Koje su vrste elektromotora i kako se razlikuju

Kako rade motori

Princip rada svih vrsta elektromotora sastoji se u interakciji magnetskih polja rotora i statora. U ovom se slučaju magnetsko polje može stvoriti stalnim magnetskim ili namotnim namotom (zavojnica-elektromagnet).

Ovisno o snazi ​​i vrsti motora, namotaji se mogu nalaziti samo na statoru ili na statoru i na rotoru. Pokušajmo objasniti uređaj i princip rada za lutke u elektricama.

Za početak, razmotrit ćemo dizajn kolektora. Na primjer, u malim istosmjernim motorima, kao što je slučaj s radio modelima, stalni magneti nalaze se na statoru, a zavojnice od bakrene žice namotane su u rotor. Struja do zavojnica rotora takvog elektromotora isporučuje se preko sklopa četkica koji se sastoji od četkica i sakupljača. Na kolektoru su lamele, na koje su pričvršćeni vodiči namotaja.

Nakon uključivanja snage, rotor (sidro) se počinje okretati, na njemu je fiksiran kolektor, a fiksne četke dodiruju naizmjenično različite parove lamela kolektora. Kroz četke i lamele, struja se dovodi na namote rotora bilo na jedno namotavanje ili na drugo, stvarajući tako magnetsko polje koje se mijenja, koje djeluje s magnetskim poljem. Kao rezultat toga privlače se polovi okretnih i nepomičnih elektromagneta zbog čega dolazi do rotacije.

Ako izostavite neke nijanse, tada je veća struja rotora, veće je ovo polje i brže se rotor rotira. Međutim, to se uglavnom odnosi na istosmjerne i izmjenične struje (univerzalni su).

Ako govorimo o asinhronom motoru (HELL) s rotorom-kaveznim rotorom - ovo je izmjenični električni motor bez četkica. U njemu se namoti nalaze na statoru (a), a rotor je šipka (b), kratko zatvorena prstenovima - takozvani kavez za vjeverice.

U tom slučaju rotirajuće magnetsko polje statora stvara struju u šipkama rotora, zbog čega se pojavljuje i drugo magnetsko polje. A što se događa kada se dva magneta nalaze u blizini?

Odbijaju se ili privlače jedni druge. Budući da je rotor fiksiran na krajevima ležajeva, rotor se počinje okretati.AM je namijenjen samo izmjeničnoj struji, a brzina vrtnje osovine ovisi o frekvenciji struje i broju polova u namotima statora, o ovom ćemo pitanju detaljnije govoriti u članku o asinkronim motorima.

Ali za pokretanje okretanja vratila takvog motora važno je ili ga gurnuti (dati početnu brzinu), ili stvoriti rotirajuće magnetsko polje. Stvara se pomoću namotaja raspoređenih na određeni način, spojenih na trofaznu mrežu napajanja (na primjer, 380V) ili korištenjem startnih i radnih kondenzatora (u tzv. Kondenzatorskim indukcijskim motorima).

Pored interakcije magnetskih polja u rotaciji osovine motora sudjeluje i Amperska sila.

Stoga morate razumjeti da trenutak na vratilu apstraktnog motora i broj okretaja ovisi o dizajnu i vrsti električnog stroja, kao i o jačini struje i njezinoj frekvenciji. Ponavljam da u ovom članku nećemo ulaziti u detalje o značajkama uređaja svake od vrsta i vrsta elektromotora, već ćemo za to napraviti zasebne članke.

Treba napomenuti da su asinhroni i univerzalni kolektorski motori najčešće u svakodnevnom životu i proizvodnji, u pogonima građevinskih vozila. Koriste se posvuda, kako za kretanje industrijskih mehanizama, tako i za automobile, električna vozila i koriste se u kućanskim aparatima, pa sve do električne četkice za zube.

Glavna klasifikacija

Dakle, električni motori uglavnom se dijele na strojeve koji rade na istosmjernoj struji, kao i na izmjeničnu struju. Koja je razlika između izmjenične i istosmjerne struje, rekli smo u članku: https://hrm.electricianexp.com/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html, Razmotrit ćemo vrste elektromotora s strojeva koji rade od pauze.

AC motori

Većina električnih strojeva koji se koriste u proizvodnji i svakodnevnom životu, za pogon liftova, u ostalim vrstama električnih pogona rade iz izmjeničnog napona.

AC motori se mogu klasificirati na sljedeći način:

• asinkroni;
• sinkroni.

U tom se slučaju indukcijski motori razlikuju ili po dizajnu rotora:

• kavez rotora vjeverice (najčešće s bilo kojim brojem faza);
• s faznim rotorom (samo trofazni).

I po broju faza:

• jednofazni (s startnim kondenzatorom) koriste se u kućanskim električnim ventilatorima i ostalim uređajima male snage;
• kondenzator ili dvofazni (to je jednofazni s kondenzatorom koji se ne isključuje tijekom rada, zbog čega se stvara "druga" faza) koriste se u malim pumpama, ventilaciji, na perilicama "baby" tipa i starim modelima proizvedenim u SSSR-u;
• trofazne su najčešće i koriste se svuda u proizvodnji.

Postoje različiti dizajni monofaznog krvnog tlaka, popis pokazuje dvije glavne opcije!

Značajka svih asinhronih elektromotora je da je brzina rotora nešto manja od brzine rotacije magnetskog polja statora i jednaka:

gdje je n broj okretaja u minuti, f je frekvencija opskrbne mreže, p je broj parova pola, s je klizanje, a "60" je sekundi u minuti.

Dakle, brzina rotora određuje se frekvencijom opskrbne mreže, dizajnom namota, točnije brojem parova polova (zavojnica) u njemu i veličinom klizanja.

Klizanje je vrijednost koja karakterizira koliko je manja brzina rotora u odnosu na frekvenciju rotirajućeg magnetskog polja. U normalnim uvjetima rada nalazi se u rasponu 0,01-0,06. Jednostavno rečeno, polje se u statoru s jednim parom poleta okreće brzinom:

60 * 50/1 = 3000 o / min

S dva para - 1500 o / min, a s tri para - 1000 o / min.

Kada klizite, na primjer, pri 0,05, brzina rotora bit će jednaka:

3000 * (1-0,05) = 2850 o / min

Za podešavanje brzine koriste se takvi motori frekvencijski pretvarači, budući da ne možemo utjecati na ostale varijable gornje formule.

Najčešći su asinhroni motori s naponom napajanja 220V za spajanje namota prema krugu trokuta i 380V prema krugu zvijezda.

Ako se u trofaznom električnom stroju rotirajuće polje statora stvara položajem namotaja i pomakom faze u mreži za 120 °, tada se taj efekt ne primjećuje kod jednofaznih. Osovina će se okretati ako ga postavite na početno okretanje okretanjem osovine rukom ili ugradnjom kondenzatora za izmjenu faza, što će stvoriti fazni pomak na polaznom namotu.

Dvofazni kondenzatorski motori raspoređeni su na sličan način, ali drugi se namot ne isključuje nakon pokretanja, već nastavlja s radom kondenzator, Stoga se naziv "dvofazni" radije odnosi na shemu dizajna i ožičenja, a ne na strujne krugove. Dvofazna i jednofazna dizajnirana su za rad na 220V mreži.

Sinkroni elektromotorni motori (LED) gotovo se uvijek izvode uzbudnim namotom na armaturi, a pobudna struja na nju se prenosi ili pomoću četkice ili inducirana elektromagnetskim sustavom.

To je potrebno kako bi se njegova osovina rotirala s frekvencijom koja se podudara s frekvencijom rotacije polja statora. To jest, ne postoji takav parametar kao klizanje u ovom slučaju.

Uzbudna struja napaja se iz posebnih sustava pobude, poput "generatora-motora" ili elektroničkih pretvarača na tiristorima ili tranzistorima. Najčešći u domaćim poduzećima su takvi uređaji kao VTE, TVU itd.

Ne postoji uvijek terensko navijanje i četke, na primjer, u mikrovalnoj pećnici, u pogonu zakretanja ploča koristi se stalan magnetni sinkroni motor.

Sinhroni strojevi su eksplicitni i implicitni. Vizualne razlike su u dizajnu rotora, u praksi postoji razlika u njihovim karakteristikama, načinima proizvodnje i dizajnu. U praksi se običan kućni električar vjerojatno neće susresti s njima.

Ostaje nam reći glavna stvar o izmjeničnim motorima - teško je prilagoditi brzinu vrtnje zbog činjenice da je njihova brzina vezana za brzinu. Pad napona (struje) na statoru ili ekscitacija (za sinhrono i asinhrono s faznim rotorom) dovodi do pada zakretnog momenta i povećanja vrijednosti klizanja (za HELL), dok se osovina može okretati sporije. Da biste regulirali brzinu takvih motora, potreban vam je pretvarač frekvencije. O tome kako odabrati chastotnik, rekli smo u članku: https://hrm.electricianexp.com/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

DC motori

Dostupne su sljedeće vrste i vrste istosmjernih motora:

1. Motori sa četkicama sa istosmjernim naponom Oni se sastoje od magneta ili pobudne zavojnice i armature; struja do namota armature prenosi se sklopom četkica, čiji je nedostatak postupno trošenje.
2. Univerzalni kolektorski motori. Oni su slični prethodnim, ali mogu raditi i od izravne i s izmjeničnom strujom.
3. Bez četkice ili bez četkice. Sastoji se od namotaja statora, na rotor su ugrađeni stalni magneti. Povezan je na istosmjerni krug preko posebnog regulatora koji prebacuje namota statora.

Motori kolektora mogu se podijeliti u skupine prema vrsti pobude:

• sa samodbudom;
• s neovisnim uzbuđenjem.

Prema vrsti spoja poljskih namota, razlikuju se kako slijedi:

1. Uzastopno uzbuđenje omogućuje vam da postignete visoki trenutak na vratilu, ali brzina u praznom hodu je također vrlo velika i može oštetiti motor (ući će u razmak).
2. Paralelno pobuđivanje - u ovom slučaju su okretaji stabilniji i ne mijenjaju se pod opterećenjem, ali okretni moment na vratilu je manji.
3. Mješovito uzbuđenje kombinira prednosti obje vrste.

U DCT-ima sakupljača male snage pobuda se najčešće organizira pomoću stalnih magneta.

Neovisno uzbunjivanjem elektromotora kolektora, namota statora i rotora nisu međusobno povezani, već se u biti napajaju iz različitih izvora.Stoga je moguće organizirati prilagođavanje trenutka ili brzine, kao i postići veću energetsku učinkovitost.

Ovisno o dizajnu, takav elektromotor može raditi ili samo od istosmjerne struje, ili s izmjeničnim i konstantnim. U drugom se slučaju nazivaju "univerzalnim motorom komutatora". Oni su rasprostranjeni u svakodnevnom životu, koriste se u kuhinjskim aparatima i električnim alatima (brusilice, bušilice itd.).

Motori bez četkica imaju svojstvene nedostatke komutatora zbog nedostatka sklopa četke. Struja se napaja na tri namota statora, a namoti se prebacuju pomoću regulatora. U stvari, DCT-ovi bez četkica se pokreću transformiranom izmjeničnom strujom. Možete saznati kako ovi motori rade gledanjem sljedećeg videozapisa:

U dizajnu su slični sinkronim motorima, samo što se koriste trajni magneti, a ne elektromagneti. Za zakretanje takvog motora i povećanje njegove učinkovitosti, Hall senzori koriste se za određivanje položaja osovine i ispravno prebacivanje namotaja.

Često ih nazivaju ventilski motori, a u engleskim se izvorima takvi motori, ovisno o dizajnu, nazivaju PWSM ili BLDC.

Koriste se u računalnim hladnjacima, kao pogon za radio-upravljane modele, kao što su quadrocopters, kao i u motornom kolu za bicikl.

Dodatna klasifikacija

Uz gore spomenute motore, treba reći i o drugim tipovima, poput:

• koračni;
• servos;
• linearan;
• motori s ripple strujom (slično kao istosmjerni motor, razlika je u tome što se snaga napaja ispravljenom mlaznom strujom).

Steperski motori i servo uređaji koriste se tamo gdje trebate postaviti čvor nekog mehanizma. Najjednostavniji primjer su CNC, 3D pisač i još mnogo toga. Također, uz pomoć "shagovikova" ponekad kontroliraju položaj leptira za gas - i to je samo mali dio njihove primjene.

Opis funkcija i značajki ovih vrsta električnih pogona tema je zasebnog članka. Ako vas zanima, napišite komentare i mi ćemo ih objaviti!

Ravni motor, za razliku od gore navedenog, kretanje osovine nije rotacijsko, već translacijsko. Odnosno, ne okreće se, već se kreće "naprijed-natrag". Različiti su:

• AC temelji se na principu rada sličnom sinkronim i asinhronim motorima;
• direktna struja;
• piezoelektrični;
• magnetostirktivnog.

U praksi su rijetki, koriste se kao pogon za jednotračnu željeznicu, za hranjenje radnog tijela u raznim strojevima.

Međutim, klasifikacija navedena u članku odabrana je s gledišta praktičnosti, dok se u literaturi predlaže podijeliti električni pogon prema sljedećim kriterijima.

Prema specifičnostima stvorenog obrtnog momenta:

• histereza;
• magnet.

Sljedeća se mogućnost klasifikacije temelji na razlikama u dizajnu i značajkama njihova dizajna.

Prema vrsti i položaju osovine:

• s horizontalnim rasporedom osovine;
• s vertikalnim postavljanjem osovine.

Zaštiti od okolišnih djelovanja:

• zaštićen od visoke vlage i prašine;
• za rad u eksplozivnim prostorijama.

Prema trajanju načina rada:

• povremeni (vitla, dizalice, motori na ventilima);
• za kontinuirani rad (pumpe, ventilacija itd.).

Po snazi ​​također možete razlikovati automobile male, srednje, velike snage. Međutim, nema smisla dovesti granice ovih kapaciteta, jer je negdje oko 6 MW prosječne snage, a negdje oko 1 kW je kolosalni broj.

Nemoguće je detaljno ispitati sve vrste unutar jednog članka, pa ćemo razmotriti svaku verziju zasebno.Nadamo se da će vam kratka klasifikacija pomoći da shvatite koje su vrste DC i AC motora, kao i koje su njihove razlike i značajke primjene!

Srodni materijali:

• Kako doći do izmjenične električne struje
• Vrste stabilizatora napona
• Kako napraviti jednostavan električni motor vlastitim rukama