С. Якоби применил двигатель постоянного тока для привода шлюпки. С развитием техники переменного тока (70—80 годы XIX в.) удельный вес машин постоянного тока в общем выпуске электрических машин постепенно уменьшался и в настоящее время преобладающими являются машины переменного тока. Это объясняется более сложной конструкцией машин постоянного тока за счет коллекторно-щеточного узла и, как следствие, их более высокой стоимостью и меньшей надежностью. Вместе с тем у машин постоянного тока есть преимущества и специфические качества, обусловливающие их применение в современной технике. Так, диапазон и плавность регулирования частоты вращения у двигателей постоянного тока значительно шире, чем у двигателей переменного тока.

Генераторы постоянного тока применяются для питания различного рода устройств, работающих на постоянном токе, в том числе электрических двигателей постоянного тока. Двигатели находят широкое применение в тех случаях, когда механизм, приводимый во вращение двигателем, должен иметь широкий и плавный диапазон регулирования скорости: в мощных металлорежущих станках, на электрифицированном транспорте, в автоматике и т. п. Как генераторы, так и двигатели изготовляются промышленностью серийно мощностью от нескольких ватт до сотен киловатт.

Методические указания. При изучении данной главы основное внимание вначале следует уделить принципу действия генератора и двигателя постоянного тока, предварительно повторив из курса физики закон электромагнитной индукции и закон Ампера. Следует уяснить принцип обратимости применительно к машинам постоянного тока, обратив внимание на роль противодействующего и вращающего моментов, напряжения и ЭДС.

При изучении устройства машины важно понять назначение каждой части машины, особенно коллектора (связав его с принципом действия). Формулы, определяющие ЭДС машины (1.1) и электромагнитный момент (1.2), надо знать на память.

Явление реакции якоря и коммутацию рекомендуется рассматривать совместно.

В параграфах, относящихся к генераторам постоянного тока (§ 1.9— 1.12), важно, используя формулы (1.1) и (1.3), понять зависимость свойств генераторов и внешней характеристики от схемы включения обмотки возбуждения. Изучение процесса самовозбуждения генератора следует увязать с условиями самовозбуждения и возможными причинами невозбуждения генератора.

При изучении двигателей постоянного тока (§ 1.13, 1.14) важно, используя формулы (1.5) и (1.6), понять особенности пуска двигателя в ход, зависимость свойств двигателей и механических характеристик от схемы включения обмотки возбуждения. Следует иметь в виду, что физику работы двигателя при изменении режима работы (нагрузки, магнитного потока, напряжения и др.) можно понять, только усвоив  роль противо-ЭДС как автоматического регулятора тока.

Классификация электрических машин

Электрической машиной называется электромеханический преобразователь энергии, предназначенный для преобразования либо электрической энергии в механическую, либо механической энергии в электрическую.

Если электрическая машина преобразует механическую энергию в электрическую, она называется генератором. Электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую, называется двигатель.

Существует много различных признаков, по которым электромашины делятся на группы. Основным из них является род тока. По роду тока электромашины делятся на 2-е большие группы: машины постоянного тока и машины переменного тока.

Внутри каждой из этих групп имеется также деление по различным признакам. Так, например, машины постоянного тока подразделяют по способу возбуждения:

1. Независимое возбуждение. При нем обмотка возбуждения не имеет электрической связи с обмоткой якоря.

2. Параллельное возбуждение. При нем обмотка возбуждения подключается параллельно обмотке якоря и имеет с ним электрическую связь.

3. Последовательное возбуждение: обмотка возбуждения соединяется с обмоткой якоря последовательно.

4. Смешанное возбуждение: обе обмотки возбуждения имеют электрическую связь с обмоткой якоря.

От способа возбуждения зависят характеристики машины постоянного тока. Причем все 4 способа возбуждения могут быть и у генераторов постоянного тока и у двигателей постоянного тока.

Машины переменного тока по принципу действия подразделяют на синхронные и асинхронные.

Синхронной машиной переменного тока называется машина, у которой скорость вращения вала равна скорости вращения магнитного поля статора.

Асинхронной машиной называется машина, у которой скорость вращения вала не равна скорости вращения магнитного поля статора.

Машины переменного тока подразделяются по конструкции ротора в зависимости от типа машины. Асинхронные делятся на машины с короткозамкнутым ротором и машины с фазным ротором.

Синхронные машины по конструкции ротора делятся на машины с явновыраженными полюсами и машины с неявновыраженными полюсами.

Кроме того, все электромашины независимо от рода тока подразделяются по мощности на:
1. микромашины мощностью до 1 кВт;
2. малой мощности от 1 до 10 кВт;
3. средней мощности 50-70 кВт;
4. крупные машины 100 кВт и выше.

По напряжению электромашины делятся на низковольтные (до 1000 В) и высоковольтные (свыше 1000 В). Машины постоянного тока обычно изготавливаются на напряжение 220 В или 440 В. Машины переменного тока (в основном асинхронные) изготавливаются на напряжение 380 В или 660 В. Синхронные машины чаще всего изготавливаются на напряжение 6 кВ и 13 кВ.

Электромашины независимо от рода тока подразделяются на группы по области применения, причем в зависимости от области применения изменяется их конструкция.

Синхронные машины в зависимости от того, с каким источником механической энергии они соединяются, подразделяются на гидрогенераторы и турбогенераторы (если соединяются с тепловой турбиной), а также дизельгенераторы. Синхронные двигатели, как правило, изготавливаются мощностью до 500 кВт с явновыраженными полюсами, а мощностью свыше 500 кВт с неявновыраженными полюсами. Вообще у синхронного двигателя конструкция ротора определяется скоростью вращения.

Асинхронные машины и машины постоянного тока по области применения делятся на крановые, шахтные (взрывобезопасные), общепромышленного применения, тяговые для привода транспортных средств и т.д.

Как правильно выбрать кондиционер ссылка

В чем разница между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока?

Между двигателями переменного и постоянного тока существует много различий. Наиболее очевидное различие — это тип тока, который каждый двигатель превращает в энергию: переменный ток в случае двигателей переменного тока и постоянный ток в случае двигателей постоянного тока. Двигатели переменного тока известны своей повышенной выходной мощностью и эффективностью, в то время как двигатели постоянного тока ценятся за их контроль скорости и диапазон выходной мощности. Двигатели переменного тока доступны в одно- или трехфазной конфигурации, тогда как двигатели постоянного тока всегда однофазные.

Подробнее о электродвигателях переменного тока

В двигателе переменного тока энергия поступает из магнитных полей, создаваемых через катушки, намотанные вокруг выходного вала. Двигатели переменного тока состоят из нескольких частей, включая статор и ротор. Двигатели переменного тока эффективны, долговечны, бесшумны и универсальны, что делает их жизнеспособным решением для многих потребностей в производстве электроэнергии.

К двум типам двигателей переменного тока относятся:

• Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота тока питания, что и дало ему название.Синхронные двигатели состоят из статора, ротора и синхронных двигателей, которые используются в широком спектре приложений.
• Индукция: Асинхронные двигатели — это самые простые и надежные электродвигатели на рынке. Эти электродвигатели переменного тока состоят из двух электрических узлов: статора с обмоткой и узла ротора. Электрический ток, необходимый для вращения ротора, создается за счет электромагнитной индукции, создаваемой обмоткой статора. Асинхронные двигатели являются одними из наиболее часто используемых типов двигателей в мире.
Электродвигатели переменного тока

используются в различных сферах, включая насосы для предприятий общественного питания, водонагреватели, садовое и газонное оборудование и многое другое.

Подробнее о двигателях постоянного тока

Энергия, используемая двигателем постоянного тока, поступает от батарей или другого генерируемого источника энергии, обеспечивающего постоянное напряжение. Двигатели постоянного тока состоят из нескольких частей, наиболее известными из которых являются подшипники, валы и редуктор или шестерни. Двигатели постоянного тока обеспечивают лучшее изменение скорости и управление, а также обеспечивают больший крутящий момент, чем двигатели переменного тока.

К двум типам двигателей постоянного тока относятся:

• Матовый: Один из самых старых типов двигателей, щеточные двигатели — это электродвигатели с внутренней коммутацией, работающие от постоянного тока. Щеточные двигатели состоят из ротора, щеток, оси, а заряд и полярность щеток контролируют направление и скорость двигателя.
• Бесщеточный: В последние годы бесщеточные двигатели приобрели популярность во многих сферах применения, в основном из-за их эффективности.Бесщеточные двигатели устроены так же, как и щеточные двигатели, за исключением, конечно, щеток. Бесщеточные двигатели также включают специализированную схему для управления скоростью и направлением. В бесщеточных двигателях вокруг ротора установлены магниты, что повышает эффективность.

Двигатели постоянного тока используются в широком спектре приложений, включая электрические инвалидные коляски, ручные распылители и насосы, кофеварки, внедорожное оборудование и многое другое.

Двигатели переменного и постоянного тока: различия и преимущества

Электродвигатели играют важную роль почти во всех отраслях промышленности.Использование правильного типа двигателя с высококачественными деталями и регулярное обслуживание обеспечивает бесперебойную работу вашего предприятия и предотвращает повреждение оконечного оборудования из-за износа или скачков напряжения.

Gainesville Industrial Electric может помочь вашей компании выбрать правильные промышленные электродвигатели и детали для ваших приложений.

A Primer on Electric Motors

Электродвигатели — это машины, которые преобразуют электрическую энергию — из накопленной мощности или прямого электрического соединения — в механическую энергию за счет создания вращательной силы.Два основных типа электродвигателей :

• Двигатели переменного тока , которые питаются от переменного тока
• Двигатели постоянного тока , которые питаются постоянным током

Как работают электродвигатели

И переменного тока, и Электродвигатели постоянного тока используют электрический ток для создания вращающихся магнитных полей, которые, в свою очередь, создают вращательную механическую силу в якоре, расположенном на роторе или статоре, вокруг вала. В различных конструкциях двигателей используется одна и та же основная концепция для преобразования электрической энергии в мощные всплески силы и обеспечения динамических уровней скорости или мощности.

Компоненты главного двигателя

Хотя электродвигатели могут отличаться от одной конструкции или типа к другому, многие из них содержат эти детали и узлы (расположены от центра, направленного наружу):

• Центральный вал двигателя
• Обмотки
• Подшипники (для уменьшения трения и износа)
• Якорь (расположен на роторе, вращающейся части или статоре, неподвижной части)
• Щетки (в двигателях постоянного тока)
• Клеммы
• Рама и торцевые щитки

Типы электродвигателей: AC vs.Двигатели постоянного тока

Двигатели переменного и постоянного тока — это широкие категории двигателей, которые включают меньшие подтипы. Например, асинхронные двигатели, линейные двигатели и синхронные двигатели — это все типы двигателей переменного тока. Двигатели переменного тока также могут включать в себя частотно-регулируемые приводы для управления скоростью и крутящим моментом двигателя, тогда как двигатели постоянного тока доступны в моделях с самовозбуждением и с раздельным возбуждением.

Привод с регулируемой скоростью переменного тока

Двигатель переменного тока по сравнению с двигателем постоянного тока Преимущества

Каждый тип двигателя имеет различные преимущества, которые делают их наиболее подходящими для различных коммерческих и промышленных применений.Например, электродвигатели переменного тока серии отличаются гибкостью и простотой управления. Некоторые из их других преимуществ включают:

• Низкие требования к мощности при запуске, которые также защищают компоненты на принимающей стороне
• Управляемые уровни пускового тока и ускорения
• Надстройки частотно-регулируемого привода или частотно-регулируемого привода, которые могут контролировать скорость и крутящий момент на разных этапах используйте
• Высокая надежность и более длительный срок службы
• Возможности для многофазных конфигураций

Двигатели постоянного тока также обладают собственными преимуществами , такими как:

• Более простая установка и обслуживание
• Высокая мощность запуска и крутящий момент
• Быстрое время отклика на запуск, остановку и ускорение
• Доступность для нескольких стандартных напряжений

Какой двигатель более мощный: переменного или постоянного тока?

Двигатели переменного тока обычно считаются более мощными, чем двигатели постоянного тока, поскольку они могут создавать более высокий крутящий момент за счет использования более мощного тока.Однако двигатели постоянного тока обычно более эффективны и лучше используют входную энергию. Двигатели переменного и постоянного тока бывают разных размеров и мощностей, которые могут удовлетворить любые отраслевые требования к питанию.

Применение двигателей переменного и постоянного тока

Двигатели переменного и постоянного тока находят применение в технологических процессах и объектах практически во всех отраслях промышленности. Некоторые из наиболее распространенных промышленных применений для двигателей переменного тока включают:

• Приборы
• Компрессорные приводы и системы
• Компьютеры
• Конвейерные системы
• Вентиляторы и кондиционеры
• Гидравлические и ирригационные насосы
• Транспортное оборудование

Типичные промышленные применения двигателей постоянного тока включают:

• Производство и производственные единицы
• Оборудование, требующее постоянной мощности, такое как пылесосы, лифты и швейные машины
• Складское сортировочное оборудование

---

Выбор подходящего электрического Электродвигатель для вашего промышленного применения

Установка и обслуживание правильных электродвигателей на предприятиях и оборудовании вашей компании является важным шагом к обеспечению бесперебойной работы и производства.

Gainesville Industrial Electric продает и обслуживает двигатели переменного и постоянного тока, запчасти и многое другое. Мы также являемся авторизованным заводским гарантийным центром. Чтобы получить помощь в выборе подходящего электродвигателя или промышленной сборки для вашего применения, свяжитесь с нами или запросите дополнительную информацию сегодня, чтобы получить ценовое предложение.

---

Связанное содержание:

Двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока

Между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока есть несколько ключевых различий, помимо очевидного, которое относится к способу питания каждого из этих компонентов.Ниже приводится краткое описание каждого из этих типов двигателей с кратким описанием различий между ними.

Чтобы узнать больше о различных типах двигателей, обратитесь к нашему руководству по покупке двигателей.

Что такое двигатели переменного тока?

Двигатели переменного тока

— это электромеханические устройства, преобразующие электрическую энергию в виде переменного напряжения и тока в механическую энергию. Асинхронные двигатели бывают разных типов, которые можно охарактеризовать как асинхронные двигатели или синхронные двигатели, которые содержат статор и ротор.Асинхронные двигатели могут быть однофазными или многофазными, в то время как синхронные двигатели включают электродвигатели с сопротивлением и электродвигатели с гистерезисом. См. Соответствующее руководство «Типы двигателей переменного тока», чтобы узнать больше о каждом из них.

Что такое двигатели постоянного тока?

Двигатели постоянного тока могут преобразовывать электрическую энергию, подаваемую на них в виде постоянного тока, в механическую энергию вращения. То же устройство можно использовать в обратном направлении для выработки электроэнергии постоянного тока от вращения вала двигателя. При таком использовании устройство работает как генератор.Доступны несколько основных типов двигателей постоянного тока. К ним относятся двигатели постоянного тока с постоянным магнитом, двигатели постоянного тока с последовательной обмоткой, шунтирующие двигатели постоянного тока, комбинированные двигатели постоянного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока. В нашем соответствующем руководстве «Типы двигателей постоянного тока» содержится дополнительная информация о каждом из этих типов.

Чем электродвигатели переменного и постоянного тока отличаются друг от друга?

Хотя двигатели переменного и постоянного тока вырабатывают механическую энергию в виде вращающегося вала двигателя, между ними есть несколько ключевых отличий:

Входная мощность

Двигатели переменного тока

работают от входного электрического сигнала, представляющего собой переменный ток и напряжение, которые меняются по амплитуде и направлению по мере завершения цикла входной формы волны переменного тока.Двигатели переменного тока могут работать как от однофазного источника питания, так и от многофазного источника с несколькими входами напряжения, которые работают с разностью фаз друг относительно друга (обычно 120 ^o или 2π / 3 радиана в случае трехфазного мощность). Двигатели постоянного тока питаются от однонаправленного тока (который не меняет направление со временем), подаваемого от источника постоянного тока. Общая значимость мощности переменного тока означает, что может возникнуть необходимость в преобразовании в мощность постоянного тока при использовании двигателя постоянного тока, например при использовании преобразователя переменного тока в постоянный или источника питания постоянного тока.

Магнитное поле

В многофазных двигателях переменного тока, поскольку катушки статора питаются переменным током, создается вращающееся магнитное поле, или RMF, которое, согласно закону индукции Фарадея, генерирует ЭДС в катушках ротора. Эта ЭДС приводит к возникновению тока в роторе и приложенного чистого крутящего момента, заставляющего его вращаться, а также генерирующего вращающееся магнитное поле. Асинхронные двигатели проявляют явление, известное как скольжение, при котором скорость ротора (N _r ) меньше синхронной скорости вращающегося поля статора (N _s ).Сдвиг математически выражается как:

В двигателе постоянного тока постоянный магнит или набор катушек возбуждения создают магнитное поле, которое не вращается. На катушки якоря подается ток, в результате чего якорь вращается.

Конструкция с прямым и косвенным подключением

В двигателе переменного тока подача питания на катушки статора через прямое подключение к многофазному источнику питания переменного тока — это все, что необходимо для вращения ротора.Принцип электромагнитной индукции генерирует ток в роторе без необходимости прямого электрического подключения.

Для двигателя постоянного тока ток должен подаваться как на катушки постоянного возбуждения (если не используется постоянный магнит), так и на якорь. Для этого в щеточных двигателях постоянного тока используется набор подпружиненных угольных щеток, которые прижимаются к кольцу коммутатора, по которому ток проходит к катушкам якоря и катушкам возбуждения при вращении якоря.В зависимости от того, выполняется ли соединение катушки возбуждения параллельно с катушкой якоря (параллельный двигатель) или последовательно с катушкой якоря (двигатель с последовательной обмоткой), результирующая конфигурация двигателя постоянного тока будет иметь разные рабочие характеристики.

Использование щеток и коммутатора оказывает несколько влияний на работу двигателей постоянного тока:

• Щетки подвержены износу из-за механического трения, а это означает, что ремонт и замена щеток неизбежны, что влияет на размещение двигателя из-за необходимости доступа.
• Контакт щетки с коммутатором может вызвать искры и дугу, которые могут вызвать точечную коррозию и повреждение коммутатора, а также могут быть источником воспламенения — проблема в некоторых средах, где существует риск воздействия легковоспламеняющихся паров или газов.
• Трение щетки является причиной снижения эффективности двигателей постоянного тока, которые их используют, поскольку часть входящей энергии расходуется на трение и не используется для создания движения.
• Щеточные двигатели постоянного тока создают больше шума и образуют пыль из-за износа щетки, которая обычно представляет собой углерод или графит.

Контроль скорости

В двигателе переменного тока скорость двигателя регулируется входной частотой переменного тока, подаваемого на катушки статора, и прямо пропорциональна. По мере увеличения частоты увеличивается скорость двигателя. Контроллеры частотно-регулируемого привода используются для регулировки входной частоты по желанию для достижения желаемой скорости вращения двигателя.

Для двигателей постоянного тока скорость устройства регулируется путем изменения напряжения и тока, которые прикладываются к катушкам или обмоткам якоря, или путем регулирования тока, протекающего по катушкам возбуждения (следовательно, влияя на силу магнитного поля для катушка возбуждения).Соотношение скорости и тока снова пропорционально.

Механизм запуска

Многофазные двигатели переменного тока считаются самозапускающимися и не требуют дополнительной электроники, кроме частотно-регулируемого управления скоростью. Как однофазные двигатели переменного тока, так и двигатели постоянного тока требуют пускового механизма для управления условиями пуска. Например, в больших двигателях постоянного тока обратная ЭДС, генерируемая в якоре, пропорциональна скорости якоря и поэтому мала при запуске.Это состояние может вызвать сильный ток через якорь, потенциально вызывающий выгорание. Таким образом, для этих двигателей необходимо контролировать нарастание входного напряжения при запуске.

Производительность

Двигатели переменного тока серии

часто используются из-за их высокоскоростного и переменного крутящего момента, но обычно крутящий момент будет падать с увеличением скорости двигателя. Двигатели постоянного тока могут обеспечивать высокий крутящий момент и полезны там, где требуется регулирование скорости. Двигатели постоянного тока могут обеспечивать более постоянный крутящий момент во всем диапазоне скоростей и, как правило, обеспечивать более быструю реакцию на изменения нагрузки, чем двигатели переменного тока.В зависимости от конфигурации соединения катушек (последовательное или параллельное) для двигателей постоянного тока могут быть получены разные характеристики в зависимости от значения нагрузки. Серийные двигатели демонстрируют более высокий пусковой момент, но имеют более резкое падение скорости при увеличении нагрузки. Параллельные или параллельные двигатели постоянного тока обеспечивают более низкий пусковой момент, но имеют более плоское соотношение скорости к нагрузке и, следовательно, могут обеспечивать постоянную скорость почти независимо от приложенной нагрузки.

Двигатели переменного тока

страдают от проблем с эффективностью из-за потерь индукционного тока и скольжения, упомянутых ранее.Двигатели постоянного тока, в которых используются постоянные магниты, могут быть примерно на 30% эффективнее, поскольку им не нужно потреблять энергию для создания электромагнита, но есть некоторая потеря эффективности из-за потерь энергии из-за трения щеток. Бесщеточные двигатели постоянного тока более эффективны, чем двигатели со щетками, но прирост эффективности достигается в основном на участках кривой производительности двигателя с низкой или ненагруженной нагрузкой.

Прочие соображения

Для заданного количества механической работы двигатели переменного тока обычно больше, чем двигатели постоянного тока, а бесщеточные конструкции постоянного тока являются наименьшими.Двигатели переменного тока имеют длительный срок службы, в то время как двигатели постоянного тока требуют большего обслуживания для тех конструкций, в которых используются щетки и коммутаторы, которые имеют механический износ. Двигатели с электронной коммутацией (ЭСУД) представляют собой бесщеточные двигатели постоянного тока, которые исключают механическую коммутацию и использование щеток в пользу электронной коммутации и управления, тем самым увеличивая срок службы, снижая энергопотребление, обеспечивая охлаждение и улучшая производительность.

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение разницы между двигателями переменного и постоянного тока.Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. http://www.ohioelectricmotors.com/2015/07/what-is-the-difference-between-an-ac-motor-and-a-dc-motor/
2. https://www.precision-elec.com/difference-between-ac-and-dc-motors/
3. https://www.powerelectric.com/motor-resources/motors101/ac-motors-vs-dc-motors
4. https: // физикаоб.com / двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока /
5. https://www.orientalmotor.com/brushless-dc-motors-gear-motors/technology/AC-brushless-brasted-motors.html
6. https://www.machinedesign.com/motion-control/what-s-difference-between-ac-dc-and-ec-motors
7. http://electricalacademia.com/electrical-comparisons/difference-between-ac-motor-and-dc-motor/
8. https://www.veichi.org/solutions/related-articles/what-is-the-difference-between-ac-and-dc-motors.html

Прочие изделия для двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

The Engineer’s Guide to Small Scale AC vs.Двигатели постоянного тока

Хотя электродвигатели используются в самых разных приложениях, их основная функция остается той же — преобразование электрической энергии в механическую. Во многих статьях освещаются характеристики каждого уникального двигателя, представленного на рынке, но их можно разделить на две общие категории: двигатели переменного тока (переменного тока) и двигатели постоянного тока (постоянного тока).

У каждого типа есть свои плюсы и минусы, и эта статья призвана дать вам четкое представление о том, как двигатель переменного или постоянного тока может лучше всего подойти для вашего приложения.Давайте рассмотрим, как каждый из них преобразует электрическую энергию, различия в их конструкции и лучшие варианты использования для каждого типа.

Мощность

Различие между двумя типами двигателей — это мощность, при которой они работают.

При использовании электричества переменного тока или переменного тока напряжение меняется на противоположное каждые полупериод, что, в свою очередь, изменяет направление тока. Это делается путем изменения полярности на каждом конце провода.Итак, если вы возьмете американский стандарт питания 120 В / 60 Гц, будет примерно 120 полупериодов в секунду.

При использовании электричества постоянного тока или постоянного тока поток тока должен оставаться в одном направлении (от положительного к отрицательному), поэтому напряжение должно оставаться постоянным, чтобы поддерживать постоянный поток тока. Вы можете представить себе электричество постоянного тока как батарею с четко обозначенными отрицательными и положительными клеммами.

Электроэнергия переменного тока для двигателей

Внутри провода, использующего электричество переменного тока, электроны не движутся с постоянной скоростью в одном направлении, как в случае с постоянным током — они просто покачиваются взад и вперед и передают энергию (подумайте о Колыбели Ньютона).

Переменный ток используется для систем распределения электроэнергии (питание вашего дома / офиса) по той простой причине, что передача энергии намного более эффективна при более высоких напряжениях, и в то время трансформаторы переменного тока значительно превосходили преобразователи напряжения постоянного тока. Однако достижения в области силовой электроники сделали постоянный ток высокого напряжения (HVDC) новой тенденцией. Почему предпочтительны трансформаторы переменного тока? Поскольку возвратно-поступательное «шевеление» электронов создает электрическое поле, можно использовать трансформатор, чтобы поднять напряжение и поддерживать относительно низкий ток.2.

Так какое же отношение все это имеет к двигателю переменного тока? Что ж, в общем, двигатели переменного тока отлично подходят для приложений, требующих небольшой точности, таких как блендер или стиральная машина. Это объекты, которые вам нужно запустить, и они могут увеличивать или уменьшать скорость, но разница между 400 и 420 об / мин, вероятно, не критична.

Электроэнергия постоянного тока для двигателей С другой стороны, двигатели постоянного тока

отличаются точностью и стабильностью, потому что источник постоянного тока, питающий эти двигатели, имеет постоянное напряжение.Электроны внутри провода могут двигаться только в одном направлении, и они обычно делают это с постоянной стабильной скоростью.

Опять же, это похоже на то, как батарея с тройным А постоянно подает на вашу электронику напряжение 1,5 В (без учета потерь), пока она не разрядится. Это лучше, когда у вас есть хрупкие схемы / печатные платы или электроника, которым для правильной работы требуется постоянный источник энергии, например, ноутбук.

Но подождите — если в моем доме подается переменный ток, а моему продукту требуется постоянный ток, что мне делать ?! Большая часть электроники оснащена преобразователем переменного тока в постоянный.Вот что это за блок на шнуре питания вашего ноутбука.

На самом деле, вы можете поблагодарить преобразователь на швейной машине за вдохновение, вызванное названием группы AC / DC. С двигателем постоянного тока вы можете просто контролировать скорость, регулируя напряжение, поскольку скорость пропорциональна напряжению, приложенному к якорю.

Строительство

Хотя принцип работы двигателей переменного и постоянного тока одинаков (одно магнитное поле преследует другое магнитное поле), и их внешний вид может не сильно отличаться, существуют некоторые фундаментальные различия внутри, которые делают каждый из них уникальным.Читая следующую информацию, имейте в виду, что разница обусловлена ​​их вводом / выводом: двигатели переменного тока принимают переменное напряжение для повышения эффективности и мощности, в то время как двигатели постоянного тока поддерживают постоянное напряжение для стабильности.

Двигатель переменного тока Сборка Двигатели переменного тока

очень просты, потому что всю работу выполняет переменный ток. Пропуская ток через неподвижную обмотку в кожухе, окружающем вал, вы создаете переменное магнитное поле, которое индуцирует ток на валу или роторе.Это, наоборот, создает магнитное поле, которое постоянно пытается выровняться с магнитным полем неподвижной обмотки, в свою очередь, заставляя вал вращаться.

Таким образом, их скорость связана с величиной проскальзывания или запаздывания их магнитных полей, пытающихся наверстать упущенное, что определяется конструкцией двигателя.

Помните, электричество переменного тока изменяется от «положительного напряжения» до 0 до «отрицательного напряжения» с удвоенной частотой (Гц) каждую секунду. Это означает, что согласно американскому стандарту 60 Гц ток меняет направление 120 раз в секунду.

Простота двигателей переменного тока

делает их долговечными и значительно снижает вероятность механической ошибки. Однако их пусковые токи обычно в шесть-девять раз превышают установившийся ток. Сочетание эффективности и длительного срока хранения делает их популярными в тех случаях, когда вы не хотите слишком больших потерь энергии и не хотите постоянно заменять двигатель (например, стиральные машины). Однако я настолько зависим от своей стиральной машины, что, вероятно, буду платить каждый год, чтобы купить новую, если она сломается — не говорите в LG!

Двигатель постоянного тока

, сборка

Поскольку двигателям неизбежно требуется вращающееся магнитное поле, а постоянный ток создает постоянное магнитное поле, их конструкция немного сложнее.Возвращаясь к примеру с батареей, который мы использовали ранее, мы хотим, чтобы батарея подавала на нашу печатную плату постоянное напряжение 1,5 В, вместо безумного переключения с +1,5 на -1,5 В сотни раз в секунду, которое дает нам питание переменного тока. Таким же образом, чтобы двигатель постоянного тока преобразовывал постоянное подаваемое на него напряжение, нам нужна конструкция двигателя, которая точно преобразует это напряжение в механическую энергию.

Для этого нам нужно сначала реализовать некоторые механические функции для создания вращающегося магнитного поля, которое приводит в движение двигатель.Опять же, с двигателями переменного тока это было легко, потому что мощность переменного тока естественно колеблется взад и вперед, что изменяет магнитное поле. При постоянном токе магнитное поле останется прежним.

Итак, чтобы противостоять, у нас есть несколько вращающихся катушек в центре двигателя постоянного тока, которые подключаются к «коммутатору». Коммутатор вступает в контакт со стационарными «щетками» противоположной полярности именно в тот момент, когда ему необходимо изменить направление тока для вращения вала.

Это может быть очевидно, но основным недостатком здесь является потеря эффективности из-за трения, вызванного контактом между коллектором и щетками.Потеря эффективности уходит в виде тепла, а иногда и искр, если вы перегрузите двигатель.

Функция

Если вам надоело читать все технические подробности и вы просто заботитесь о том, какой двигатель лучше всего соответствует вашим потребностям, длинный ответ таков: все сводится к вашему конкретному применению. Вкратце, вот основной список плюсов и минусов для каждого типа двигателя:

Преимущества асинхронных двигателей

• Обычно более эффективный
• Более длительный срок службы и меньшая вероятность отказа
• Вырабатывает меньше тепла
• Лучше для применения с большой мощностью (стиральные машины, холодильники, оборудование)
• Может подключаться напрямую к домашней или офисной розетке без преобразователя

Недостатки асинхронных двигателей

• Большой пусковой ток
• Немного громоздко
• Непрактично для переносных приложений
• Преимущества двигателей постоянного тока
• Низкие электромагнитные помехи (отлично подходят для чувствительных электронных устройств)
• Устойчивость для печатных плат и чувствительной электроники
• Вы можете работать со своим продуктом от аккумулятора
• Лучшее управление скоростью

Недостатки двигателей постоянного тока

• Обычно дороже
• Менее эффективный
• Более высокая вероятность отказа (Матовый тип)

Основные выводы

На самом деле, в вашей конструкции, вероятно, будет несколько факторов, которые будут управлять типом двигателя, который вы выберете.Если вы используете печатные платы, аккумуляторы и вам требуется точная настройка регуляторов скорости, вам подойдет двигатель постоянного тока. Если вы стремитесь к высокой мощности, эффективности, долговечности и можете подключить продукт к сетевой розетке, мотор переменного тока подойдет вам.

Различия между электродвигателями переменного и постоянного тока для промышленного применения

Электродвигатели

переменного и постоянного тока используются для обеспечения необходимого питания различных промышленных приложений. Хотя верно то, что двигатели постоянного тока были разработаны на основе двигателей переменного тока, между ними есть существенные различия.Эти различия могут повлиять на производительность прикладного оборудования. Следовательно, промышленные клиенты должны понимать различия между этими двумя двигателями, прежде чем выбирать один для применения.

Различия между электродвигателями переменного тока и постоянного тока

Здесь мы рассмотрим каждый двигатель отдельно, чтобы понять различные аспекты, такие как конструкция, базовый ток и функции.

• Двигатели переменного тока: Они используют переменный ток (AC) для создания механической энергии из электрической энергии.Конструкция двигателя переменного тока любого типа одинакова. Они состоят из статора и ротора. Статор создает магнитное поле, а ротор вращается за счет индукции магнитного поля. Выбирая двигатель переменного тока, необходимо помнить о двух важных характеристиках — рабочей скорости (об / мин) и пусковом моменте.

• Двигатели постоянного тока: Электродвигатели постоянного тока — это машины с механической коммутацией. В них используются постоянные токи (DC), они состоят из вращающейся обмотки якоря и постоянного магнита, который действует как статическое поле.В этих двигателях используется статическое поле и соединения обмоток якоря для создания различных уровней скорости и крутящего момента. В отличие от двигателей переменного тока, скорость двигателей постоянного тока можно контролировать, изменяя напряжение, подаваемое на якорь, или регулируя статический ток возбуждения.

Двигатели переменного тока v / s Двигатели постоянного тока

Теперь, когда мы рассмотрели оба электродвигателя по отдельности, будет легче понять различия, указанные в пунктах ниже.

• Двигатели переменного тока используют переменный ток, в то время как двигатели постоянного тока используют постоянный ток.
Двигатели постоянного тока
• получают питание от элементов или батарей, которые обеспечивают постоянное напряжение, обеспечивая поток электронов в одном направлении. Двигатели переменного тока получают питание от генераторов переменного тока, в результате чего электроны меняют направление потока.
• Стабильный поток энергии двигателей постоянного тока делает их идеальными для приложений, требующих стабильных скоростей, крутящего момента и работы. Двигатели переменного тока с их непрерывным изменением энергии идеальны для промышленного и бытового применения.
Электродвигатели переменного тока
• предпочтительны для силовых приводов компрессоров, компрессоров кондиционеров, гидравлических и ирригационных насосов.Двигатели постоянного тока предпочтительны для прокатного оборудования сталелитейных заводов и бумагоделательных машин.

Рассмотрев вышеупомянутые моменты, вы поймете, что источники питания и уровень управления мощностью являются ключевыми факторами, которые клиенты должны учитывать для двигателей переменного и постоянного тока. При выборе двигателя всегда рекомендуется проконсультироваться с опытной инженерной организацией. Они могут изучить детали вашего приложения и порекомендовать подходящий тип ремонта электродвигателя переменного и постоянного тока в соответствии с вашими требованиями.

Сообщение навигации

В чем разница между двигателями переменного, постоянного тока и ЕС?

Загрузите эту статью в формате PDF.

Для применения в двигателях инженеры имеют в своем распоряжении несколько вариантов. Обычно инженеры могут выбирать между двигателями постоянного (DC) или переменного (AC) тока. Модель Machine Design В прошлом учитывала разницу между основными типами двигателей.

Самые последние типы двигателей, которые вступают в бой, — это двигатели, которые помогают контролировать выходную мощность и повышать энергоэффективность.Эти двигатели с электронной связью (ЕС) делают успехи в замене двигателей постоянного и переменного тока; особенно с необходимостью соблюдения нормативов энергоэффективности.

ЕС-двигатели — это бесщеточные двигатели постоянного тока, которые управляются внешней электронной платой. Это обеспечивает больший контроль и более высокую эффективность.

Основы двигателей постоянного и переменного тока

В двигателях

постоянного тока используются угольные щетки и коммутационное кольцо для переключения направления тока и полярности магнитного поля во вращающемся якоре.Это взаимодействие между внутренним ротором и постоянными постоянными магнитами вызывает вращение двигателя.

Согласно maxon motors, двигатели постоянного тока ограничены их щеточной системой и имеют срок службы 1000-1500 часов; менее 100 часов при экстремальных нагрузках. Некоторые двигатели могут проработать до 15 000 часов при благоприятных условиях эксплуатации. Высокая скорость вращения ограничивается только коммутацией, обычно достигая примерно 10 000 оборотов в минуту.

Двигатели постоянного тока

имеют высокий КПД, но страдают от удельных потерь.Они теряют эффективность из-за начального сопротивления обмотки, трения щетки и потерь на вихревые токи.

В асинхронных двигателях

переменного тока используется серия катушек, питаемых и управляемых входным переменным напряжением. Поле статора создается входным напряжением, а поле ротора индуцируется полем статора. Другой тип двигателя переменного тока — это синхронный двигатель, который может работать с точной частотой питания. Магнитное поле создается током, подаваемым через контактные кольца или постоянный магнит.Они работают быстрее, чем асинхронные двигатели, из-за того, что скорость уменьшается из-за скольжения асинхронного двигателя.

Двигатели переменного тока предназначены для работы в определенной точке кривой производительности. Эта кривая совпадает с пиковым КПД двигателя. За пределами этой точки КПД двигателя значительно падает. Двигатели переменного тока потребляют дополнительную энергию для создания магнитного поля, вызывая ток на роторе. Следовательно, двигатели переменного тока менее эффективны, чем двигатели постоянного тока. Фактически, двигатель постоянного тока на 30% эффективнее двигателей переменного тока из-за вторичного магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами, а не медными обмотками.

КПД двигателей с электронной коммутацией

На диаграмме сравнивается КПД двигателя EC, трехфазного асинхронного двигателя переменного тока, однофазного асинхронного двигателя переменного тока и двигателя с экранированными полюсами.

ЕС-двигатели

представляют собой бесщеточные двигатели постоянного тока, управляемые внешней электроникой — электронной платой или частотно-регулируемым приводом. Ротор содержит постоянные магниты, а статор имеет набор фиксированных обмоток. Механическая коммутация осуществляется электронной схемой.Печатная плата переключает фазы в неподвижных обмотках, чтобы двигатель продолжал вращаться. Это обеспечивает необходимый ток якоря. Когда ток подается в правильном направлении в точное время, достигается более высокая точность. Поскольку скорость двигателя контролируется внешней электроникой, ЕС-двигатели не имеют ограниченной синхронной скорости.

Электродвигатели

EC имеют несколько преимуществ. Поскольку двигатели EC не имеют щеток, они не искрятся или имеют короткий срок службы из-за щеток.Другие преимущества включают тот факт, что они не тратят впустую энергию, потому что электроника управляет статором; они обеспечивают лучшую производительность и управляемость, и они работают холоднее, чем асинхронные двигатели. По размеру малые двигатели могут достигать той же мощности, что и традиционные двигатели постоянного или переменного тока. Кроме того, меньший двигатель экономит место, а когда производитель использует внешний ротор, а не валовой двигатель, возможна еще большая экономия места.

Распределение мощности намного чище с двигателем EC.Бесщеточные двигатели постоянного тока зависят от отдельного источника постоянного тока. А источник питания двигателя переменного тока обычно увеличивает стоимость и сложность. ЕС-двигатели могут подключаться напрямую к основному источнику питания переменного тока с помощью встроенной электроники. Они не полностью зависят от напряжения или частоты; следовательно, небольшие изменения напряжения не влияют на мощность двигателя.

При сравнении КПД ЕС-двигателя с электродвигателем с экранированным полюсом переменного тока или электродвигателем с постоянным разделением полюсов переменного тока, электродвигатели с экранированными полюсами имеют диапазон КПД от 15 до 25%, конденсаторы с постоянным разделением полюсов (PSC) — от 30 до 50%, и двигатели EC имеют КПД от 60 до 75%.В отчете Министерства энергетики за 2013 год двигатели с электронным управлением были признаны наиболее эффективным вариантом модернизации для современных двигателей.

В отчете говорится: «Диапазон КПД для PSC очень широк, например 35-50% в приложениях с воздушным потоком, особенно при работе с нагрузкой ниже полной. ЕС-двигатели могут иметь более узкий диапазон КПД на разных скоростях, обычно около 70% для двигателей с дробной мощностью и выше 80% для двигателей с общей мощностью.”

ЕС-двигатели используются в приложениях с более низкой выходной мощностью (например, в небольших вентиляторах, серводвигателях и системах управления движением). Они также находят свое применение в нескольких небольших устройствах с высокими потребностями в выходной мощности, включая конвейерные ленты и конденсаторные блоки.

Что касается управления скоростью, EC-двигатели имеют несколько регуляторов скорости в качестве стандартной опции. Например, электродвигатели переменного тока доступны с несколькими скоростями с дополнительным внешним регулятором скорости.Внешний контроллер регулирует входное напряжение для двигателей переменного тока, которое изменяет их синусоидальную волну и, в свою очередь, увеличивает срок службы двигателя и увеличивает шум.

Для двигателей EC схемы коммутации принимают входы с широтно-импульсной модуляцией от 4 до 20 мА и от 0 до 10 В. Это позволяет управлять скоростью в диапазоне от 10% до 100%. Интегральная схема упрощает мониторинг ЕС-двигателей, и разработчик может легко получить к ним доступ для получения обратной связи. Наконец, ЕС-двигатели обеспечивают плавный пуск, снижение шума и более низкую температуру двигателя.

Электродвигатели

EC обычно используются для приложений с меньшей выходной мощностью, таких как небольшие вентиляторы, серводвигатели и системы управления движением. Однако с развитием электроники и материалов ЕС-двигатели находят применение в сценариях с большей выходной мощностью, до 12 кВт и выше. Некоторые мелкие бытовые приборы тоже являются игрой, в том числе конвейерные ленты и конденсаторные агрегаты.

Разница между двигателями переменного и постоянного тока (со сравнительной таблицей)

Двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока различаются по различным факторам, таким как источник или характер энергии, используемой в двигателе.Процесс коммутации, виды, пуск двигателя, количество клемм. Применение двигателя, использование щеток и стоимость обслуживания двигателя.

Содержание: Двигатель переменного тока против постоянного тока

1. 1. Сравнительная таблица
   2. Определение
   3. Ключевые отличия

Таблица сравнения

BASIS	ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА	ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Характер входного тока	Переменный ток — основная входная мощность в двигателе переменного тока	Постоянный ток — основная входная мощность в двигателе постоянного тока
Источники питания	Трехфазное или однофазное питание от сети	Энергия получается от батарей, элементов и т. Д.
Процесс коммутации	Отсутствует в двигателе переменного тока	Присутствует в двигателе постоянного тока
Фаза питания	Используется как однофазное, так и трехфазное питание	Используется только однофазное питание
Количество клемм	Имеется 3 входных клеммы RYB.	Есть две входные клеммы Положительная и отрицательная
Угольные щетки	Угольные щетки отсутствуют	В двигателе постоянного тока есть угольные щетки
Применения	Подходит для крупных и промышленных приложений	Двигатель постоянного тока используется в небольших и бытовых приложениях
Запуск	Двигатель переменного тока не запускается автоматически.Требуется внешнее пусковое оборудование	Двигатель постоянного тока самозапускается
Положение якоря	Якорь неподвижен, и магнитное поле вращается.	Якорь вращается, а магнитное поле остается неподвижным.
Стоимость обслуживания	Дешевле по сравнению с двигателем постоянного тока	Техническое обслуживание двигателя постоянного тока дороже.

Определение двигателя переменного тока

В двигателе переменного тока переменный ток проходит через катушки.Когда через электромагниты пропускают переменный ток, создается магнитное поле. Стационарные части состоят из электромагнитов. Создаваемое магнитное поле постоянно меняется. Взаимодействие между электромагнитами и магнитным полем заставляет двигатель вращаться.

Определение двигателя постоянного тока

A Постоянный ток проходит в неподвижной части двигателя, известной как статор. Катушка из проводов, по которой проходит электрический ток, называется ротором.Двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую.

Ключевые различия между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока

1. Двигатель переменного тока работает на основе переменного тока, тогда как двигатель постоянного тока работает на постоянном токе.
2. Основным источником электродвигателя переменного тока является ток от трехфазной или однофазной сети питания. Источниками двигателя постоянного тока являются батареи и элементы.
3. В двигателе переменного тока процесс коммутации отсутствует, следовательно, не используются угольные щетки, тогда как в двигателе постоянного тока происходит процесс коммутации, и поэтому используются угольные щетки.
4. В двигателе переменного тока используется как трехфазное, так и однофазное питание, но в двигателе постоянного тока используется только однофазное питание.
5. В двигателе переменного тока есть три входных клеммы, известные как RYB (красный, желтый и синий). В двигателе постоянного тока есть только две клеммы, они известны как положительная и отрицательная.
Двигатели переменного тока
6. не запускаются автоматически, поэтому для первоначального запуска двигателя требуется некоторое внешнее оборудование. Двигатели постоянного тока — это самозапускающиеся двигатели.
7. Якорь неподвижен, и магнитное поле вращается в двигателе переменного тока, но в двигателе постоянного тока якорь вращается, а магнитное поле остается неподвижным.