Классификация электродвигателей — устройство и принцип работы
В быту, коммунальном хозяйстве, на любом производстве двигатели электрические являются неотъемлемой составляющей: насосы, кондиционеры, вентиляторы и пр. Поэтому важно знать типы наиболее часто встречающихся электродвигателей.
Электродвигатель является машиной, которая преобразует в механическую энергию электрическую. При этом выделяется тепло, являющееся побочным эффектом.
Видео: Классфикация электродвигателей
Все электродвигатели разделить можно на две большие группы:
Электродвигатели постоянного тока
Электродвигатели переменного тока.
Электродвигатели, питание которых осуществляется переменным током, называются двигателями переменного тока, которые имеют две разновидности:
Синхронные
– это те, у которых ротор и магнитное поле питающего напряжения вращаются синхронно.
Асинхронные. У них отличается частота вращения ротора от частоты, создаваемого питающим напряжением магнитного поля. Бывают они многофазными, а также одно-, двух- и трехфазными.
Электродвигатели шаговые отличаются тем, что имеют конечное число положений ротора. Фиксирование заданного положения ротора происходит за счет подачи питания на определенную обмотку. Путем снятия напряжения с одной обмотки и передачи его на другую осуществляется переход в другое положение.
К электродвигателям постоянного тока относят те, которые питаются постоянным током. Они, в зависимости от того, имею или нет щёточно-коллекторный узел, подразделяются на:
Бесколлекторные
Коллекторные
Коллекторные также, в зависимости от типа возбуждения, бывают нескольких видов:
С возбуждением постоянными магнитами.
С параллельным соединением обмоток соединения и якоря.
С последовательным соединением якоря и обмоток.
Со смешанным их соединением.
Электродвигатель постоянного тока в разрезе. Коллектор со щетками – справа
Какие электродвигатели входят в группу «электродвигатели постоянного тока»
Как уже говорилось, электродвигатели постоянного тока составляют группу, в которую входят коллекторные электродвигатели и бесколлекторные, которые выполнены в виде замкнутой системы, включающей датчик положения ротора, систему управления и силовой полупроводниковый преобразователь. Принцип работы бесколлекторных электродвигателей аналогичен принципу работы двигателей асинхронных. Устанавливают их в бытовых прибора, например, вентиляторах.
Что собой представляет коллекторный электродвигатель
Длина электродвигателя постоянного тока зависит от класса. Например, если речь идет о двигателе 400 класса, то его длина составит 40 мм. Отличием коллекторных электродвигателей от бесколлектрных собратьев является простота в изготовлении и эксплуатации, следовательно, и стоимость его будет более низкой. Их особенность — наличие щеточно-коллекторного узла, при помощи которого осуществляется соединение цепи ротора с расположенными в неподвижной части мотора цепями. Состоит он из расположенных на роторе контактов – коллектора и прижатых к нему щеток, расположенных вне ротора.
Ротор
Щетки
Используют эти электродвигатели в радиоуправляемых игрушках: подав на контакты такого двигателя напряжение от источника постоянного тока (той же батарейки), вал приводится в движение. А, чтобы изменить его направление вращения, достаточно изменить полярность, подаваемого напряжения питания. Небольшой вес и размеры, низкая цена и возможность восстановления щеточно-коллекторного механизма делают эти электродвигатели наиболее используемыми в бюджетных моделях, несмотря на то, что он значительно уступает по надежности бесколлекторному, поскольку не исключено искрение, т.е. чрезмерный нагрев подвижных контактов и их быстрый износ при попадании пыли, грязи или влаги.
На коллекторный электродвигатель нанесена, как правило, маркировка, указывающая на число оборотов: чем оно меньше, тем скорость вращения вала больше. Она, к слову, очень плавно регулируется. Но, существуют и двигатели этого типа высокооборотистые, не уступающие бесколлекторным.
Преимущества и недостатки бесколлекторных электродвигателей
В отличие от описанных, у этих электродвигателей подвижной частью является статор с постоянным магнитом (корпус), а ротор с трехфазной обмоткой – неподвижен.
К недостаткам этих двигателей постоянного тока отнести можно менее плавную регулировку скорости вращения вала, но зато они способны за доли секунды набрать максимальные обороты.
Бесколлекторный электродвигатель помещен в закрытый корпус, поэтому он более надежен при неблагоприятных условиях эксплуатации, т.е. ему не страшны пыль и влага. К тому же, его надежность возрастает благодаря отсутствию щеток, как и скорость, с которой вращается вал. При этом, по конструкции мотор более сложен, следовательно, не может быть дешевым. Стоимость его в сравнении с коллекторным, выше в два раза.
Таким образом, коллекторный электродвигатель, работающий на переменном и на постоянном токе, является универсальным, надежным, но более дорогим. Он и легче, и меньше по размерам двигателя переменного тока той же мощности.
Поскольку электродвигатели переменного тока, питающиеся от 50 Гц (питание промышленной сети) не позволяют получать высокие частоты (выше 3000 об/мин), при такой необходимости, используют коллекторный двигатель.
Между тем, его ресурс ниже, чем у асинхронных электродвигателей переменного тока, который зависит от состояния подшипников и изоляции обмоток.
Как работает синхронный электродвигатель
Синхронные машины применяют часто в качестве генераторов. Он синхронно работают с частотой сети, поэтому он с датчиком положения инвертора и ротора, является электронным аналогом коллекторного электродвигателя постоянного тока.
Строение синхронного электродвигателя
Свойства
Эти двигатели не являются механизмами самозапускающимися, а требуют внешнего воздействия для того, чтобы набрать скорость. Применение они нашли в компрессорах, насосах, прокатных станках и подобном оборудовании, рабочая скорость которого не превышает отметки пятьсот оборотов в минуту, но требуется увеличение мощности. Они достаточно большие по габаритам, имеют «приличный» вес и высокую цену.
Запустить синхронный электродвигатель можно несколькими способами:
Используя внешний источник тока.
Пуск асинхронный.
В первом случае, с помощью мотора вспомогательного, в качестве которого выступать может электродвигатель постоянного тока или индукционный трехфазный мотор. Изначально ток постоянный на мотор не подается. Он начинает вращаться, достигая близкой к синхронной скорости. В этот момент подается постоянный ток. После замыкания магнитного поля, разрывается связь с вспомогательным двигателем.
Во втором варианте необходима установка в полюсные наконечники ротора дополнительной короткозамкнутой обмотки, пересекая которую магнитное вращающееся поле индуцирует токи в ней. Они, взаимодействуя с полем статора, вращают ротор. Пока он не достигнет синхронной скорости. С этого момента крутящий момент и ЭДС уменьшаются, магнитное поле замыкается, сводя к нулю крутящий момент.
Эти электродвигатели менее чувствительны, чем асинхронные, к колебаниям напряжения, отличаются высокой перегрузочной способностью, сохраняют неизменной скорость при любых нагрузках на валу.
Однофазный электродвигатель: устройство и принцип работы
Использующий после пуска только одну обмотку статора (фазу) и не нуждающийся в частном преобразователе электродвигатель, работающий от электросети однофазного переменного тока, является асинхронным или однофазовым.
Однофазовый электродвигатель имеет вращающуюся часть – ротор и неподвижную – статор, который и создает магнитное поле, необходимое для вращения ротора.
Из двух, расположенных в сердечнике статора друг к другу под углом 90 градусов обмоток, рабочая занимает 2/3 пазов. Другая обмотка, на долю которой приходится 1/3 пазов, называется пусковой (вспомогательной).
Ротор – это тоже короткозамкнутая обмотка. Его стержни из алюминия или меди замкнуты с торцов кольцом, а пространство между ними залито алюминиевым сплавом. Может быть выполнен ротор в виде полого ферромагнитного или немагнитного цилиндра.
Однофазный электродвигатель, мощность которого может быть от десятков ватт до десятка киловатт, применяются в бытовых приборах, устанавливаются в деревообрабатывающих станках, на транспортерах, в компрессорах и насосах. Преимущество их – возможность использования в помещениях, где нет трехфазной сети. По конструкции они не сильно отличаются от электродвигателей асинхронных трехфазного тока.
Универсальный двигатель
Дмитрий Левкин
Универсальный двигатель — вращающийся электродвигатель, который может работать при питании от сети как постоянного, так и однофазного переменного тока [1].
Конструкция универсального коллекторного электродвигателя не имеет принципиальных отличий от конструкции коллекторного электродвигателя постоянного тока с обмотками возбуждения, за исключением того, что вся магнитная система (и статор, и ротор) выполняется шихтованной и обмотка возбуждения делается секционированной.
Шихтованная конструкция и статора, и ротора обусловлена тем, что при работе на переменном токе их пронизывают переменные магнитные потоки, вызывая значительные магнитные потери.
Универсальный двигатель
Секционирование обмотки возбуждения вызвано необходимостью изменения числа витков обмотки возбуждения с целью сближения рабочих характеристик при работе электродвигателя от сетей постоянного и переменного тока [2].
Схема универсального коллекторного двигателя
Универсальный коллекторный электродвигатель может быть выполнен как с последовательным, так и с параллельным и независимым возбуждением.
В настоящее время универсальные коллекторные электродвигатели выполняют только с последовательным возбуждением.
Возможность работы универсального двигателя от сети переменного тока объясняется тем, что при изменении полярности подводимого напряжения изменяются направления токов в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. При этом изменение полярности полюсов статора практически совпадает с изменением направления тока в обмотке якоря. В итоге направление электромагнитного вращающего момента не изменяется:
В качестве универсального используют двигатель последовательного возбуждения, у которого ток якоря является и током возбуждения, что обеспечивает почти одновременное изменение направления тока в обмотке якоря Iа и магнитного потока возбуждения Ф при переходе от положительного полупериода переменного напряжения сети к отрицательному.
Если двигатель подключить к сети синусоидального переменного тока, то ток якоря Ia и магнитный поток Ф будут изменяться по синусоидальному закону:
,
где i — ток, А,
– амплитуда тока, А,
– частота, рад/c.
,
где – наибольшее значение магнитного потока, Вб,
– угол сдвига фаз между током возбуждения и магнитным потоком, обусловленный магнитными потерями в двигателе, рад.
Отсюда получим формулу электромагнитного момента коллекторного двигателя последовательного возбуждения, включенного в сеть синусоидального переменного тока, Нм:
.
После преобразования:
.
Первая часть выражения представляет собой постоянную составляющую электромагнитного момента Mпост, а вторая часть — переменную составляющую этого момента Мпер, изменяющуюся во времени с частотой, равной удвоенной частоте напряжения питания.
Таким образом, результирующий электромагнитный момент при работе двигателя от сети переменного тока пульсирует. Пульсации электромагнитного момента практически не нарушают работу двигателя. Объясняется это тем, что при значительной частоте пульсаций электромагнитного момента () и большом моменте инерции якоря вращение последнего оказывается равномерным.
Коэффициент полезного действия универсального двигателя при его работе от сети переменного тока более низкий, чем при его работе от сети постоянного тока. Другой недостаток универсального двигателя — тяжелые условия коммутации, вызывающие интенсивное искрение на коллекторе при включении двигателя в сеть переменного тока. Этот недостаток объясняется наличием трансформаторной связи между обмотками возбуждения и якоря, что ведет к наведению в коммутируемых секциях трансформаторной ЭДС, ухудшающей процесс коммутации в двигателе.
Наличие щеточно-коллекторного узла является причиной ряда недостатков универсальных коллекторных двигателей, особенно при их работе на переменном токе (искрение на коллекторе, радиопомехи, повышенный шум, невысокая надежность). Однако эти двигатели по сравнению с асинхронными и синхронными при частоте питающего напряжения f = 50 Гц позволяют получать частоту вращения до 10 000 об/мин и более (наибольшая синхронная частота вращения при f = 50 Гц равна 3000 об/мин) [3].
Благодаря тому, что универсальный двигатель может иметь высокую скорость вращения при работе от однофазной сети переменного тока без использования дополнительных преобразовательных устройств, он получил широкое применение в таких домашних приборах как пылесосы, блендеры, фены и др. Так же универсальный электродвигатель широко используется в таких инструментах, как дрели и шуруповерты.
Благодаря тому, что скорость вращения универсального двигателя легко регулируется изменением величины питающего напряжения ранее он широко использовался в стиральных машинах. Сейчас благодаря развитию преобразовательной техники более широкое использование получают бесщеточные электродвигатели (СДПМ, АДКР) скорость вращения которых регулируется изменением частоты напряжения питания.
Современный мир сложно представить без электродвигателей.Экологичные, эффективные, компактные моторы устанавливают в автомобильный и железнодорожный транспорт, станки, бытовое и промышленное оборудование, инструмент. При выборе модели электродвигателя учитывают конструктивные особенности, от которых зависят мощностные характеристики электропривода, уровень производимого шума, эксплуатационные характеристики.
Что такое электродвигатель
По сути, это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Происходит вращение электрического контура в магнитном поле под силой магнитной индукции. Из определения понятно, что в каждом из двигателей имеется:
неподвижный элемент, называемый статором, он создаёт электромагнитное поле;
подвижная конструкция (ротор) – это рамка или катушка, на которую действует вращательный момент магнитного поля.
Движение ротора относительно статора бывает:
линейным, вернее, возвратно-поступательным, в этом случае ротор и статор располагаются в одной плоскости;
вращательным, механическое усилие можно измерить числом оборотов в минуту.
Имея одинаковый принцип преобразования энергии, электродвигатели различаются строением роторной и статорной части, способу создания электромагнитного поля.
Какие бывают электродвигатели
Все электроприводы классифицируют на две основные группы по типу электропитания: работающие от постоянного и переменного тока:
Двигатели постоянного тока устанавливаются на транспорт, буровые установки, грузовые подъёмники, пассажирские лифты, электроинструмент, станки, экскаваторы, другую спецтехнику, где необходимо регулировать скорость вращения приводного вала в большом диапазоне. Моторы отличаются высоким КПД, большой мощностью, нагружаемостью, обычно оснащаются электроникой для управления.
Двигатели переменного тока считаются универсальными, по конструкции проще, чем электродвигатели постоянного тока, надёжны, неприхотливы. В бытовой и промышленной технике, где постоянная нагрузка, устанавливают практичные приводы переменного тока.
Наибольшей популярностью пользуются приводы, подключаемые к стандартной электросети.
Двигатели постоянного тока
Классифицируются по типу коллекторно-щеточного узла и характеру возбуждения.
В коллекторных переключение полярности обмоток осуществляется специальным механизмом с контактными щётками, которые быстро изнашиваются, перегреваются, обгорают. К тому же при использовании щёточных контактов возникают искры и электропомехи.
В бесколлекторных происходит самосинхронизация частотности крутящего момента, электродвигатели более экономичные, в них нет щёточных контактов.
При независимом возбуждении контакты обмотки подключаются к аккумулятору или выпрямителю. Скорость вращения рамки регулируется реостатом, вмонтированным в обмотки возбуждения. Двигатели рассчитаны на небольшую нагрузку, при резком снижении сопротивления выходят из строя.
Параллельное подключение ротора и обмотки, возбуждающей электромагнитное поле, практикуется в приводах с жёсткими режимами эксплуатации за счёт разницы силы тока в обмотке и якоре. Двигатель подключают к вентиляторам, продолжительно работающим станкам.
Двигатели с последовательным возбуждением рекомендуются для электротранспорта. Электродвигатель запускается только под нагрузкой, не работает на холостых оборотах.
Смешанное возбуждение подразумевает монтаж двух обмоток на каждом из полюсов. Отличительный признак такого двигателя – реверсивное движение при смене полярности. Для регулировки в электросхему включают резисторы.
Серводвигатели действуют по принципу использования отрицательной обратной связи, способны выдавать высокие обороты. Разработаны для поточных линий, высокопроизводительных станков.
Линейные двигатели с возвратно-поступательным движением ротора устанавливаются в прессах, молотах, механизмах подачи. Помогают избежать установки передаточных устройств, червячных передач.
Коллекторно-щёточные узлы в современных моделях модифицированы, для контактов используют износостойкие композиты.
Двигатели переменного тока
Широкий модельный ряд включает моторы, работающие от однофазной и трёхфазной электрической сети.
Основные виды:
Синхронные отличаются одинаковой частотой вращения магнитного момента и рамки, поэтому работают с постоянной скоростью. Приводы подключают к нагнетателям, компрессорному оборудованию, насосам.
В асинхронных разная частота вращения создаётся за счёт фазного и короткозамкнутого подключения возбуждающих обмоток и ротора. За счёт частотной разницы можно регулировать скорость вращения приводного вала.
Шаговые двигатели преобразуют электроимпульсы дискретно, с определённым шагом. Моторы при незначительных размерах характеризуются высокой продуктивностью. Устанавливаются в процессорные вентиляторы, другую офисную технику.
Зная особенности электродвигателей, можно выбрать надёжную бытовую технику или электроинструмент.
Типы асинхронных двигателей. Асинхронный двигатель – что это такое
Индукционные или асинхронные машины занимают большую часть производства двигателей в современном мире.Они являются ключевыми преобразователями электрической энергии используются при производстве современных промышленных и бытовых приборов.
Асинхронный двигатель – что это такое
Это электродвигатель переменного тока, который работает за счёт вращения магнитного поля статора; у такого аппарата частота вращения поля не равна частоте вращения ротора. Разницу между этими двумя скоростями часто называют скольжением. Сам мотор состоит из сердечника, обмоток (от 1 до 3), статора и ротора, именно он производит преобразование электроэнергии в механическую.
Сегодня подобные машины очень популярны у производителей, так как они надёжные, прочные, хорошо охлаждаются и могут использоваться как в мощных промышленных конструкциях, так и в небольших бытовых инструментах. При простоте конструкции асинхронных агрегатов они проявляют хорошую устойчивость к скачкам напряжения в сети. Дальнейшее обслуживание индукционных машин очень простое, они достаточно надёжны в эксплуатации. Относительным недостатком асинхронных двигателей можно считать квадратичную реакцию на изменения напряжения сети и короткий пусковой момент.
Какие типы асинхронных двигателей бывают
Различают однофазные, двухфазные и трёхфазные электродвигатели.
Однофазные электродвигатели — самые распространённые в категории. Имеют одну рабочую обмотку, могут функционировать от стандартной сети. Такие агрегаты используют однофазный ток, который запускает вращение вала и ротора электродвигателя. Пазы ротора залиты алюминием, внутри расположен цилиндрический магнитопровод.
Скромные маломощные однофазные машины не могут автоматически начать вращаться, к примеру, от нажатия одной кнопки.
У однофазного двигателя магнитное поле пульсирует, а движение начинается после получения вращения. Именно для старта на статоре существует ещё одна обмотка. Этот тип машин используются при производстве простых маломощных вентиляторов и насосов. Распространённые виды однофазных машин: двигатели со смещённым полюсом, с пусковым конденсатором, с разъединёнными обмотками.
Двухфазный асинхронный двигатель работает на переменном токе. Две перпендикулярные рабочие обмотки, есть фазосдвигающий конденсатор. В результате запуска электродвигателя выделяется вращающееся магнитное поле, упрощающее пуск, гарантирующее стабильные высокие обороты электродвигателя. Двухфазные аппараты — основы производства ряда станков и некоторой бытовой техники.
Трёхфазный двигатель работает на трёх параллельных рабочих обмотках, смещённых относительно друг друга на 120 градусов. Обороты такого двигателя также поддерживаются в стабильном состоянии за счёт сдвинутого в пространстве магнитного поля. Трёхфазная машина прекрасно справляется с перегрузками. Однако, у подобных агрегатов очень сложная система регулировки скорости вращения вала.
Эти мощные конструкции используются преимущественно при производстве промышленного оборудования. Так, на их основе работают циркулярные пилы, лифты домов, лебёдки, сверлильные станки, молотилки, веялки, краны, барабаны комбайнов и многое другое. Среди трёхфазных видов выделяют также подвиды: с фазным ротором и с короткозамкнутым ротором.
В современном производстве индукционных электродвигателей есть тенденция к изготовлению машин узконаправленного назначения, что позволит наиболее продуктивно использовать электроэнергию.
Электродвигателей 1ExdI взрывозащищенные. Особенности и классификация
Взрывозащищенные электродвигатели серия 1ExdI (ВА) активно используются во многих отраслях промышленности и разработки. Например, эти устройства необходимы на горных комбинатах, в обогатительных и горнодобывающих предприятиях, на заводах стройматериалов, при проведении взрывных работ.
Под электроприводами в таком исполнении подразумеваются асинхронные взрывозащищенные двигатели на трех фазах. Для защиты от негативных воздействий извне используется внешняя оболочка двигателя. При ее изготовлении применяется огнестойкий материал, который не только не горит сам, но еще и препятствует распространению пламени. Покрытие прекрасно справляется с огромным давлением, которое может появиться при внутреннем взрыве. За счет этого взрывозащищенные электродвигатели ВА сами по себе не опасны, но могут справляться с работой в окружающей среде, представляющей угрозу для них самих. Вал устройства выполнен в виде короткозамкнутого ротора.
Что нужно знать о взрывозащите
В Российской Федерации все взрывозащищенные электродвигатели делятся по степени взрывозащищенности (0, 1, 2). В маркировке это первая цифра перед обозначением взрывозащищенности.
Зона 0 подразумевает, что опасность взрыва сохраняется постоянно или возникает на продолжительные временные периоды.
Зона 1 означает, что в нормальных условиях использования имеется вероятность наличия газовой смеси, которая может взорваться.
Зона 2 характеризуется малой вероятностью присутствия взрывоопасной газовой смеси в нормальных условиях использования. Но полностью ее не исключает – смесь может появляться редко и на короткий промежуток времени.
Виды и типы взрывозащищенных электродвигателей
Существует несколько классификаций асинхронных взрывозащищенные электродвигателей 1exdi.
1) Классификация по способу обеспечения взрывозащищенности
Целью всех возможных методик и видов взрывозащиты является предотвращение самой возможности случайного контакта между элементами аппаратуры, имеющих способность к тепловыделению или искрообразованию, и внешней средой, для которой характерна взрывоопасность. Кроме того, указанные методы могут препятствовать выходу наружу уже состоявшегося внутри аппаратуры взрыва. Происходит локализация, огонь потухает. Встречаются такие методы:
Полное предотвращение или ограничение энергии, влекущей к взрыву. Метод подразумевает использование электрической цепи с функцией «искробезопасности».
Локализация или сдерживание взрыва, которое подразумевает ограничение распространения взрыва пределами оболочки.
Герметизация, она же изоляция – методика, при которой происходит заливка лаками или компаудом для поддержания необходимого давления, сопровождается поддувкой инертным газом или сжатым воздухом.
Использование кварцевого песка для заполнения оболочки с погружением оборудования в масло. Метод применяется, к примеру, при обмотке трансформаторов.
2) Классификация по температурному классу
Еще одна классификация электродвигателей 1ExdI – по температурному классу.
Температурный класс электродвигателя напрямую зависит от того, какова максимальная температура поверхности устройства в его рабочем состоянии. Существует несколько температурных классов электродвигателей, зависящие от класса воспламенения окружающей среды:
Т6 – менее 85 градусов Цельсия;
Т5 – менее 100 градусов;
Т4 – менее 135 градусов.
Соответственно, электродвигатели серии ВА, которые допускаются к использованию в газовых средах с показателем воспламенения, соответствующему классу Т4, имеют максимальную температуру элементов поверхности менее 135 градусов Цельсия. Для класса Т5 показатель составляет не более 100 градусов, а для Т6 – максимум 85 градусов.
3) Классификация по нагревостойкости изоляции
Нагревостойкость изоляции – еще одна характеристика, позволяющая вывести классификацию. Если электродвигатель взрывозащищенный асинхронный имеет изоляцию класса F, то он выдерживает 155 градусов Цельсия. Если же речь идет о классе H, то показатель увеличивается до 180 градусов.
4) Классификация по количеству фаз
Электродвигатели 1ExdI могут быть однофазными или трехфазными. Однофазные используются для привода в механизмах разнообразного насосного оборудования, станков, подъемников и прочих устройств. Трехфазные же применяются для установок, которые предполагают высокую мощность работы. Соответственно, и сами такие двигатели имеют довольно высокую мощность, достигающую 2000 кВт. Используются в лифтах, подъемных кранах и прочих устройствах.
Государственный стандарт качества
ГОСТ 51330 прописывает принципы маркировки не только взрывозащищенных электродвигателей 1ExdI, но и любого взрывозащитного оборудования. Так, при маркировке таких устройств непременно нужно использовать символ «Ех». Это будет означать, что производитель позаботился о том, чтобы его продукция соответствовала государственному стандарту качества, а также вписывалась в стандарты по взрывозащите. Существуют некоторые общепринятые термины:
Ех-оборудование – это все взрывозащищенные устройства и изделия, а также системы и компоненты.
Ex-изделиями называются изделия, которые предполагают использование электроэнергии и включают один или несколько видов взрывозащиты для эксплуатации с взрывоопасной средой. В эту группу входят устройства, которые можно применить для передачи, выработки, хранения, распределения, регулирования, измерения и прочих манипуляций с электрической энергией. Таковыми могут считаться и устройства для обеспечения электросвязи, и изделия, эксплуатация которых производится в потенциально взрывоопасных зонах или которые сами могут быть источниками воспламенения.
Под Ex-компонентами подразумевают изделия, которые не применяются отдельно во взрывоопасных средах. Если предполагается встраивание Ex-компонентов в Ех-оборудование, то производитель обязан иметь сертификаты соответствия по взрывозащитным свойствам в рамках нормативных документов.
Ех-системы – агрегаты, которые состоят из Ех-изделий, соединенных между собой таким образом, чтобы полностью соответствовать требованиям по обеспечению взрывозащиты и описательным документам для всей системы.
Где применяются электродвигатели 1ExdI
Заказать электродвигатели 1ExdI стоит представителям тех компаний, которые специализируются на химической, нефтегазовой, добывающей и иных отраслях промышленности. Используют их для привода механизмов, которые устанавливаются в тех местах, где есть вероятность воздействия взрывоопасных смесей, проходящих по категориям IIA, IIB в соответствии с ГОСТ Р 51330.11, а также по группам воспламеняемости Т1, Т2, Т3 и Т4, соответствующих ГОСТ Р 51330.5.
Также взрывозащищенные электродвигатели могут быть использованы для обеспечения привода механизмов и машин в различных областях промышленности, которые подразумевают работу с взрывоопасными и легковоспламенющимися газами и парами. Сюда относятся угольная, нефтедобывающая, газовая, химическая и иные отрасли.
Такие двигатели маркируются как 1ExdIIBT4х в соответствии с ГОСТ Р51330.0. Производители изготавливают их в нескольких климатических исполнениях, среди которых У2, УХЛ2 и Т2 в соответствии с ГОСТ 15150. Устройства прекрасно подходят для работы с сетью переменного тока и частотой 50 Гц и напряжением в 660 В или 380 В. Но по запросу заказчика мы можем изготовить устройства, которые будут работать с сетями частотой 60 Гц и указанными стандартными напряжениями.
Назначение взрывозащищенных электродвигателей 1ExdI
Электродвигатели ВА с короткозамкнутым ротором создаются для привода механизмов во многих промышленных областях, предполагающих возможность образования взрывоопасных смесей газов и паров. Это химическая, газовая, нефтедобывающая, угольная и ряд других отраслей. Именно там велик риск образования смесей, которые ГОСТ Р 51330.11 относит к категориям IIA, IIB, а ГОСТ Р 51330.5 классифицирует по группам воспламеняемости как Т1, Т2, Т3 и Т4.
Все об областях применения взрывозащитных двигателей указано в главе 7.3 ПУЭ-86, а также в ГОСТ Р 51330.13, ГОСТ Р 52350.14.
Сами асинхронные взрывозащищенные электродвигатели взрывобезопасны, они маркируются как 1 ExdIIBT4х в соответствии с ГОСТР 51330.0. Взрывобезопасность достигается за счет взрывонепроницаемой оболочки, которая, в соответствии с ГОСТ Р 51330.1, является взрывозащитой вида «d».
Также в маркировке можно встретить обозначение «х», которое свидетельствует, что при установке двигателя необходимо обеспечить дополнительные меры безопасности для кабелей. От специалиста требуется особое внимание уделить кабелям, чтобы предотвратить их растягивание, скручивание и выдерживание из каналов. Все это не распространяется на случаи трубной подводки кабелей.
Условия эксплуатации взрывозащищенных электродвигателей
Купить взрывозащищенный электродвигатель можно в нескольких климатических исполнениях, соответствующих ГОСТ 15150: У2, УХЛ2 и Т2.
Использовать их можно на высоте, не превышающей 1000 метров над уровнем моря. Если же подразумевается эксплуатация на большей высоте, то необходимо снизить нагрузки двигателей. В таблице наглядно показаны рекомендуемые характеристики:
Высота над уровнем моря, м
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4300
Отдаваемая мощность, %
100
96
92
88
84
79
75
72
Двигатели спокойно переносят вибрации, устроенные внешними источниками, если ускорение составляет не более 1 g, а частота – не выше 35 Гц.
Напряжение и частота
Взрывозащищенные двигатели работают от сети с переменным током с частотой в 50 Гц. Некоторые модели подходят под напряжение в 380 В, другие же – в 660 В. Наши клиенты могут заказать изготовление двигателей с иными стандартами напряжения и частотой в 60 Гц.
Обозначение электродвигателей 1ExdI
Электрические машины по своей взрывозащищенности имеют следующие характеристики:
По знаку уровня взрывозащиты можно определить степень защищенности от взрыва. Если это «0» или обозначение отсутствует, то степень защищенности минимальная, выше «1» и «2».
По знаку соответствия стандартам в международной классификации.
По знаку взрывозащиты. Оборудование может относиться к видам i, o, n, q, d, s, e или иным. Но если эт i, то непременно нужно указывать подвид ia, ib, ic.
По знаку подгруппы для категории смеси: I , II , IIA , IIB , IIC.
По знаку температурного класса: Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6.
Дополнительные литеры Х или U подразумевают обеспечение спецусловий или же использование Ех-компонента соответственно.
Так, маркировка для электродвигателя, изготовленного в соответствии с ГОСТ Р для Категории смеси II по газу, выглядит следующим образом: 1ExdIIAT3.
1
Ex
d
IIA
T3
Знак уровня взрывозащиты
Знак соответствия стандартам
Знак вида взрывозащиты
Знак подгруппы (категория смеси)
Знак температурного класса (группа смеси)
Европейская классификация несколько отличается от российской. В ней содержатся данные о типах взрывозащиты. Эта классификация признается и в России, поэтому в сертификациях можно нередко встретить и ее:
Вид взрывозащиты
Основное применение
Стандарт
Защита вида
е
Клеммные и соединительные коробки, светильники, посты управления, распределительные устройства
ГОСТ Р 51330.8-99
Взрывонепроницаемая оболочка
d
Коммутирующие приборы, светильники, посты управления, распределительные устройства, пускатели электродвигателей, нагревательные элементы
Измерительная и регулирующая техника, техника сзязи, датчики, приводы
ГОСТ Р 51330.10-99
Уровни взрывозащиты Exi— электрооборудования
Взрывоопасная зона
0
1
2
Россия
ia
ia,ib
ia,ib,ic
Масляное заполнение оболочки
o
Трансформаторы, пусковые сопротивления
ГОСТ Р 51330.7-99
Кварцевое заполнение оболочки
q
Трансформаторы, конденсаторы
ГОСТ Р 51330.6-99
Герметизация компаундом
m
Коммутирующие приборы малой мощности, индикаторы, датчики
ГОСТ Р 51330.17-99
Отсутствие искрообразования
n
Зона 2 Этот вид взрывозащиты включает упрощенные варианты различных методов взрывозащиты
Все устройства для зоны 2, кроме коммутирующих устройств
ГОСТ Р 51330.17-99
Специальная защита
s
Этот вид взрывозащиты включает специальные методы взрывозащиты
Датчики, разрядники
ГОСТ Р 51330.17-99
Герметическая изоляция
h
ГОСТ Р 51330.17-99
В России же принята такая классификация:
Категория взрывоопасности смеси
Требуемый уровень взрывозащиты
I (рудничный метан)
II (все газы)
IIa
ia
Особо взрывобезопасный
IIb
ib
Взрывобезопасный
IIc
ic
Повышенная надежность против взрыва
Когда речь идет об электродвигателях, имеющих маркировку ia, ib, ic, можно увидеть, что категории взрывоопасности смеси II подразделяются в свою очередь еще на три подкатегории: IIA, IIB, IIC.
Иногда можно купить электродвигатели 1ExdI и иную продукцию, в маркировке которой присутствуют данные в квадратных скобках. Это означает, что речь идет о связанном оборудовании. К примеру, [Ex ia] IIC означает, что перед вами связанное оборудование, которое размещается во взрывоопасной зоне. А если вы видите маркировку Ex d [ia] IICT4, то речь идет о связанном оборудовании, которое располагается во взрывоопасной зоне и имеет взрывонепроницаемую оболочку в качестве взрывозащиты.
Как выбрать взрывозащищенный электродвигатель 1ExdI
В компании ООО ПТЦ «Привод» можно приобрести электродвигатель взрывозащищенный по цене производителя. Доставка осуществляется по всей территории Российской Федерации. Мы сотрудничаем с крупными промышленными и производственными предприятиями, обеспечивая поставку товаров высокого качества. На рынке России мы ведем деятельность с 2005 года.
Получить консультацию по выбору взрывозащищенных электродвигателей можно по бесплатному многоканальному телефону 8-800-2000-220. Также доступна электронная почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., куда можно направлять свои заявки, вопросы и предложения. А в прайс-листе можно посмотреть актуальные цены на предлагаемую нами продукцию.
Электродвигатели » Гиброид.ру
Электродвигатель – специализированное устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую, обеспечивая при этом перемещение или вращение основных подвижных элементов электромашин, гарантирующих им надлежащее функционирование. Сегодня ассортимент электрических двигателей как никогда широк и разнообразен. Они могут классифицироваться по возможности изменять направление, роду питающего тока, по мощности и многим другим признакам.
Основные классификации электродвигателей
В зависимости от конфигурации и типа конструкции электродвигатели подразделяют на три основных вида:
Асинхронные
Коллекторные
Синхронные
Различают типы электродвигателей по роду тока, от которого они способны питаться и вырабатывать механическую энергию:
Переменного тока
Постоянного тока
Универсальные модели (способны работать от переменного и постоянного тока)
В зависимости от того, может ли электродвигатель изменять направление вращения во время работы, их подразделяют на два типа:
Реверсивные
Нерегулируемые
Нерегулируемые модели не способны менять направления вращения, что делает их мало универсальными устройствами на сегодняшний день. Реверсивные модели способны изменять свое вращение с помочью специальной аппаратуры, благодаря чему сегодня широко применяются в технических конструкциях.
В зависимости от вольтажа подразделяют:
По мощности можно разделить электродвигатели на следующие категории:
До 0,5 кВт – микроэлектродвигатели весьма малой мощности
От 0,5 до 20 кВт – устройства малой мощности
От 20 до 250 кВт – устройства средней мощности
Свыше 250 кВт – устройства большой мощности
Наибольшее распространение получили электродвигатели первых двух категорий до 20 кВт. Приведенные границы являются условными и могут отличаться в различных источниках.
Также современные электродвигатели подразделяются по степени защиты людей от касания к токоведущим элементам и по степени защиты от влажных сред на семь и девять групп соответственно. Как правило, отношение к той или иной группе указывается с помощью маркировки, таблица соответствий прилагается в техническом паспорте к устройству.
Принцип работы электродвигателя
Независимо от классификации, устройство электродвигателя схоже у всех моделей. В основе работы лежит принцип, известный всем из школьного курса физики – электромагнитная индукция. Основными элементами любой модели являются ротор (подвижная часть, в машинах постоянного тока его роль исполняет якорь) и статор (неподвижная часть). При помощи постоянных магнитов либо тока из электрической сети возникают вращающиеся или неподвижные поля внутри данной системы.
Статор, как правило, внешний элемент электродвигателя, функции которого зависят от типа и назначения устройства:
Статор, состоящий из обмоток, может генерировать подвижные магнитные поля (питается переменным током)
Статор, состоящий из электрических или постоянных магнитов, может генерировать неподвижные поля
Взаимодействуя между собой, магнитные поля статора и ротора порождают в электродвигателе крутящий момент, приводящий в движение ротор. Таким образом электрическая энергия, подаваемая на обмотки, превращается в механическую и приводит различного рода вращающиеся механизмы в движение.
Универсальные электродвигатели
Универсальные электродвигатели получили широкое распространение за счет того, что способны работать как от постоянного, так и от переменного тока. Они устанавливаются в крупной бытовой технике, которая может питаться от электрической сети (переменный ток) или от выпрямителей и батарей (постоянный ток).
Электродвигатели постоянного тока
Как упоминалось ранее, в электродвигателях постоянного тока роль статора играют постоянные или электрические магниты. С помощью их сегодня в движение приводятся большинство моделей электроинструмента и бытовой техники. Для устройств, которые требуют большой рабочей мощности, один электродвигатель размещается в аккумуляторе, а последние, в свою очередь, составляются в единую рабочую систему.
Как правило, электродвигатели постоянного тока относятся к реверсивным моделям. Для смены направления движения ходовой части в них достаточно сменить полярность на питающих элементах.
Недостатком электродвигателя постоянного тока можно назвать его высокую стоимость и длительную продолжительность ремонта. В большинстве случаев его замена обходится на порядок дешевле.
Электродвигатели переменного тока
Электродвигатели переменного тока можно разделить на асинхронные и синхронные.
Синхронные электродвигатели получили широкое распространение в крупногабаритных установках, таких как воздуховоды, поршневые компрессорные станции, гидравлические насосы и им подобные.
Асинхронные электродвигатели могут быть оснащены дополнительным преобразовательным устройством, которое напоминает по своей сути коллектор. Они также широко применяются в различных крупных промышленных механизмах.
Синхронные модели, как правило, используются в качестве генератора, в то время как асинхронные модели используются как двигатель. Наиболее широкое распространение получили асинхронные трехфазные модели.
У асинхронных трехфазных моделей можно выделить ряд преимуществ, среди которых низкая стоимость, универсальность, высокая степень надежности во время работы, простота конструкции. Их легко подключать по любой схеме (треугольник, звезда). Чтобы изменить направления вращения, достаточно поменять местами любые две фазы, не зависимо от схемы подключения к сети.
У асинхронных трехфазных электрических двигателей имеется один существенный недостаток: во время запуска сила тока в 4-7 раз может превышать номинальное значение. Так как большинство сетей не рассчитаны на столь высокое значение тока, могут возникать перепады напряжения во всей сети, что может отрицательно повлиять на соседние электрические приемники, нарушив их режим работы.
Советы по выбору электродвигателя
Выбирая электродвигатель, необходимо принять во внимание все его вышеизложенные характеристики, но основными критериями должны стать его мощность, которой должно быть достаточно, чтобы привести в движение необходимое оборудование и обеспечить ему надежную бесперебойную работу, и тип.
Выбирая подобное устройство, нужно также учесть рабочие условия, особенности окружающей среды, специфику механизма, который будет приводиться в движение, желаемую и необходимую надежность всей системы, длительность беспрерывной работы.
Как и любой другой механизм, защита электродвигателя должна соблюдаться согласно правилам и рекомендациям.
Эксплуатироваться электродвигатель должен только в тех условиях, которые описаны в техническом паспорте. Любые отклонения от нормы (температурный режим, уровень влажности) могут привезти к его быстрому выходу из строя. В этом случае необходимо поменять схему обмотки, снизить мощность нагрузки, изменить время работы и фазное напряжение.
Если в ходе его эксплуатации возникают какие-либо, вопросы, рекомендуется обратиться за помощью к профессиональному мастеру.
В предыдущей теме » Электрооборудование
Основные компоненты двигателей «, я объяснил конструкцию и основные компоненты основных типов двигателей; Двигатели переменного и постоянного тока.
Сегодня я объясню различные типы электродвигателей в мире следующим образом.
Основные типы двигателей
Электродвигатели в целом подразделяются на две следующие категории:
Двигатели переменного тока.
Двигатели постоянного тока.
Внутри этих двух основных категорий есть подразделения, как показано на рисунке ниже.
Типы двигателей
Примечания: В последнее время, с развитием экономичных и надежных силовых электронных компонентов, появилось множество способов конструирования двигателя, и классификации этих двигателей стали менее строгими, и появилось много других типов двигателей. Наша классификация двигателей будет максимально полной.
Первый: двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока
Системы питания постоянного тока не очень распространены в современной инженерной практике. Однако двигатели постоянного тока использовались в промышленности в течение многих лет. В сочетании с приводом постоянного тока двигатели постоянного тока обеспечивают очень точное управление. Двигатели постоянного тока могут использоваться с конвейерами, лифтами, экструдерами, морскими приборами, погрузочно-разгрузочными работами, бумагой, пластмассами, резиной, сталью, и текстильные приложения, автомобили, самолеты и портативная электроника, в приложениях управления скоростью.
Преимущества двигателей постоянного тока:
Их скорость легко контролировать в широком диапазоне; Исторически сложилось так, что их характеристики крутящий момент-скорость было легче адаптировать, чем у двигателей всех категорий переменного тока. Вот почему большинство тяговых и серводвигателей были машинами постоянного тока. Например, двигатели для привода рельсовых транспортных средств до недавнего времени были исключительно машинами постоянного тока.
Их уменьшенные габаритные размеры позволяют значительно экономить место, что позволяет изготовителю машин или установок не зависеть от чрезмерных размеров круговых двигателей.
Недостатки двигателей постоянного тока
Так как для соединения обмотки ротора нужны щетки. Происходит износ щеток, который резко увеличивается в среде с низким давлением. Поэтому их нельзя использовать в искусственных сердцах. При использовании в самолетах щетки потребуют замены через час работы.
Искры от щеток могут вызвать взрыв, если в окружающей среде содержатся взрывчатые вещества.
Радиочастотный шум от щеток может мешать работе расположенных поблизости телевизоров, электронных устройств и т. Д.
Двигатели постоянного тока
также дороги по сравнению с двигателями переменного тока.
Таким образом, во всех применениях двигателей постоянного тока использовался механический переключатель или коммутатор для преобразования постоянного или постоянного тока на клеммах в переменный ток в якоре машины. Поэтому машины постоянного тока также называют коммутирующими машинами.
Типы двигателей постоянного тока:
Типы двигателей постоянного тока
Двигатели постоянного тока делятся в основном на:
Щеточные двигатели постоянного тока (BDC).
Бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC).
1. A Двигатели постоянного тока с щетками
Двигатели постоянного тока с щетками
Щеточный двигатель постоянного тока (BDC) — это электродвигатель с внутренней коммутацией, предназначенный для работы от источника постоянного тока.
Области применения: Двигатели постоянного тока с щеткой широко используются в различных областях, от игрушек до автомобильных сидений с кнопочной регулировкой.
Преимущества: Щеточные двигатели постоянного тока (BDC) недороги, просты в управлении и доступны во всех размерах и формах
Конструкция :
Матовый двигатель постоянного тока Конструкция
Все двигатели BDC состоят из одних и тех же основных компонентов: статора, ротора, щеток и коммутатора.
1- Статор Статор генерирует стационарное магнитное поле, окружающее ротор.Это поле создается постоянными магнитами или электромагнитными обмотками.
2- Ротор
Ротор (якорь)
Ротор, также называемый якорем, состоит из одной или нескольких обмоток. Когда эти обмотки находятся под напряжением, они создают магнитное поле. Магнитные полюса этого поля ротора будут притягиваться к противоположным полюсам, создаваемым статором, заставляя ротор вращаться.Когда двигатель вращается, обмотки постоянно находятся под напряжением в различной последовательности, так что магнитные полюса, генерируемые ротором, не выходят за пределы полюсов, генерируемых в статоре. Такое переключение поля в обмотках ротора называется коммутацией.
3- Щетки и коммутатор
Пример коммутатора
0 9005 В отличие от электродвигателей других типов (т.е.е., бесщеточный постоянный ток, индукционный переменный ток), двигатели BDC не требуют контроллера для переключения тока в обмотках двигателя. Вместо этого коммутация обмоток двигателя BDC выполняется механически. Сегментированная медная втулка, называемая коммутатором, находится на оси двигателя BDC. Когда двигатель вращается, угольные щетки (перемещаются сбоку от коммутатора, чтобы обеспечить питающее напряжение на двигатель) скользят по коммутатору, вступая в контакт с различными сегментами коммутатора. Сегменты прикреплены к разным обмоткам ротора, поэтому внутри двигателя создается динамическое магнитное поле, когда на щетки двигателя подается напряжение.Важно отметить, что щетки и коллектор являются частями двигателя BDC, которые наиболее подвержены износу, поскольку они скользят мимо друг друга.
Как работает коммутатор:
Как работает коммутатор
Когда ротор вращается, клеммы коммутатора также поворачиваются и постоянно меняют полярность тока, который он получает от стационарных щеток, прикрепленных к батарее.
Типы двигателей BDC:
Типы двигателей постоянного тока
Различные типы двигателей BDC различаются конструкцией статора или способом подключения электромагнитных обмоток к источнику питания. Вот эти типы:
Постоянный магнит.
Шунтирующая рана.
Series-Wound.
Составная рана.
Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением.
Универсальный мотор.
Серводвигатели.
A- Постоянный магнит
Двигатель с постоянным магнитом
Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом (PMDC) — это двигатель, полюса которого сделаны из постоянных магнитов для создания поля статора.
Преимущества:
Поскольку внешняя цепь возбуждения не требуется, потери в меди в цепи возбуждения отсутствуют.
Поскольку обмотки возбуждения не требуются, эти двигатели могут быть значительно меньше.
Широко используется в приложениях с низким энергопотреблением.
Обмотка возбуждения заменена постоянным магнитом (простая конструкция и меньше места).
Нет требований к внешнему возбуждению.
Недостатки:
Поскольку постоянные магниты создают более слабую магнитную индукцию, чем внешние шунтирующие поля, такие двигатели имеют более низкий индуцированный крутящий момент.
Всегда существует риск размагничивания из-за сильного нагрева или воздействия реакции якоря (в некоторые двигатели с постоянным постоянным током встроены обмотки, чтобы этого не произошло).
B- Шунтирующий
Двигатель с параллельной обмоткой
Двигатели постоянного тока с шунтовой обмоткой (SHWDC) имеют катушку возбуждения, параллельную (шунтирующую) якорю.
Скорость практически постоянна независимо от нагрузки и поэтому подходит для коммерческих приложений с низкой пусковой нагрузкой, таких как центробежные насосы, станки, нагнетательные вентиляторы, поршневые насосы и т. Д.
Преимущества:
Ток в обмотке возбуждения и в якоре не зависит друг от друга. в результате эти двигатели обладают отличным контролем скорости.
Потеря магнетизма не является проблемой для двигателей SHWDC, поэтому они обычно более надежны, чем двигатели PMDC.
Скорость можно контролировать, добавляя сопротивление последовательно с якорем (уменьшая скорость) или добавляя сопротивление в ток возбуждения (увеличивая скорость).
Недостатки:
Двигатели постоянного тока с шунтирующей обмоткой и щеткой (SHWDC) имеют недостатки при реверсировании, поскольку направление обмотки относительно шунтирующей обмотки должно быть изменено на обратное при изменении напряжения якоря. Здесь необходимо использовать реверсивные контакторы.
C-серия с обмоткой
Двигатель с последовательным заводом
Электродвигатели постоянного тока с щеточной обмоткой серии (SWDC) имеют катушку возбуждения, включенную последовательно с якорем.Эти двигатели идеально подходят для применений с высоким крутящим моментом, таких как тяговые транспортные средства (краны и подъемники, электропоезда, конвейеры, лифты, электромобили), поскольку ток как в статоре, так и в якоре увеличивается под нагрузкой.
Преимущества:
Крутящий момент пропорционален I2, поэтому он дает самый высокий крутящий момент на соотношение тока по сравнению с другими двигателями постоянного тока.
Недостатки:
Недостатком двигателей SWDC является то, что они не имеют точного управления скоростью, как у двигателей PMDC и SHWDC.
Скорость ограничена до 5000 об / мин.
Следует избегать запуска последовательного двигателя без нагрузки, поскольку двигатель будет бесконтрольно ускоряться.
D- Составная рана
Двигатель с комбинированной обмоткой
Двигатели с комбинированной обмоткой (CWDC) представляют собой комбинацию двигателей с параллельной обмоткой и двигателей с последовательной обмоткой. Двигатели
CWDC используют как последовательное, так и шунтирующее поле.Двигатель CWDC представляет собой комбинацию двигателей SWDC и SHWDC. Двигатели CWDC имеют более высокий крутящий момент, чем двигатель SHWDC, но при этом обеспечивают лучшее управление скоростью, чем двигатель SWDC.
Он используется в таких приложениях, как прокатные станы, внезапные временные нагрузки, тяжелые станки, штампы и т. Д.
Преимущества:
Этот двигатель имеет хороший пусковой момент и стабильную скорость.
Недостатки:
Скорость холостого хода регулируется в отличие от двигателей, установленных в серии.
E- Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением
Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением
В двигателе постоянного тока с независимым возбуждением катушки возбуждения питаются от независимого источника, такого как двигатель-генератор, и на ток возбуждения не влияют изменения тока якоря. Электродвигатель постоянного тока с отдельным возбуждением иногда использовался в тяговых электродвигателях постоянного тока для облегчения контроля проскальзывания колес.
F- Универсальный двигатель
Универсальный двигатель
Универсальный двигатель представляет собой вращающуюся электрическую машину, аналогичную двигателю постоянного тока, предназначенную для работы от источника постоянного или переменного тока. Обмотки статора и ротора двигателя соединены последовательно через коммутатор ротора. Серийный двигатель разработан для перемещения больших грузов с высоким крутящим моментом в таких приложениях, как двигатель крана или подъемник.
Серводвигатели G
Серводвигатели
Сервомоторы — это механические устройства, которым можно дать указание переместить выходной вал, прикрепленный к сервоколесу или рычагу, в указанное положение. Серводвигатели предназначены для приложений, включающих управление положением, скоростью и крутящим моментом.
Серводвигатель в основном состоит из двигателя постоянного тока, системы передач, датчика положения, который в основном представляет собой потенциометр, и управляющей электроники.
Сервомоторы Применения
В следующей теме я объясню Бесщеточный двигатель постоянного тока (BDLC) и двигатели переменного тока типа . Итак, продолжайте следить. Примечание: эти темы о двигателях в этом курсе EE-1: Курс электрического проектирования для начинающих является введением только для новичков, чтобы получить общую базовую информацию о двигателях и насосах как типе силовых нагрузок.Но на других уровнях наших курсов по электрическому проектированию мы покажем и подробно объясним расчеты нагрузок на двигатель и насосы.
Классификация электродвигателей — Часть вторая ~ Электрические ноу-хау
Сегодня я объясню , бесщеточный двигатель постоянного тока (BLDC) и асинхронные двигатели переменного тока следующим образом.
Вы можете просмотреть следующие связанные темы для ознакомления и хорошей подписки.
2- Бесщеточные двигатели постоянного тока
Бесщеточные двигатели постоянного тока
В щеточных двигателях постоянного тока механический коммутатор и связанные с ним щетки проблематичны по ряду следующих причин:
Износ щеток происходит, и он резко увеличивается в среде с низким давлением.
Искры от щеток могут вызвать взрыв, если в окружающей среде содержатся взрывчатые вещества.
Радиочастотный шум от щеток может мешать работе расположенных поблизости телевизоров, электронных устройств и т. Д.
Бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) являются одним из типов двигателей, быстро набирающих популярность. Двигатели BLDC используются в таких отраслях, как бытовая техника, автомобильная, аэрокосмическая, бытовая, медицинская, промышленная автоматизация и приборы.
Как следует из названия, двигатели BLDC не используют щетки для коммутации; вместо этого они коммутируются электронно.
Двигатели
BLDC имеют много преимуществ перед щеточными двигателями постоянного тока и асинхронными двигателями, некоторые из них:
Лучшая скорость по сравнению с крутящим моментом.
Высокий динамический отклик.
Высокая эффективность.
Длительный срок службы.
Бесшумная работа.
Более высокие диапазоны скорости.
Кроме того, отношение крутящего момента к размеру двигателя выше, что делает его полезным в приложениях, где пространство и вес являются критическими факторами.
Строительство
Двигатели BLDC — это тип синхронного двигателя. Это означает, что магнитное поле, создаваемое статором, и магнитное поле, создаваемое ротором, вращаются с одинаковой частотой. Двигатели
BLDC бывают однофазными, двухфазными и трехфазными. В зависимости от типа статор имеет одинаковое количество обмоток. Из них 3-фазные двигатели являются наиболее популярными и широко используемыми.
1- Статор
Статор двигателя BLDC
Статор двигателя BLDC состоит из многослойных стальных пластин с обмотками, размещенными в пазах, срезанных в осевом направлении по внутренней периферии.
Большинство двигателей BLDC имеют три обмотки статора, соединенные звездой. Каждая из этих обмоток состоит из множества катушек, соединенных между собой в виде обмотки. Одна или несколько катушек помещаются в пазы, и они соединяются между собой, образуя обмотку. Каждая из этих обмоток распределена по периферии статора, образуя четное количество полюсов.
В зависимости от мощности источника питания можно выбрать двигатель с правильным номинальным напряжением статора. Двигатели с номинальным напряжением 48 В или менее используются в автомобилестроении, робототехнике, движении стрелкового оружия и т. Д.Двигатели с номинальным напряжением 100 В и выше используются в бытовых приборах, автоматике и в промышленности.
2- Ротор
Ротор изготовлен из постоянного магнита и может иметь от двух до восьми пар полюсов с чередованием северного (N) и южного (S) полюсов.
Положения магнита ротора BLDC
В зависимости от требуемой плотности магнитного поля в роторе выбирается подходящий магнитный материал для изготовления ротора.Ферритовые магниты традиционно используются для изготовления постоянных магнитов.
3- Датчики Холла
Датчики Холла BLDC
В отличие от щеточного двигателя постоянного тока, коммутация двигателя с BLDC управляется электроникой. Для вращения двигателя BLDC необходимо последовательно запитать обмотки статора. Важно знать положение ротора, чтобы понять, какая обмотка будет запитана после последовательности подачи энергии.Положение ротора определяется с помощью датчиков Холла, встроенных в статор.
Большинство двигателей BLDC имеют три датчика Холла, встроенные в статор на неприводной стороне двигателя.
Всякий раз, когда магнитные полюса ротора проходят рядом с датчиками Холла, они выдают высокий или низкий сигнал, указывая на то, что полюс N или S проходит рядом с датчиками. На основе комбинации этих трех сигналов датчика Холла может быть определена точная последовательность коммутации.
В зависимости от физического положения датчиков Холла существует два варианта вывода. Датчики Холла могут иметь фазовый сдвиг на 60 ° или 120 ° относительно друг друга. Исходя из этого, производитель двигателя определяет последовательность коммутации, которой следует придерживаться при управлении двигателем.
Примечание : Датчики Холла требуют источника питания. Напряжение может составлять от 4 до 24 вольт. Требуемый ток может составлять от 5 до 15 мА / с.
Теория работы
В каждой последовательности коммутации одна из обмоток запитана на положительную мощность (ток входит в обмотку), вторая обмотка отрицательна (ток выходит из обмотки), а третья находится в обесточенном состоянии.
Крутящий момент создается из-за взаимодействия между магнитным полем, создаваемым катушками статора, и постоянными магнитами ротора.
Чтобы двигатель оставался в рабочем состоянии, магнитное поле, создаваемое обмотками, должно смещаться, поскольку ротор движется, чтобы догнать поле статора. То, что известно как «шестиступенчатая коммутация», определяет последовательность подачи питания на обмотки.
При шестиступенчатой коммутации только две из трех обмоток бесщеточного двигателя постоянного тока используются одновременно.Шаги эквивалентны 60 электрическим градусам, поэтому шесть шагов делают полный поворот на 360 градусов. Один полный цикл на 360 градусов может управлять током, поскольку существует только один путь тока. Шестиступенчатая коммутация обычно полезна в приложениях, требующих высоких скоростей и частот коммутации. Шестиступенчатый бесщеточный двигатель постоянного тока обычно имеет более низкий КПД по крутящему моменту, чем двигатель с синусоидальной коммутацией.
Типичные применения двигателя BLDC
Мы можем разделить тип управления двигателем BLDC на три основных типа:
Постоянная нагрузка.
Различные нагрузки.
Приложения для позиционирования.
1- Приложения с постоянной нагрузкой: Это типы приложений, в которых переменная скорость более важна, чем поддержание точности скорости при заданной скорости. Кроме того, показатели ускорения и замедления динамически не меняются. В таких случаях нагрузка напрямую связана с валом двигателя. Например, вентиляторы, насосы и воздуходувки подпадают под эти типы приложений.Эти приложения требуют недорогих контроллеров, в основном работающих в разомкнутом контуре.
2- Приложения с изменяющейся нагрузкой: Это типы приложений, в которых нагрузка на двигатель изменяется в диапазоне скоростей. Эти приложения могут требовать высокой точности управления и хороших динамических характеристик. Например,
В бытовой технике: стиральных машинах, сушилках и компрессорах.
В автомобилях: управление топливным насосом, электронное рулевое управление, управление двигателем и управление электромобилем.
В аэрокосмической отрасли существует ряд приложений, таких как центрифуги, насосы, средства управления роботизированной рукой, средства управления гироскопом и т. Д.
Эти приложения могут использовать устройства обратной связи по скорости и могут работать в полузамкнутом или полностью замкнутом контуре.
3- Приложения для позиционирования: Большинство приложений для промышленности и автоматизации подпадают под эту категорию. Приложения в этой категории имеют какой-либо вид передачи мощности, которым могут быть механические зубчатые колеса, ремни с таймером или простая система с ременным приводом.В этих приложениях важны динамические характеристики скорости и крутящего момента. Кроме того, в этих приложениях может быть частое изменение направления вращения. Эти системы в основном работают в замкнутом цикле.
Наконец, сравнение между щеточным двигателем постоянного тока (BDC) и бесщеточным двигателем постоянного тока (BLDC) показано на рисунке ниже.
Второй: асинхронные двигатели
Двигатели переменного тока (AC) используют электрический ток, который меняет свое направление через равные промежутки времени.
Основное преимущество двигателей постоянного тока перед двигателями переменного тока состоит в том, что для двигателей переменного тока сложнее контролировать скорость. Чтобы компенсировать это, двигатели переменного тока могут быть оснащены частотно-регулируемыми приводами, но улучшенное регулирование скорости сопровождается снижением качества электроэнергии.
Типы двигателей переменного тока:
Двигатели переменного тока, широко используемые сегодня, можно разделить на две большие категории:
Асинхронные двигатели.
Двигатели синхронные.
Линейные двигатели.
Эти два типа двигателей различаются по способу подачи возбуждения поля ротора следующим образом:
Для асинхронных двигателей отсутствует внешнее возбуждение ротора, и ток вместо этого индуцируется в обмотках ротора из-за вращающегося статора. магнитное поле.
У синхронных двигателей возбуждение поля применяется к обмоткам ротора. Эта разница в возбуждении поля приводит к различиям в характеристиках двигателя, что, в свою очередь, приводит к различным требованиям к защите и управлению для каждого типа двигателя.
1- Асинхронный двигатель
Асинхронные двигатели являются наиболее распространенными двигателями, используемыми для различного оборудования в промышленности.
Асинхронный двигатель : Называется так, потому что в роторе индуцируется напряжение (следовательно, нет необходимости в щетках), но для этого ротор должен вращаться с меньшей скоростью, чем магнитное поле, чтобы обеспечить наличие индуцированного напряжения. .
Следовательно, необходим новый термин для описания асинхронного двигателя, то есть скольжения.
Проскальзывание:
Приводной момент может существовать только при наличии наведенного тока в затеняющем кольце. Он определяется током в кольце и может существовать только при изменении потока в кольце. Следовательно, должна быть разница в скорости затеняющего кольца и вращающегося поля. Вот почему электродвигатель, работающий по описанному выше принципу, называется «асинхронным двигателем».
Разница между синхронной скоростью (Ns) и скоростью затеняющего кольца (N) называется «скольжением» (s) и выражается в процентах от синхронной скорости.
S = (Nsyn — Нм) / Nsyn
Где s — скольжение. Скольжение — одна из самых важных переменных в управлении и работе асинхронных машин.
с = 0: если ротор работает с синхронной скоростью.
с = 1: если ротор неподвижен.
с — –ve: если ротор работает со скоростью выше синхронной.
с — + ve: если ротор работает со скоростью ниже синхронной.
Широкий диапазон номинальных мощностей: от долевых до 10 МВт.
В основном работает с постоянной скоростью от холостого хода до полной нагрузки.
Его скорость зависит от частоты источника питания.
Самый популярный на сегодняшний день мотор в диапазоне низкой и средней мощности.
Очень прочная конструкция.
Заменены двигатели постоянного тока в областях, где нельзя использовать традиционные двигатели постоянного тока, например, в горнодобывающей промышленности или во взрывоопасных средах. Два типа в зависимости от конструкции двигателя; Беличья клетка или контактное кольцо.
Недостатки:
Нелегко иметь регулировку скорости.
Требуется силовой электронный привод с регулируемой частотой для оптимального управления скоростью.
Большинство из них работают с запаздывающим коэффициентом мощности.
Принцип работы:
Статор обычно подключен к сети и, таким образом, статор намагничивается.
Магнитное поле статора разрезает обмотки ротора и создает наведенное напряжение в обмотках ротора.
Из-за того, что обмотки ротора закорочены, как для короткозамкнутого ротора, так и для ротора с фазной обмоткой, в обмотках ротора протекает индуцированный ток.
Ток ротора создает другое магнитное поле.
Крутящий момент создается в результате взаимодействия этих двух магнитных полей.
Конструкция:
Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей
1- Статор
0
0 Статор двигателя
Это неподвижная часть двигателя.Корпус из чугуна или легкого сплава содержит кольцо из тонких пластин кремнистой стали (толщиной около 0,5 мм). Пластины изолированы друг от друга оксидированием или изоляционным лаком. «Ламинирование» магнитной цепи снижает потери на гистерезис и вихревые токи.
На пластинах есть выемки для обмоток статора, которые создают вращающееся поле, в которое они помещаются (три обмотки для трехфазного двигателя). Каждая обмотка состоит из нескольких катушек. Способ соединения катушек определяет количество пар полюсов двигателя и, следовательно, скорость вращения.
2- Ротор
Это подвижная часть двигателя. Как и магнитная цепь статора, он состоит из установленных друг на друга пластин, изолированных друг от друга и образующих цилиндр, прикрепленный к валу двигателя.
Типы асинхронных двигателей
Типы асинхронных двигателей
Асинхронные двигатели классифицируются по типу ротора следующим образом:
A- Ротор с короткозамкнутым ротором:
Ротор с короткозамкнутым ротором
Он состоит из толстых токопроводящих шин, вставленных в параллельные прорези.Эти стержни закорочены с обоих концов с помощью закорачивающих колец.
B- Ротор с обмоткой:
Ротор с обмоткой
Имеет трехфазную двухслойную распределенную обмотку. Он намотан на столько полюсов, сколько у статора. Три фазы имеют внутреннюю разводку, а другие концы соединены с контактными кольцами, установленными на валу, с установленными на них щетками.
Каждый из двух типов асинхронных двигателей, указанных выше, можно разделить на две основные группы следующим образом:
I- Однофазные асинхронные двигатели:
Они имеют только одну обмотку статора, работают с однофазный источник питания, имеет ротор с короткозамкнутым ротором и требует устройства для запуска двигателя. Это, безусловно, наиболее распространенный тип двигателя, используемого в бытовой технике, такой как вентиляторы, стиральные машины и сушилки для одежды, а также в приложениях мощностью от 3 до 4 лошадиных сил.Однофазные асинхронные двигатели
также поставляются с фазным ротором, который имеет отличные пусковые и разгонные характеристики, и они идеальны для экономичных операторов, сельскохозяйственных двигателей, подъемников, машин для ухода за полом, воздушных компрессоров, прачечного и горнодобывающего оборудования.
II- Трехфазные асинхронные двигатели:
Вращающееся магнитное поле создается сбалансированным трехфазным питанием. Эти двигатели обладают высокой мощностью, могут иметь ротор с короткозамкнутым ротором или с обмоткой (хотя 90% имеют ротор с короткозамкнутым ротором) и самозапускаются.Подсчитано, что около 70% двигателей в промышленности относятся к этому типу и используются, например, в насосах, компрессорах, конвейерных лентах, мощных электрических сетях и измельчителях. Они доступны в мощности от 1/3 до сотен лошадиных сил.
Теперь давайте посмотрим на первую классификацию асинхронных двигателей на основе указанных выше типов:
1- Однофазный, с короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель:
Эта категория имеют много типов, как показано на изображении ниже.
Асинхронные двигатели с расщепленным полюсом
Конструкция и принцип работы:
Моторы с параллельным расположением полюсов
Двигатели с расщепленными полюсами имеют только одну главную обмотку и без пусковой обмотки. Запуск осуществляется с помощью конструкции, в которой непрерывная медная петля охватывает небольшую часть каждого полюса двигателя.Это «затеняет» эту часть полюса, заставляя магнитное поле в заштрихованной области отставать от поля в незатененной области. Реакция двух полей заставляет вал вращаться.
Преимущества:
Поскольку электродвигатель с экранированными полюсами не имеет пусковой обмотки, пускового переключателя или конденсатора, он электрически прост и недорог.
Скорость можно регулировать простым изменением напряжения или через многоотводную обмотку.
Конструкция двигателя с расщепленными полюсами позволяет производить крупносерийное производство.
Обычно они считаются «одноразовыми» двигателями, то есть их гораздо дешевле заменить, чем ремонтировать.
Недостатки:
Это низкий пусковой крутящий момент, обычно от 25% до 75% от номинального крутящего момента.
Это двигатель с высоким скольжением и скоростью вращения на 7–10% ниже синхронной.
Как правило, КПД этого типа двигателя очень низкий (ниже 20%).
Приложения: Низкая начальная стоимость подходит для двигателей с экранированными полюсами для работы в маломощных или легких условиях.Возможно, наиболее часто они используются в многоскоростных вентиляторах для домашнего использования. Но низкий крутящий момент, низкая эффективность и менее надежные механические характеристики делают двигатели с экранированными полюсами непрактичными для большинства промышленных или коммерческих применений, где нормой является более высокая частота цикла или непрерывная работа.
В следующей теме я продолжу объяснение других типов однофазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Итак, продолжайте следить.
Примечание: эти темы о двигателях в этом курсе EE-1: Курс электрического проектирования для начинающих является введением только для новичков, чтобы получить общую базовую информацию о двигателях и насосах как типе силовых нагрузок.Но на других уровнях наших курсов по электрическому проектированию мы покажем и подробно объясним расчеты нагрузок на двигатель и насосы.
Классификация электродвигателей — Часть четвертая ~ Электрические ноу-хау
Синхронный двигатель: Так называется, потому что ротор пытается выровняться с вращающимся магнитным полем в статоре. Он имеет статор асинхронного двигателя и ротор двигателя постоянного тока.
Синхронный двигатель — это двигатель переменного тока, который работает с постоянной скоростью, фиксированной частотой системы.Он требует постоянного тока (DC) для возбуждения и имеет низкий пусковой крутящий момент, и поэтому подходит для приложений, которые запускаются с низкой нагрузкой, таких как воздушные компрессоры, изменения частоты и двигатели-генераторы. Синхронные двигатели могут улучшить коэффициент мощности системы, поэтому они часто используются в системах, которые потребляют много электроэнергии.
Различия между синхронными и асинхронными двигателями:
Синхронные двигатели не так широко используются, как асинхронные машины, потому что их роторы более сложные и для них требуются возбудители.
Синхронные двигатели
используются в крупных промышленных приложениях в ситуациях, когда их способность обеспечивать ведущий коэффициент мощности помогает поддерживать или стабилизировать напряжение и улучшать общий коэффициент мощности.
При номинальной мощности выше нескольких сотен лошадиных сил синхронные машины часто более эффективны, чем асинхронные машины, и поэтому очень большие синхронные машины иногда предпочитают асинхронным двигателям.
В отличие от асинхронного двигателя, синхронный двигатель возбуждается от внешнего источника постоянного тока и, следовательно, требует контактных колец и щеток для подачи тока на ротор.
В синхронном двигателе ротор синхронизируется с вращающимся магнитным полем и вращается с синхронной скоростью. Если синхронный двигатель нагружен до такой степени, что ротор смещается в ногу с вращающимся магнитным полем, крутящий момент не развивается, и двигатель останавливается.
Синхронный двигатель не является самозапускающимся двигателем, потому что крутящий момент развивается только при работе с синхронной скоростью; следовательно, двигателю необходимо какое-то устройство для приведения ротора к синхронной скорости.
Строительство:
Подобно асинхронному (асинхронному) двигателю, синхронный двигатель состоит из статора и ротора, разделенных воздушным зазором. Он отличается от асинхронного двигателя тем, что поток в воздушном зазоре возникает не из-за составляющей тока статора: он создается магнитами или током катушки возбуждения, создаваемым внешним источником постоянного тока, питающим обмотку, помещенную в ротор.
Основными компонентами синхронного двигателя являются следующие:
1- Статор:
Статор
Статор состоит из корпуса и магнитной цепи, обычно состоящей из пластин кремнистой стали и трехфазной катушки, аналогичной катушке асинхронного двигателя, питаемой трехфазным переменным током для создания вращающегося поля.
Статор создает вращающееся магнитное поле, пропорциональное подаваемой частоте. Этот двигатель вращается с синхронной скоростью, которая определяется следующим уравнением:
Ns = 120 f / P Где:
f = частота питающей сети
P = количество полюсов
2 — Ротор
Ротор
Синхронные роторы предназначены в первую очередь для приложений, требующих высокоэффективных двигателей.Каждый полюсный узел изготовлен из высокопрочных стальных пластин с обмоткой возбуждения постоянного тока, окружающей корпус полюса. Обмотка возбуждения состоит из прямоугольного сечения изолированного медного провода, намотанного непосредственно на изолированный корпус полюса и скрепленного высокотемпературной высокопрочной изолирующей эпоксидной смолой, которая после отверждения делает катушку непроницаемой для грязи, влаги и других загрязнений.
Ротор несет полевые магниты или катушки, через которые протекает постоянный ток и которые образуют между собой северный и южный полюса.В отличие от асинхронных (индукционных) машин, ротор вращается без скольжения со скоростью вращающегося поля.
Существует два типа конструкций ротора, а именно:
Ротор с явнополюсным ротором.
Круглый или цилиндрический ротор (ротор с невыпадающими полюсами).
a- Ротор с выступающим полюсом
Ротор с выступающим полюсом
Конструкция с выступающим полюсом используется как гидроэлектрические генераторы.
Явнополюсный ротор: четыре и более полюса.
b- Круглый или цилиндрический ротор (ротор с невыпуклонными полюсами)
Круглый или цилиндрический ротор (ротор с невыпуклонными полюсами)
Конструкция с круглым ротором используется для высокоскоростных синхронных машин, таких как паротурбинные генераторы.
Ротор без явных полюсов: обычно двух- и четырехполюсные роторы.
3- Амортизатор (пусковая обмотка)
Различные типы электродвигателей и их применение
Как мы знаем, электродвигатель играет жизненно важную роль во всех секторах промышленности, а также в широком диапазоне Приложения. На рынке доступно множество типов электродвигателей. Выбор этих двигателей может быть сделан в зависимости от режима работы, напряжения и применения. Каждый двигатель состоит из двух основных частей: обмотки возбуждения и обмотки якоря.Основная функция обмотки возбуждения — создание фиксированного магнитного поля, в то время как обмотка якоря выглядит как проводник, расположенный внутри магнитного поля. Из-за магнитного поля обмотка якоря использует энергию для создания крутящего момента, необходимого для вращения вала двигателя. В настоящее время классификация двигателей постоянного тока может быть сделана на основе соединений обмоток, что означает, как две катушки в двигателе связаны друг с другом.
Типы электродвигателей
Типы электродвигателей доступны в трех основных сегментах, таких как электродвигатели переменного тока, электродвигатели постоянного тока и электродвигатели специального назначения.
типов двигателей
Двигатели постоянного тока
Типы двигателей постоянного тока в основном включают в себя серийные двигатели, шунтирующие двигатели и двигатели с комбинированной обмоткой и постоянным током постоянного тока.
двигатель постоянного тока
1). Параллельный двигатель постоянного тока
Параллельный двигатель постоянного тока работает от постоянного тока, и обмотки этого электродвигателя, такие как обмотки якоря и обмотки возбуждения, соединены параллельно, что называется шунтом. Этот тип двигателя также называется двигателем постоянного тока с шунтовой обмоткой, а тип обмотки известен как шунтирующая обмотка. Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о работе двигателя постоянного тока и его применениях
2).Двигатель с раздельным возбуждением
В двигателе с раздельным возбуждением соединение статора и ротора может быть выполнено с использованием другого источника питания. Так что двигателем можно управлять с шунта, а обмотку якоря можно усилить для создания магнитного потока.
3). Двигатель постоянного тока
В двигателе постоянного тока обмотки ротора соединены последовательно. Принцип работы этого электродвигателя во многом зависит от простого электромагнитного закона. Этот закон гласит, что всякий раз, когда магнитное поле может быть сформировано вокруг проводника, оно взаимодействует с внешним полем, создавая вращательное движение.Эти двигатели в основном используются в стартерах, которые используются в лифтах и автомобилях. Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о работе двигателей постоянного тока и его применениях
Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке, чтобы узнать больше о ДВИГАТЕЛЯХ постоянного тока — Основы, типы и применение
4). Двигатель PMDC
Термин PMDC означает «двигатель постоянного тока с постоянными магнитами». Это один из видов двигателей постоянного тока, в который может быть встроен постоянный магнит, чтобы создать магнитное поле, необходимое для работы электродвигателя.Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о двигателе PMDC: конструкция, работа и применение
5). Составной двигатель постоянного тока
Как правило, составной двигатель постоянного тока представляет собой гибридный компонент последовательного и параллельного двигателей постоянного тока. В этом типе двигателя присутствуют оба поля, такие как последовательный и шунтирующий. В этом типе электродвигателя статор и ротор могут быть соединены друг с другом через соединение последовательных и шунтирующих обмоток. Последовательная обмотка может быть сконструирована с несколькими витками широких медных проводов, что дает небольшой путь сопротивления.Шунтирующая обмотка может быть спроектирована с несколькими обмотками из медного провода для получения полного i / p напряжения.
Двигатели переменного тока
Типы двигателей переменного тока в основном включают синхронные, асинхронные и асинхронные двигатели.
двигатель переменного тока
1). Синхронный двигатель
Работа синхронного двигателя в основном зависит от трехфазного источника питания. Статор электродвигателя генерирует ток возбуждения, который вращается со стабильной скоростью в зависимости от частоты переменного тока. Так же как и ротор, от аналогичной скорости зависит ток статора.Между скоростью тока статора и ротора нет воздушного зазора. Когда уровень точности вращения высок, эти двигатели применимы в автоматизации, робототехнике и т. Д. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о типах синхронных двигателей и их применениях.
2). Асинхронный двигатель
Электродвигатель, работающий с асинхронной скоростью, известен как асинхронный двигатель, и альтернативное название этого двигателя — асинхронный двигатель. Асинхронный двигатель в основном использует электромагнитную индукцию для изменения энергии с электрической на механическую.По конструкции ротора эти двигатели подразделяются на два типа: с короткозамкнутым ротором и с фазовой обмоткой. Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о типах и преимуществах асинхронных двигателей
Двигатели специального назначения
К двигателям специального назначения в основном относятся серводвигатель, шаговый двигатель, линейный асинхронный двигатель и т. Д.
Электродвигатель специального назначения
1) . Шаговый двигатель
Шаговый двигатель может использоваться для обеспечения шагового углового вращения в качестве альтернативы стабильному вращению.Мы знаем, что для любого ротора полный угол вращения составляет 180 градусов. Однако в шаговом двигателе полный угол поворота может быть разделен на множество шагов, например, 10 градусов X 18 шагов. Это означает, что за полный цикл оборота ротор совершит ступенчатое движение восемнадцать раз, каждый раз на 10 градусов. Шаговые двигатели применяются в плоттерах, производстве схем, инструментах управления технологическим процессом, генераторах обычного движения и т. Д. Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о типах шаговых двигателей и их применениях
2).Бесщеточные двигатели постоянного тока
Бесщеточные двигатели постоянного тока были впервые разработаны для достижения превосходных характеристик на меньшем пространстве, чем щеточные двигатели постоянного тока. Эти двигатели меньше по сравнению с моделями переменного тока. Контроллер встроен в электродвигатель, чтобы облегчить процесс за счет отсутствия коммутатора и контактного кольца. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о бесщеточном двигателе постоянного тока — преимущества, применение и управление
3). Гистерезисный двигатель
Гистерезисный двигатель работает исключительно уникально.Ротор этого двигателя может быть вызван гистерезисом и вихревым током для создания необходимой задачи. Работа двигателя может зависеть от конструкции, однофазное питание или трехфазное питание. Эти двигатели обеспечивают очень плавный процесс со стабильной скоростью, как и другие синхронные двигатели. Уровень шума этого двигателя довольно мал, по этой причине они применимы во многих сложных приложениях, где бы ни использовался звуконепроницаемый двигатель, например, в аудиоплеере, аудиомагнитофоне и т. Д.
4).Реактивный двигатель
В основном, реактивный двигатель представляет собой однофазный синхронный двигатель, и эта конструкция двигателя аналогична асинхронному двигателю, например, клеточного типа. Ротор в двигателе похож на короткозамкнутый ротор, а статор двигателя включает в себя наборы обмоток, такие как вспомогательная и основная обмотка. Вспомогательная обмотка очень полезна при запуске двигателя. Поскольку они предлагают ровную работу со стабильной скоростью. Эти двигатели обычно используются в приложениях синхронизации, которые включают генераторы сигналов, регистраторы и т. Д.
5). Универсальный двигатель
Это особый тип двигателя, который работает от одного источника переменного тока или постоянного тока. Универсальные двигатели имеют последовательную намотку, при этом обмотка возбуждения и обмотка якоря соединены последовательно, что обеспечивает высокий пусковой момент. Эти двигатели в основном предназначены для работы на высоких оборотах свыше 3500 об / мин. Они используют источник переменного тока на низкой скорости и источник постоянного тока аналогичного напряжения. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об универсальном двигателе
Итак, речь идет о типах электродвигателей.В настоящее время существуют разные и гибкие. Назначение двигателя — когда требуется управление движением, это лучший выбор. Двигатель должен поддерживать работу и общую работу системы. Вот вам вопрос, что такое моторы особого типа?
Строительство, работа, типы и применение
Преобразование энергии из электрической в механическую было объяснено Майклом Фарадеем, британским ученым в 1821 году. Преобразование энергии может быть выполнено путем размещения проводника с током в магнитном поле.Таким образом, проводник начинает вращаться из-за крутящего момента, создаваемого магнитным полем и электрическим током. Британский ученый Уильям Стерджен сконструировал машину постоянного тока в 1832 году на основе своего закона. Однако это было дорого и не подходило ни для каких приложений. Итак, наконец, первый электродвигатель был изобретен в 1886 году Фрэнком Джулианом Спрагом.
Что такое электродвигатель?
Электродвигатель можно определить как; это один из видов машин, используемых для преобразования энергии из электрической в механическую.Большинство двигателей работают за счет связи между электрическим током и магнитным полем обмотки двигателя для создания силы в форме вращения вала. Эти двигатели могут запускаться от источника постоянного или переменного тока. Генератор механически аналогичен электродвигателю, однако работает в противоположном направлении, преобразуя механическую энергию в электрическую. Схема электродвигателя представлена ниже.
Классификация электродвигателей может быть сделана на основе таких соображений, как тип источника питания, конструкция, тип выходного сигнала движения и применение.Они бывают переменного тока, постоянного тока, бесщеточные, щеточные, фазного типа, например, однофазные, двух- или трехфазные и т. Д. Двигатели с типичными характеристиками и размерами могут обеспечивать подходящую механическую мощность для использования в промышленности. Эти двигатели применимы в насосах, промышленных вентиляторах, станках, воздуходувках, электроинструментах, дисководах.
электродвигатель
Конструкция электродвигателя
Конструкция электродвигателя может быть выполнена с использованием ротора, подшипников, статора, воздушного зазора, обмоток, коммутатора и т. Д.
Конструкция электродвигателя
Ротор
Ротор в электродвигателе является подвижной частью, и его основная функция заключается во вращении вала для выработки механической энергии. Как правило, ротор включает в себя проводники, которые проложены для проведения токов и сообщаются с магнитным полем в статоре.
Подшипники
Подшипники в двигателе в основном служат опорой для ротора для активации его оси. Вал двигателя расширяется с помощью подшипников под нагрузку двигателя.Поскольку силы нагрузки используются за пределами подшипника, эта нагрузка называется консольной.
Статор
Статор в двигателе является неактивной частью электромагнитной цепи. Он включает постоянные магниты или обмотки. Статор может быть изготовлен из различных тонких металлических листов, известных как ламинаты. В основном они используются для уменьшения потерь энергии.
Воздушный зазор
Воздушный зазор — это пространство между статором и ротором. Эффект воздушного зазора в основном зависит от зазора.Это основной источник низкого коэффициента мощности двигателя. Как только воздушный зазор между статором и ротором увеличивается, ток намагничивания также увеличивается. По этой причине воздушный зазор должен быть меньше.
Обмотки
Обмотки в двигателях — это провода, проложенные внутри катушек, обычно покрытые вокруг гибкого железного магнитного сердечника, чтобы образовывать магнитные полюса при подаче тока. Для обмоток электродвигателей чаще всего используется медь.Медь является наиболее распространенным материалом для обмоток, также используется алюминий, хотя он должен быть твердым, чтобы надежно выдерживать аналогичную электрическую нагрузку.
Коммутатор
Коммутатор представляет собой полукольцо в двигателе, которое изготовлено из меди. Основная функция этого — связать щетки с катушкой. Кольца коммутатора используются для обеспечения того, чтобы направление тока внутри катушки менялось на противоположное каждый полупериод, поэтому одна поверхность катушки часто подталкивается вверх, а другая поверхность катушки толкается вниз.
Работа электродвигателя
В основном, большинство электродвигателей работают по принципу электромагнитной индукции, однако существуют различные типы двигателей, в которых используются другие электромеханические методы, а именно пьезоэлектрический эффект и электростатическая сила.
Основной принцип работы электромагнитных двигателей может зависеть от механической энергии, которая воздействует на проводник с помощью потока электрического тока, и он находится в магнитном поле. Направление механической силы перпендикулярно магнитному полю, проводнику и магнитному полю.
Типы электродвигателей
В настоящее время наиболее часто используемые электродвигатели включают электродвигатели переменного тока и электродвигатели постоянного тока
Электродвигатели переменного тока
Двигатели переменного тока подразделяются на три типа, а именно: асинхронные, синхронные и линейные двигатели
Асинхронные двигатели подразделяются на два типа, а именно однофазные и трехфазные двигатели
Синхронные двигатели подразделяются на два типа, а именно гистерезисные и реактивные двигатели
Двигатель постоянного тока
Двигатели постоянного тока подразделяются на два типа, а именно двигатели с самовозбуждением и двигатели с независимым возбуждением
Самовозбуждающиеся двигатели подразделяются на три типа, а именно: серийные, составные и параллельные двигатели.
Составные двигатели подразделяются на два типа, а именно: короткие и длинные параллельные двигатели.
Применения электродвигателя следующее.
Применения электродвигателей в основном включают нагнетатели, вентиляторы, станки, насосы, турбины, электроинструменты, генераторы переменного тока, компрессоры, прокатные станы, корабли, грузчики, бумажные фабрики.
Электродвигатель является важным устройством в различных приложениях, таких как HVAC- отопление, вентиляционное и охлаждающее оборудование, бытовая техника и автомобили.
Преимущества электродвигателя
Электродвигатели имеют несколько преимуществ по сравнению с обычными двигателями, которые включают следующее.
Первичная стоимость этих двигателей невысока по сравнению с двигателями, работающими на ископаемом топливе, но их номинальная мощность в лошадиных силах одинакова.
Эти двигатели содержат движущиеся части, поэтому срок службы этих двигателей больше.
При надлежащем обслуживании мощность этих двигателей составляет до 30 000 часов. Таким образом, каждый двигатель не требует особого обслуживания.
Эти двигатели чрезвычайно эффективны и обеспечивают автоматическое управление функциями автоматического запуска и останова.
Эти двигатели не используют топливо, потому что они не требуют обслуживания моторным маслом или аккумулятором.
Недостатки электродвигателя
К недостаткам этих электродвигателей можно отнести следующее.
Большие электродвигатели нелегко перемещать, поэтому следует учитывать точное напряжение и ток питания.
В некоторых ситуациях дорогостоящее расширение линии является обязательным для изолированных областей, где нет доступа к электроэнергии.
Обычно эти двигатели работают более эффективно.
Таким образом, все дело в электродвигателе, и его основная функция — преобразование энергии из электрической в механическую.Эти двигатели очень тихие и удобные, в них используется переменный ток или постоянный ток. Эти двигатели доступны везде, где механическое движение может происходить с использованием переменного или постоянного тока. Вот вам вопрос, как сделать электродвигатель?
Что такое электродвигатель? Определение и типы
Определение : Электродвигатель — это электромеханическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Другими словами, устройство, создающее вращающую силу, называется двигателем.Принцип работы электродвигателя в основном зависит от взаимодействия магнитного и электрического поля. Электродвигатели в основном подразделяются на два типа. Это двигатель переменного тока и двигатель постоянного тока. Двигатель переменного тока принимает переменный ток в качестве входа, тогда как двигатель постоянного тока принимает постоянный ток.
Типы электродвигателей
Классификация электродвигателя показана на рисунке ниже.
Двигатель переменного тока
Двигатель переменного тока преобразует переменный ток в механическую энергию.Он подразделяется на три типа; это асинхронный двигатель, синхронный двигатель, линейный двигатель. Подробное описание двигателя приведено ниже.
1. Асинхронный двигатель
Машина, которая никогда не работает с синхронной скоростью, называется асинхронным или асинхронным двигателем. Этот двигатель использует явление электромагнитной индукции для преобразования электроэнергии в механическую. По конструкции ротора различают два типа асинхронных двигателей. А именно асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и асинхронный двигатель с фазной обмоткой.
Ротор с короткозамкнутым ротором — Двигатель, который состоит из ротора с короткозамкнутым ротором, известен как асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Ротор с короткозамкнутым ротором уменьшает гудение и магнитную блокировку ротора.
Ротор с фазовой обмоткой — Этот ротор также известен как ротор с контактным кольцом, а двигатель, использующий этот тип ротора, известен как ротор с фазовой обмоткой.
По фазам асинхронный двигатель подразделяется на два типа.Это однофазный асинхронный двигатель и трехфазный асинхронный двигатель.
Однофазный асинхронный двигатель — Устройство, которое преобразует электрическую мощность однофазного переменного тока в механическую с помощью явления электромагнитной индукции, известно как однофазный асинхронный двигатель.
Трехфазный асинхронный двигатель
T — Двигатель, преобразующий трехфазную электрическую мощность переменного тока в механическую энергию, такой тип двигателя известен как трехфазный асинхронный двигатель.
2. Линейный двигатель
Двигатель, создающий линейную силу вместо силы вращения, известен как линейный двигатель. Этот двигатель имеет развернутые ротор и статор. Такой тип двигателя используется в раздвижных дверях и в приводах.
3. Синхронный двигатель
Машина, которая преобразует переменный ток в механическую энергию с заданной частотой, известна как синхронный двигатель. В синхронном двигателе скорость двигателя синхронизирована с частотой питающего тока.
Синхронная скорость измеряется относительно вращения магнитного поля и зависит от частоты и полюсов двигателя. Синхронный двигатель подразделяется на два типа: реактивный и гистерезисный.
Реактивный двигатель — Двигатель, процесс пуска которого аналогичен асинхронному двигателю и который работает как синхронный двигатель, известен как реактивный двигатель.
Двигатель с гистерезисом — Двигатель с гистерезисом представляет собой тип синхронного двигателя, который имеет равномерный воздушный зазор и не имеет системы возбуждения постоянным током.Крутящий момент в двигателе создается гистерезисом и вихревым током двигателя.
Двигатель постоянного тока
Машина, преобразующая электрическую мощность постоянного тока в механическую, известна как двигатель постоянного тока. Его работа зависит от основного принципа: когда проводник с током помещается в магнитное поле, на него действует сила и возникает крутящий момент. Электродвигатели постоянного тока подразделяются на два типа: электродвигатели с самовозбуждением и электродвигатели с независимым возбуждением.
1. Двигатель с автономным возбуждением
Двигатель, в котором обмотка постоянного тока возбуждается от отдельного источника постоянного тока, называется двигателем постоянного тока с отдельным возбуждением.С помощью отдельного источника обмотка якоря двигателя возбуждается и создает магнитный поток.
2. Двигатель с самовозбуждением
По подключению обмотки возбуждения двигатели постоянного тока с самовозбуждением подразделяются на три типа. Это последовательные, параллельные и комбинированные двигатели постоянного тока.
Шунтирующий двигатель — Двигатель, в котором обмотка возбуждения расположена параллельно якорю, такой тип двигателя известен как параллельный двигатель.
Серия Двигатель — В этом двигателе обмотка возбуждения соединена последовательно с якорем двигателя.
Двигатель с комбинированной обмоткой — Двигатель постоянного тока, который имеет как параллельное, так и последовательное соединение обмотки возбуждения, известен как комбинированный ротор. Двигатели с комбинированной обмоткой подразделяются на двигатели с коротким и длинным шунтом.
Короткий шунтирующий двигатель — Если шунтирующая обмотка возбуждения параллельна только якорю двигателя, а не последовательному полю, то это известно как короткое шунтирующее соединение двигателя.
Длинный шунтирующий электродвигатель — Если шунтирующая обмотка возбуждения параллельна якорю и последовательной обмотке возбуждения, то электродвигатель называется электродвигателем с длинным шунтом.
Помимо вышеупомянутых двигателей, существуют различные другие типы специальных машин, которые имеют дополнительные функции, такие как шаговый двигатель, серводвигатель переменного и постоянного тока и т.
com/embed/1U9FQIflgVI?rel=0&fs=1&wmode=transparent» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
Небольшой вес и размеры, низкая цена и возможность восстановления щеточно-коллекторного механизма делают эти электродвигатели наиболее используемыми в бюджетных моделях, несмотря на то, что он значительно уступает по надежности бесколлекторному, поскольку не исключено искрение, т.е. чрезмерный нагрев подвижных контактов и их быстрый износ при попадании пыли, грязи или влаги.
Они достаточно большие по габаритам, имеют «приличный» вес и высокую цену.
