Электродвигатели это: типы, устройство, принцип работы, параметры, производители

Для чего нужен электродвигатель и чем они отличаются

Что из себя представляет электродвигатель

Говоря техническим языком, электродвигатель является элементом, который преобразует электричество в механическую энергию, что приводит в движение весь механизм. Поэтому двигатель и называют главным составляющим. Давайте же разберемся подробнее, для чего нужен электродвигатель, из чего он состоит и как работает.Первые модели были произведены еще в 19 ст. Но перед этим была четко сформулирована цель – получить механическую энергию для передвижения и других действий с помощью электричества.

Разберемся, из чего состоит электродвигатель. Главными элементами считаются статор – неподвижная часть (корпус) и ротор – подвижная часть механизма. Помимо этого, в состав двигателя входят еще десятки мелких деталей, таких как подшипники, обмотка из медной проволоки и так далее. На этой странице можно посмотреть все электрические характеристики электродвигателей.

Теперь давайте рассмотрим виды электрических двигателей. В основном они классифицируются по типу питания – это двигатели постоянного тока и переменного, и по принципу работы – синхронные и асинхронные. Двигатели постоянного тока так называются, так как работают от различных блоков питания, аккумуляторов и прочих батарей. Переменного, потому что соединяются напрямую с электрической сетью.

Синхронные механизмы имеют обмотки на роторе и подают на них напряжение для работы двигателя. Асинхронные – не имеют данных компонентов. Поэтому скорость вращения будет заметно медленнее, так отсутствует магнитное поле, созданного в статоре.

Как работает и что делает электродвигатель

Когда механизм соединяется с источником питания, на обмотке возникает магнитное поле, которое и вращает ротор в статоре. Это происходит по закону Ампера. Ведь создается отталкивающая сила, способная вращать вал и приводить в движение другие детали. Частота оборотов ротора напрямую зависит от частоты приходящего на витки электричества, а также от количества пар магнитных полюсов. Кстати, название данной разновидности пошло от того факта, что скорость вращения ротора различалась с частотой оборотов магнитного поля, то есть эти показатели были асинхронными.

Синхронные же двигатели немного отличаются строением ротора. В таком типе электродвигателей, ротор играет роль магнита, который и создает поле для вращения. Здесь магнитное поле статора и сам ротор вращаются с одинаковой частотой. Но есть один, очень значимый минус. Чтобы запустить синхронный электродвигатель, нужно воспользоваться помощью асинхронного. Ведь после простого подключения механизма к сети, ничего не произойдет.

К этому недостатку можно прибавить низкую скорость оборотов. К примеру, если взять асинхронный и синхронный двигатели и подключить их к источнику электричества одинакового напряжения, то первый тип будет вращаться заметно быстрее второго.

Где используют электродвигатели

Они имеют множество неоспоримых преимуществ и особенностей, что делают механизм уникальным и незаменимым. В современном мире данный тип двигателя широко используется практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Приобрести электродвигатели можно в каталоге электродвигателей аир.

Применение электрических двигателей начинается от небольших игрушек, и заканчивается большими предприятиями и народными хозяйствами. С помощью этого механизма стало возможно поднимать и передвигать огромные предметы.

Если коротко резюмировать данную статью, то хочется еще раз подчеркнуть значимость таких двигателей в жизни человека. Без них, многие сферы просто не смогли бы нормально функционировать и развиваться. Поэтому нужно тщательно подходить к выбору электродвигателя, ведь его поломка чревата остановкой производства или другого важного процесса, что повлечет за собой материальные и нематериальные убытки. Быстро подобрать необходимый мотор помогут наши специалисты.

 Электродвигатель АИР характеристики

Типы электродвигателей. Какие бывают электродвигатели

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:

1. 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.
2. 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.

Электрический двигатель: виды и характеристики

Одним из наиболее эффективных способов преобразования природных энергий является вращение. Используя его с незапамятных времен, Человечество сумело поставить себе на службу, например, ветер и текущую воду. В середине XIX века, когда был изобретен первый электродвигатель постоянного тока, пришел черед и электричества. О том, что такое электродвигатель и как он работает, пойдет речь в этой статье.

Физическая сущность электродвигателя

Это машина, вал которой вращается в результате взаимодействия постоянных или переменных магнитных полей. Классификация электродвигателей напрямую зависит от типа тока, который течет по его обмоткам. Они бывают:

• постоянными;
• переменными.

Это одно из наиболее эффективных устройств среди всех, которые были созданы за тысячелетия развития цивилизации: КПД электродвигателя достигает 99 процентов. Обладает он и еще одним, чрезвычайно полезным свойством: из потребителя электроэнергии может стать ее производителем.

Двигатели постоянного тока

Майкл Фарадей, английский физик, официальный изобретатель электрической машины постоянного тока, нашел практическое применение эффекту отталкивания одноименных полюсов магнита, который известен даже младшим школьникам. Он выяснил, что если согнутый в виде рамки проводник, по которому течет постоянный ток, поместить магнитное поле, то он стремится  повернуться так, чтобы одноименные полюса совпали.

Вообще-то, гениальный англичанин создавал негальванический источник постоянного тока. Он состоял из неподвижного магнита U-образной формы, между полюсами которого находился край бронзового диска, вращаемого вручную. К поверхности диска прислонен проводник – так, чтобы он мог скользить по ней. Его подключили к плюсовой клемме. Во время вращения диска между плюсовой клеммой и землей измерялась ЭДС величиной в десяток вольт. Одновременно было замечено, что если подать на плюсовую клемму напряжение извне, то диск делал половину оборота самостоятельно. Последовательная же смена полюсов приводила его в движение.

Позже было установлено, что диск можно заменить на несколько витков токопроводящего материала. А чтобы получить непрерывное вращение, в устройство электродвигателя такого типа надо ввести особый элемент – коллектор. Это медное кольцо, разделенное на две половинки диэлектриком. По нему скользят концы питающих проводников, которые назвали щетками. Каждая из половинок этого кольца соединена с обмоткой, являющейся самостоятельным электромагнитом со своим полюсом. В момент поворота коллектора происходит смена полюсов, что и провоцирует непрерывное вращение.

Подвижный элемент двигателя постоянного тока получил название ротора или якоря. А неподвижный – статора. В последующем эту терминологию распространили и на машины переменного тока.

При малых мощностях было достаточно устанавливать постоянный магнит. Однако для ее увеличения необходима его замена на несколько независимых электромагнитов – катушек, подключенных к источнику постоянного тока. Поскольку именно она является причиной вращения ротора и вала двигателя, ее назвали обмоткой возбуждения. Это потребовало увеличить и количество обмоток (полюсов) на якоре и, как следствие, разбить кольцо коллектора не на два, а на гораздо большее количество токопроводящих участков.

Обмотку возбуждения можно подключить и параллельно обмотке якоря, и последовательно с ней. Поэтому электродвигатели постоянного тока бывают двух типов:

1. С параллельным возбуждением. Можно регулировать частоту вращения. Используется для привода станков, требующих постоянства скорости вращения.
2. С последовательным возбуждением. Регулируется момент вращения (мощность). Используется в тяговых приводах.

Достоинством электрических машин этого типа является то, что ими очень просто управлять: для изменения скорости вращения достаточно изменить силу тока в цепи якоря или статора. Реверс электродвигателя осуществляется переключением полюсов питающего напряжения. Кроме того, из них наиболее просто можно сделать генератор, для этого не потребуется никаких конструктивных переделок, все выводы обмоток уже имеются.

К недостаткам стоит отнести большой вес и сложность машины, поскольку требуется устройство обмоток и на статоре, и на роторе. Однако с этим мирятся, поскольку вращающий момент двигателя постоянного тока наиболее высок, как и его КПД. Это объясняется тем, что магнитные потоки вращаются практически синхронно, с очень малым отставанием друг от друга.

Синхронные электрические машины чаще всего используются в качестве тяговых: на транспорте, крановые электродвигатели. Они безразличны к переменным нагрузкам и даже приветствуют реверсирование. Самый мощный электродвигатель постоянного тока приводит в движение атомный ледокол «Арктика».

Двигатели переменного тока

Изменение направления движения заряженных частиц позволяет получить, при соблюдении условия сдвига фаз, вращающееся магнитное поле. На нем основан принцип действия электродвигателя переменного тока. Его конструкция как бы вывернута наизнанку по отношению к машинам постоянного тока: питающее напряжение подается не на коллектор якоря, а на статорную обмотку.

Из-за механической и электрической инерционности якорь трогается с места не сразу, а спустя некоторое время (субъективно оно незаметно) и как бы пытается догнать магнитное поле в статорной обмотке. Рассогласование фаз достигает 18 градусов, поэтому такие электрические машины называются асинхронными, а их КПД ниже (оно не бывает более 85 процентов), чем синхронных.

По типу конструкции якоря асинхронные двигатели бывают двух типов:

1. С короткозамкнутой обмоткой. Она состоит из двух колец и соединяющих их медных проводников. По форме напоминает «беличье колесо». Благодаря простоте применяется наиболее широко, однако в момент начала движения вала провоцирует короткое замыкание, из-за чего пусковые токи выше номинальных в два-три раза.
2. С фазной обмоткой. Три независимых катушки, соединенных звездой, их концы припаяны к сплошным кольцам на конце вала. Используется в электродвигателях большой мощности, когда требуется плавный пуск с минимальным падением напряжения. По мере разгона вала напряжение на якоре снижают.

Машины переменного тока проще и легче, они хорошо выдерживают критические нагрузки на валу, но не лишены недостатков:

• сложно регулировать частоту вращения, для этого надо в цепь питания включать преобразователи частоты;
• лучше всего работают в режиме максимальных нагрузок, в режиме холостого хода снижают КПД;
• зависят от качества питающего напряжения.

Питание асинхронных двигателей

Первые практические опыты применения многофазных токов осуществлялись изобретателем Николой Тесла, он создал генератор с двумя обмотками на статоре, расположенными под углом в 90⁰ друг к другу. Более стабильные результаты по току и напряжению дал генератор трехфазный, который был изобретен русским инженером М.О. Доливо-Добровольским. В нем статорные обмотки сдвинуты на 120⁰.

Сдвиг фаз на 90 или 120 градусов порождает вращающееся магнитное поле без дополнительных конструкторских ухищрений. Если же машину переменного тока надо питать от однофазной сети, то его создают принудительно. Для этого в клеммной коробке трехфазного двигателя шесть выводов обмоток соединяют по схеме «треугольник», а между двумя любыми входными зажимами устанавливают электролитический конденсатор большой мощности, обеспечивающий нужный угол смещения фаз. Изменение скорости вращения невозможно. Для реверсирования необходимо переподключить реактивную нагрузку.

Однофазные двигатели, имеющие две последовательно включенные статорные обмотки, без включения между ними реактивной нагрузки так же не работают. Если при включении двигатель только «мычит», немедленно обесточьте его и проверьте исправность цепи конденсатора, иначе вы рискуете сжечь обмотки большими пусковыми токами. Управление ими невозможно.

Гибридные конструкции

Сложность управления двигателями переменного тока подвигла инженеров-электриков на создание гибридных конструкций. Это так называемые синхронные машины, в которых ротор движется, не отставая от вращающегося магнитного поля.

Трехфазные синхронные машины

Статор состоит из трех обмоток со сдвигом в 120⁰. На них подается трехфазное переменное напряжение. Ротор имеет несколько обмоток, но их концы выведены на токосъемный коллектор, поделенный диэлектрическими прокладками на сектора. Посредством графитовых щеток на него подается постоянное напряжение. Для постоянного магнита суммарный сдвиг фаз в 360⁰ – это тот же ноль. Чтобы вал электродвигателя начал вращаться, его надо подтолкнуть – вручную, механическим (ДВС) или электрическим устройством. После набора номинальных оборотов инициирующее устройство останавливают. В итоге машина питается широко распространенным переменным, но имеет положительные свойства двигателя постоянного тока: стабильность оборотов, высокий КПД и, главное, возможность регулирования частоты вращения в широких пределах.

Однофазные синхронные машины

Это так называемый универсальный коллекторный двигатель. По факту – та же машина постоянного тока, но питающаяся от бытовой сети переменного. Две статорных обмотки включены последовательно с якорем посредством графитовых щеток, поэтому полюса меняются одновременно и вращающий момент не меняет направления. Двигатель подключается к бытовой сети напрямую, не вызывает падения напряжения при запуске и не требует времени на разгон для достижения номинальной мощности. Он обладает мягкой нагрузочной характеристикой, поддается регулировке и по частоте, и направлению вращения. Используется в ручном электрифицированном рабочем инструменте, стиральных машинах.

Нагрузочное поведение электродвигателей

Номинальная мощность электродвигателя обычно указывается на шильдике, прикрепленном к его корпусу. Однако нагрузочное поведение машин постоянного и переменного тока существенно разнится. Так же, как и способ достижения паспортных значений этого параметра.

Двигатели постоянного тока номинальные обороты набирают плавно. Величина вращающего момента на их валу зависит, прежде всего, от напряженности магнитного поля. Поэтому для повышения отдачи увеличивают количество витков в катушках статора и ротора. Кроме того, регулировать частоту вращения можно, изменяя величину напряжения или тока в обмотке возбуждения.

Асинхронные машины переменного тока выходят на номинальные обороты резко, нередко за доли секунды, и стараются держаться на них независимо от уровня нагрузки, увеличивая силу тока в обмотках. Быстроходные, развивающие большое количество оборотов, используются в малонагруженных, но производительных приводах. Количество витков в обмотках у них большое, а сечение провода невелико, поэтому из-за большого удельного сопротивления по нему течет ток малой силы. Катушки же тихоходных, тяговых, наматываются проводом большого сечения, по которым течет ток большой силы.

Знание того, как работает электродвигатель, поможет вам сделать правильный выбор при создании приводов различного назначения. Однако и простое знакомство с устройством, коэффициент полезного действия которого близок к ста процентам, будет весьма полезным для общего развития.

Типы электродвигателей — Однофазные электродвигатели , электродвигатели постоянного тока, асинхронные двигатели

Электродвигатель – это электрическая машина, служащая для преобразования электрической энергии в механическую энергию. Электродвигатель работает на основе  принципа электромагнитной индукции.

Двигатели разделяются на:

• Электродвигатели постоянного тока
• Электродвигатели переменного тока

Различают следующие виды электродвигателей:

 

Со всеми типами электродвигателей вы можете познакомиться на информационном портале по электродвигателям electrodvigatel.com. Здесь вы найдете преимущества и недостатки, того или иного электродвигателя, полный список производителей электродвигателей, а также сможете узнать стоимость на электродвигатели.

Виды электродвигателей

Стоимость электродвигателя в основном зависит от следующих параметров:

• Габарит (высота оси вращения)
• Мощность
• Климатическое исполнение

Стоит отметить, что с увеличением габарита электродвигателя усложняется технология изготовления электрических машин, уменьшается серийность выпуска и, соответственно, меняется экономика и ценообразование двигателей. Чем больше габарит двигателя – тем меньше производителей на рынке.

Условное обозначение электродвигателей

1 – тип электродвигателя:
общепромышленные электродвигатели:
АИ — обозначение серии общепромышленных электродвигателей
Р, С (АИР и АИС) — вариант привязки мощности к установочным размерам, т.е.
АИР (А, 5А, 4А, АД) — электродвигатели, изготавливаемые по ГОСТ
АИС (6А, IMM, RA) — электродвигатели, изготавливаемые по евростандарту DIN (CENELEC)
взрывозащищенные электродвигатели: ВА, АВ, АИМ, АИМР, 2В, 3В и др

2 — электрические модификации:




























Электрические модификации	Определение
М	модернизированный электродвигатель: 5АМ
Н	электродвигатель защищенного исполнения с самовентиляцией: 5АН
Ф	электродвигатель защищенного исполнения с принудительным охлаждением: 5АФ
К	электродвигатель с фазным ротором: 5АНК
С	электродвигатель с повышенным скольжением: АС, 4АС  и др.
Е	однофазный электродвигатель 220V: АДМЕ, 5АЕУ
В	встраиваемый электродвигатель: АИРВ 100S2
П	электродвигатель для привода осевых вентиляторов в птицеводческих хозяйствах и т. д.

3 — габарит электродвигателя (высота оси вращения):
габарит электродвигателя равен расстоянию от низа лап до центра вала в миллиметрах 
50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450 и выше

4 — длина сердечника и/или длина станины:













Длина сердечника	Определение
А, В, С	длина сердечника (первая длина, вторая длина, третья длина)
XK, X, YK, Y	длина сердечника статора высоковольтных двигателей
S, L, М	установочные размеры по длине станины

 

5 — количество полюсов электродвигателя:
2, 4, 6, 8, 10, 12, 4/2, 6/4, 8/4, 8/6, 12/4, 12/6, 6/4/2, 8/4/2, 8/6/4, 12/8/6/4 и др.

6 — конструктивные модификации электродвигателя:































Модификации электродвигателя	Определение
Л	электродвигатель для привода лифтов: 5АФ 200 МА4/24 НЛБ УХЛ4
Е	электродвигатель с встроенным электромагнитным тормозом и ручкой расторможения: АИР 100L6 Е2 У3
Е2	со встроенным датчиком температурной защиты: АИР 180М4 БУ3
Б	со встроенным датчиком температурной защиты: АИР 180М4 БУ3
Ж	электродвигатель со специальным выходным концом вала для моноблочных насосов: АИР 80В2 ЖУ2
П	электродвигатель повышенной точности по установочным размерам: АИР 180М4 ПУ3
Р3	электродвигатель для мотор-редукторов: АИР 100L6 Р3
С	электродвигатель для станков-качалок: АИР 180М8 СНБУ1
Н	электродвигатель малошумного исполнения: 5АФ 200 МА4/24 НЛБ УХЛ4

7 — климатическое исполнение электродвигателя:



















Категория размещения	Определение
У	умеренного климатического исполнения
Т	тропического исполнения
УХЛ	умеренно холодного климата
ХЛ	холодного климата
ОМ	для судов морского и речного флота

8 — категория размещения: 



















Категория размещения	Определение
1	на открытом воздухе
2	на улице под навесом
3	в помещении
4	в помещении с искусственно регулируемыми климатическими условиями
5	в помещении с повышенной влажностью

9 — степень защиты электродвигателя:
первая цифра: защита от твердых объектов

  вторая цифра: защита от жидкостей






















Степень защиты IP	Определение первой цифры  — защита от твердых объектов	Определение второй цифры  — защита от жидкостей
0	без защиты	без защиты
1	защита от твердых объектов размерами свыше 50мм (например, от случайного касания руками)	защита от вертикально падающей воды (конденсация)
2	защита от твердых объектов размерами свыше 12 мм (например, от случайного касания пальцами)	защита от воды, пдпющей под углом 15º к вертикали
3	защита от твердых объектов размерами свыше 2,5 мм (например, инструментов, проводов)	защита от воды, падающей под углом 60º к вертикали
4	защита от твердых объектов размерами свыше 1мм (например, тонкой проволоки)	защита от водяных брызг со всех сторон
5	защита от пыли (без осаждения опасных материалов)	защита от водяных струй со всех сторон

10 – мощность электродвигателя

11 – обороты электродвигателя

12 — Монтажное исполнение электродвигателя

Двигатели переменного тока

            Двигатели переменного тока подразделяются на две группы: асинхронные и синхронные. Синхронные двигатели в свою очередь делятся на основные исполнения групп двигателей:

• общепромышленное
• специальное (крановые, для дробилок, лифтовые и другие)
• взрывозащищенное. Дальнейшее подразделение — для химической отрасли и рудничные, рудничные специальные.

Асинхронными двигателями (АД) называют машины переменного тока, в которых основное магнитное поле создается переменным током и частота вращения ротора, не связанная жестко с частотой тока в обмотке статора, меняется с нагрузкой. Наибольшее применение получили бесколлекторные асинхронные машины, используемые главным образом в качестве электродвигателей. Значительно реже применяются коллекторные асинхронные электродвигатели — более дорогие и менее надежные в эксплуатации, чем бесколлекторные.

По количеству фаз двигатели переменного тока подразделяются:

Асинхронные двигатели наиболее распространены в настоящее время, чем другие виды электродвигателей.

Синхронные и асинхронные машины переменного тока обладают свойством обратимости — они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Электродвигатель переменного тока | Техника и человек

Электрические двигатели давно и прочно заняли лидирующие позиции среди силовых агрегатов различного типа оборудования. Их можно найти в автомобиле и в пылесосе, в сложнейших станках и в обычных детских игрушках. Они есть практически везде, хотя и отличаются между собой типом, строением и рабочими характеристиками.

Электродвигатели – это силовые агрегаты, способные превращать электрическую энергию в механическую. Различают два их основных вида: двигатели переменного и постоянного тока. Разница между ними, как понятно из названия, заключается в типе питающего тока. В данной статье речь пойдет о первом виде – электродвигателе переменного тока

Устройство и принцип работы

Основная движущая сила любого электрического двигателя – электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция, если описать ее в двух словах – это появление силы тока в проводнике, помещенном в переменное магнитное поле. Источником переменного магнитного поля является неподвижный корпус двигателя с размещенными на нем обмотками – статор, подключенный к источнику переменного тока. В нем расположен подвижный элемент – ротор, в котором и возникает ток. По закону Ампера на заряженный проводник, помещенный в магнитное поле, начинает действовать электродвижущая сила – ЭДС, которая вращает вал ротора. Таким образом, электрическая энергия, которая подается на статор, превращается в механическую энергию ротора. К вращающемуся валу можно подключать различные механизмы, выполняющие полезную работу.

Электродвигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные. Разница между ними в том, что в первых ротор и магнитное поле статора вращаются с одной скоростью, а во вторых ротор вращается медленнее, чем магнитное поле. Отличаются они и по устройству, и по принципу работы.

Асинхронный двигатель

Устройство асинхронного двигателя

На статоре асинхронного двигателя закреплены обмотки, создающие переменное вращающееся магнитное поле, концы которой выводятся на клеммную коробку. Поскольку при работе двигатель нагревается, на его валу устанавливается вентилятор системы охлаждения.

Ротор асинхронного двигателя выполнен с валом как одно целое. Он представляет собой металлические стержни, замкнутые между собой с двух сторон, из-за чего такой ротор еще именуется короткозамкнутым. Своим видом он напоминает клетку, поэтому его часто называют «беличьим колесом» Более медленное вращение ротора в сравнении с вращением магнитного поля – результат потери мощности при трении подшипников. Кстати, если бы не было этой разницы в скорости, ЭДС бы не возникала, а без нее не было бы и тока в роторе и самого вращения.

Магнитное поле вращается за счет постоянной смены полюсов. При этом соответственно меняется направление тока в обмотках. Скорость вращения вала асинхронного двигателя зависит от числа полюсов магнитного поля.

Синхронный двигатель

Устройство синхронного двигателя

Устройство синхронного электродвигателя немного отличается. Как понятно из названия, в этом двигателе ротор вращается с одной скоростью с магнитным полем. Он состоит из корпуса с закрепленными на нем обмотками и ротора или якоря, снабженного такими же обмотками. Концы обмоток выводятся и закрепляются на коллекторе. На коллектор или токосъемное кольцо подается напряжение посредством графитовых щеток. При этом концы обмоток размещены таким образом, что одновременно напряжение может подаваться только на одну пару.

В отличие от асинхронных на ротор синхронных двигателей напряжение подается щетками, заряжая его обмотки, а не индуцируется переменным магнитным полем. Направление тока в обмотках ротора меняется параллельно с изменением направления магнитного поля, поэтому выходной вал всегда вращается в одну сторону. Синхронные электродвигатели позволяют регулировать скорость вращения вала путем изменения значения напряжения. На практике для этого обычно используются реостаты.

Краткая история создания

Впервые возможность превратить электричество в механическую энергию открыл британский ученый М.Фарадей еще в 1821 году. Его опыт с проводом, помещенным в ванну с ртутью, оснащенной магнитом, показал, что при подключении провода к источнику электроэнергии он начинает вращаться. Этот нехитрый опыт наверняка многие помнят по школе, правда, ртуть там заменяется безопасным рассолом. Следующим шагом в изучении этого феномена было создание униполярного двигателя – колеса Барлоу. Никакого полезного применения он так и не нашел, зато наглядно демонстрировал поведение заряженного проводника в магнитном поле.

На заре истории электродвигателей ученые пытались создать модель с сердечником, двигающимся в магнитном поле не по кругу, а возвратно-поступательно. Такой вариант был предложен, как альтернатива поршневым двигателям. Электродвигатель в привычном для нас виде впервые был создан в 1834 году русским ученым Б.С. Якоби. Именно он предложил идею использования вращающегося в магнитном поле якоря, и даже создал первый рабочий образец.

Первый асинхронный двигатель, в основе работы которого заложено вращающееся магнитное поле, появился в 1870 году. Авторами эффекта вращающегося магнитного поля независимо друг от друга стали два ученых: Г.Феррарис и Н. Тесла. Последнему принадлежит также идея создания бесколлекторного электродвигателя. По его чертежам были построены несколько электростанций с применением двухфазных двигателей переменного тока. Следующей более удачной разработкой оказался трехфазный двигатель, предложенный М.О. Доливо-Добровольским. Его первая действующая модель была запущена в 1888 году, после чего последовал ряд более совершенных двигателей. Этот русский ученый не только описал принцип действия трехфазного электродвигателя, но и изучал различные типы соединений фаз (треугольник и звезда), возможность использование разных напряжений тока. Именно он изобрел пусковые реостаты, трехфазные трансформаторы, разработал схемы подключения двигателей и генераторов.

Особенности электродвигателя переменного тока, его достоинства и недостатки

На сегодня электродвигатели являются одними из самых распространенных видов силовых установок, и тому есть немало причин. У них высокий КПД порядка 90%, а иногда и выше, довольно низкая себестоимость и простая конструкция, они не выделяют вредных веществ в процессе эксплуатации, дают возможность плавно менять скорость во время работы без использования дополнительных механизмов типа коробки передач, надежны и долговечны.

Среди недостатков всех типов электромоторов — отсутствие высокоемкостного аккумулятора электроэнергии для автономной работы.

Основное отличие электродвигателя переменного тока от его ближайшего родственника – электродвигателя постоянного тока – заключается в том, что первый питается переменным током. Если сравнивать их функциональные возможности, первый менее мощный, у него сложно регулировать скорость в широком диапазоне, он имеет меньший КПД.

Если же сравнивать асинхронный и синхронный электродвигатель переменного тока, то первый имеет более простую конструкцию и лишен «слабого звена» — графитовых щеток. Именно они обычно первыми выходят из строя при поломке синхронных двигателей. Вместе с тем, у него сложно получить и регулировать постоянную скорость, которая зависит от нагрузки. Синхронные двигатели позволяют регулировать скорость вращения с помощью реостатов.

Сфера применения

Электродвигатели переменного тока широко используются практически во всех сферах. Ими оснащаются электростанции, их используют в автомобиле- и машиностроении, есть они и в домашней бытовой технике. Простота их конструкции, надежность, долговечность и высокий показатель КПД делает их практически универсальными.

Асинхронные двигатели нашли применение в приводных системах различных станков, машин, центрифуг, вентиляторов, компрессоров, а также бытовых приборов. Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее распространенными и востребованными. Синхронные двигатели используются не только в качестве силовых агрегатов, но и генераторов, а также для привода крупных установок, где важно контролировать скорость.

Схема подключения электродвигателя к сети

Электродвигатели переменного тока бывают трех и однофазные.
Асинхронные однофазные двигатели имеют на корпусе 2 вывода и подключить их к сети не составляет трудности. Т.к. вся бытовая электрическая сеть в основном однофазная 220В и имеет 2 провода — фаза и ноль. С синхронными все намного интереснее, их тоже можно подключить с помощью 2 проводов, достаточно обмотки ротора и статора соединить. Но соединять их нужно так, чтобы обмотки однополюсного намагничивания ротора и статора располагались напротив друг друга.
Сложности представляют двигатели для 3ех фазной сети. Ну во-первых у таких двигателей в основном в клеммной коробке 6 выводов и это означает что обмотки двигателя нужно подключать самому, а во-вторых их обмотки можно подключать разными способами — по типу «звезда» и «треугольник». Ниже приведен рисунок соединения клем в клеммной коробке, в зависимости от типа соединения обмоток.

Подключение одного и того же электродвигателя разным способом в одну и туже электрическую сеть приведет к потреблению разной мощности. При этом не правильное подключение электродвигателя, может привести к расплавлению обмоток статора.

Обычно асинхронные двигатели предназначены для включения в трехфазную сеть на два разных напряжения, отличающиеся в  раз.  Например, двигатель рассчитан для включения в сеть на напряжения 380/660 В. Если в сети линейное напряжение 660 В, то обмотку статора следует соединить звездой, а если 380 В, то треугольником. В обоих случаях напряжение на обмотке каждой фазы будет 380 В. Выводы обмоток фаз располагают на панели таким образом, чтобы соединения обмоток фаз было удобно выполнять посредством перемычек, без перекрещивания последних. В некоторых двигателях небольшой мощности в коробке выводов имеется лишь три зажима. В этом случае двигатель может быть включен в сеть на одно напряжение (соединение обмотки статора такого двигателя звездой или треугольником выполнено внутри двигателя).

 

Принципиальная схема включения в трехфазную сеть асинхронного двигателя с фазным ротором показана на рисунке. Обмотка ротора этого двигате­ля соединена с пусковым реостатом ЯР, создающим в цепи рото­ра добавочное сопротивление Rдобав.

Новые электродвигатели и приложения — Время электроники

Применение конструкций с постоянными магнитами с осевым, поперечным и радиальным потоками позволяет оптимизировать крутящий момент, мощность, эффективность, размер, вес и другие эксплуатационные параметры электродвигателей. В статье сделан обзор современных электродвигателей разного типа.

В настоящее время перед разработчиками электродвигателей стоит задача оптимизации крутящего момента двигателя/генератора, эффективности, размеров веса и других эксплуатационных параметров. На практике условия конкретных приложений диктуют, какие именно характеристики электродвигателей должны быть оптимизированы. Режимы работы практически всех двигателей могут быть разделены на три группы: с постоянной скоростью, с переменной скоростью или в режиме старт-стоп. Растущие требования к эффективности по мощности ведут к применению электронных приводов, обеспечивающих переменную скорость вращения двигателей, что позволяет увеличивать эффективность в более широком диапазоне по сравнению с режимами с постоянной скоростью. При разработке систем перемещения, где необходима высокая точность позиционирования, требуются, как правило, двигатели с высокими пиковыми значениями крутящих моментов, равномерной скоростью и плавным снижением момента при остановке. Силовые и управляющие электронные устройства обеспечивают контроль за перемещением и всей мехатронной системой, состоящей из двигателя, его привода и управляющих элементов.
Существует пять основных типов электродвигателей: универсальный щеточный электродвигатель постоянного тока, индукционный электродвигатель переменного тока, бесщеточный синхронный электродвигатель с электронным управлением, синхронный электродвигатель с постоянным магнитом (PM) и, наконец, — универсальный электродвигатель с двумя обмотками, который может управляться как постоянным, так и переменным входными напряжениями. Недостатком последнего электродвигателя является низкая эффективность по мощности. Щеточные электродвигатели постоянного тока с двумя обмотками и постоянным магнитом имеют ограниченный срок службы из-за механической коммутационной системы.
В новых технологических разработках используются в основном индукционные электродвигатели, двигатели с переменным или переключаемым магнитным сопротивлением и бесщеточные синхронные электродвигатели с постоянным магнитом. Иногда появляются разработки, в которых скомбинированы эти три технологии.

Двигатель с постоянным магнитом

Электродвигатели с постоянным магнитом характеризуются самой высокой эффективностью по мощности и являются лидерами среди широкого круга современных двигателей. Бесщеточные синхронные электродвигатели с постоянным магнитом (PMSM) имеют несколько названий: бесщеточный электродигатель постоянного тока, бесщеточный PMAC-электродвигатель, а также электродвигатель с электронным управлением (ECM).
В настоящее время в PMSM, используемых в широком диапазоне приложений, магниты располагаются на цилиндрической поверхности ротора. Последние тенденции развития сервосистем позиционирования заключаются в создании IPM-конфигураций с внутренними и скрытыми в цилиндрических перекладинах постоянными магнитами. Такие конфигурации позволяют увеличивать крутящий момент или снижать размеры и вес различных прецизионных систем позиционирования. Сервоприводы данного типа  находят применение в станках, роботах и различных полупроводниковых устройствах.

Электродвигатели с аксиальным магнитным потоком

Транспортная индустрия (мопеды, скутеры, мотоциклы и автомобили) являются целевой аудиторией PMSM-технологии. Два замечательных примера систем с новым расположением магнитов — это PMSM с аксиальным и поперечным потоками. Показанный на рисунке 1 PMSM с аксиальным потоком имеет уникальную дисковую форму, позволяющую получить больший крутящий момент, чем традиционные PMSM цилиндрической формы с радиальным потоком. Такая уникальная конфигурация позволяет разместить электродвигатель в центре рулевого колеса практически любого транспортного средства. Электродвигатели с аксиальным потоком обеспечивают большой крутящий момент и низкую осевую скорость, что во многих приложениях устраняет необходимость применения дорогостоящих редукторов. Возрождающийся интерес к гибридным или электрическим транспортным средствам благоприятствует стремлению разработчиков применять электродвигатели с аксиальным потоком.
Существуют две основных конфигурации для создания аксиального потока: внутренний PM-ротор между двумя обмотками статора и тор с двумя роторами вокруг неподвижного статора. Конфигурация с внутренним PM-ротором является наиболее популярной.

 

а)	б)
Рис. 1. Электрическая машина с внутренним ротором и аксиальным потоком (а) и с аксиальным потоком тороидальной формы (б)

Транспортные компании поддерживают исследования, проводимые в университетах по всему миру, направленные на оценку, разработку и использование электродвигателей этого типа. Китайские компании выпускают большое количество электродвигателей с аксиальным потоком для мопедов. Правда, многие молодые компании не смогли пережить недавний кризис, но тем не менее, KLD Energy Technologies, Austin, TX, предлагают производителям скутеров 5-кВт модель такого типа. Компании YASA Motors, Abington, UK разработали электродвигатели с аксиальным потоком для более крупных транспортных средств с беспазовым (slotless) статором. Эти электродвигатели производят более 60 Нм при 3600 об/мин (25 кВт) и имеют пиковую эффективность по мощности 96%. Практически все двигатели с аксиальным потоком используют сверхмощные постоянные магниты из неодим-ферробора.
Более уникальную конфигурацию PMSM с аксиальным потоком предлагает компания NovaTorque. Осевая длина ее PMSM больше радиального диаметра. Ротор двигателя NovaTorque содержит конические втулки, состоящие из ферритовых магнитов, встроенных в IPM-конфигурации в магнитно-мягкий материал. Такая конфигурация вкупе с недорогими  ферритовыми магнитами позволяет достичь характеристик, превышающих аналогичные параметры, получаемые при использовании магнитов из редкоземельных материалов (ниодима). Втулки размещаются на каждом конце ротора, поэтому магнитный поток протекает прямо (параллельно оси) через аксиально ориентированные полюса статора. Поверхности конических втулок ротора формируют большую площадь воздушного зазора, что позволяет улучшить крутящий момент.
Первый электродвигатель такого типа — PremiumPlus+ компании Nova-Torque — PMSM-элек­тро­дви­гатель с ак­сиальным потоком мощностью 3 л.с.— развивает 18 Нм при 1800 об/мин. NovaTorque фокусирует свое внимание на вентиляторах, насосах и компрессорах, используемых в системах нагрева, вентиляции, кондиционирования и охлаждения (HVACR).

Двигатели с поперечным потоком

Двигатели с поперечным потоком (см. рис. 2) имеют сложную магнитную схему. Если для двигателей с радиальным и аксиальным потоками можно построить двумерную модель либо методом анализа конечного элемента (FEA), либо другими прямыми математическими методами, то для электродвигателей с поперечным потоком требуется трехмерное (3D) моделирование методом FEA, поскольку трехмерными являются их магнитные схемы.

 

Рис. 2. Двигатели с поперечным потоком

В таких двигателях U-образные магнитные элементы расположены вокруг обмотки статора кольцевой формы. Электродвигатели с поперечным потоком были изобретены еще в 1896 г., но разработка приложений, где востребованы их улучшенные характеристики, задерживалась из-за сложной структуры и высокой стоимости. Появление магнитов из ниодима и мягких магнитных композитных материалов позволило швейцарской компании Landert Motoren разработать небольшие электродвигатели с поперечным потоком серии MDD1 с номинальным крутящим моментом 3,3…10 Нм при 300 об/мин (100…300 Вт). Такие двигатели могут быть использованы во вращающихся столах и других промышленных приложениях.
Компания Electric ResearchInstitute (Южная Корея) выпускает электродвигатели с поперечным потоком уже более 10 лет. Причем в этой компании разработаны версии как для линейного, так и для вращательного движения. Эти транспортные системы способны достигать 1120 фунт-сила (5000 Н). Электродвигатели с поперечным потоком могут развивать очень высокий крутящий момент и плотность мощности, но отличаются довольно высокой стоимостью. В настоящее время их применение ограничено специальными приложениями.

Гибридные цилиндрические электродвигатели

Цилиндрические электродвигатели с радиальным потоком — это тоже перспективное направление разработок. Здесь используются сразу две технологии двигателей: двигатели с постоянным магнитом (PM) и переменным магнитным сопротивлением (VR) и индукционные двигатели переменного тока с постоянным магнитом (PM). Лучший пример такого объединения продемонстрировала компания QM Power. Новая технология QM Power — ParallelPath Magnetic Technology (PPMT) — объединяет VR- и PM-технологии. Два магнитных потока протекают по одним и тем же магнитным элементам электродвигателя: один поток формируется двумя PM, а другой — VR-обмоткой ротора-статора. Магнитная сила может быть увеличена в три раза, что приводит к росту плотности мощности на 30% и аналогичному возрастанию пиковой эффективности, как утверждает QM Power. Диапазон мощности составляет от 100 Вт до сотен кВт.
PPMT предназначены для работы в приложениях как с постоянной, так и с переменной скоростью вращения, включая тяговые приводы. PPMT характеризуются высокой эффективностью по мощности при высоких нагрузках. Они демонстрируют очень хорошие характеристики при использовании ферритовых магнитов.
Другой пример гибридных двигателей — линейный индукционный двигатель переменного тока, объединяющий короткозамкнутый ротор и PM-магнит (обычно ферритовый), что позволяет значительно улучшить эффективность электродвигателя. Компания Lafert Corp. (Италия) выпускает семейство промышленных и коммерческих линейных PPMT-двигателей переменного тока мощностью 1…15 кВт с увеличенной пиковой эффективностью на 5–8%.

Электродвигатель — части двигателя, работа электродвигателя и применение

• • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
  • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
    • BNAT
    • Классы
      • Класс 1–3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
      • Класс 110003 CBSE
        • Книги NCERT
          • Книги NCERT для класса 5
          • Книги NCERT, класс 6
          • Книги NCERT для класса 7
          • Книги NCERT для класса 8
          • Книги NCERT для класса 9
          • Книги NCERT для класса 10
          • NCERT Книги для класса 11
          • NCERT Книги для класса 12
        • NCERT Exemplar
          • NCERT Exemplar Class 8
          • NCERT Exemplar Class 9
          • NCERT Exemplar Class 10
          • NCERT Exemplar Class 11

          9plar

          • RS Aggarwal
            • RS Aggarwal Решения класса 12
            • RS Aggarwal Class 11 Solutions
            • RS Aggarwal Решения класса 10
            • Решения RS Aggarwal класса 9
            • Решения RS Aggarwal класса 8
            • Решения RS Aggarwal класса 7
            • Решения RS Aggarwal класса 6
          • RD Sharma
            • RD Sharma Class 6 Решения
            • RD Sharma Class 7 Решения
            • Решения RD Sharma Class 8
            • Решения RD Sharma Class 9
            • Решения RD Sharma Class 10
            • Решения RD Sharma Class 11
            • Решения RD Sharma Class 12
          • PHYSICS
            • Механика
            • Оптика
            • Термодинамика
            • Электромагнетизм
          • ХИМИЯ
            • Органическая химия
            • Неорганическая химия
            • Таблица Менделеева
          • MATHS
            • Статистика
            • 9000 Pro Числа
            • Числа
            • Число чисел Тр Игонометрические функции
            • Взаимосвязи и функции
            • Последовательности и серии
            • Таблицы умножения
            • Детерминанты и матрицы
            • Прибыль и убыток
            • Полиномиальные уравнения
            • Разделение фракций
          • Microology
      • FORMULAS
        • Математические формулы
        • Алгебраные формулы
        • Тригонометрические формулы
        • Геометрические формулы
      • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
        • Математические калькуляторы

        0003000

        • 000
        • 000 Калькуляторы по химии
        • 000
        • 000
        • 000 Образцы документов для класса 6
        • Образцы документов CBSE для класса 7
        • Образцы документов CBSE для класса 8
        • Образцы документов CBSE для класса 9
        • Образцы документов CBSE для класса 10
        • Образцы документов CBSE для класса 1 1
        • Образцы документов CBSE для класса 12
      • Вопросники предыдущего года CBSE
        • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
        • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
      • HC Verma Solutions
        • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
        • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
      • Решения Лакмира Сингха
        • Решения Лахмира Сингха класса 9
        • Решения Лахмира Сингха класса 10
        • Решения Лакмира Сингха класса 8

      9000 Класс

      9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE

    • Примечания CBSE класса 7

    Примечания

    • Примечания CBSE класса 8
    • Примечания CBSE класса 9
    • Примечания CBSE класса 10
    • Примечания CBSE класса 11
    • Примечания 12 CBSE
  • Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
  • CBSE Примечания к редакции класса 10
  • CBSE Примечания к редакции класса 11
  • Примечания к редакции класса 12 CBSE
• Дополнительные вопросы CBSE
  • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
  • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
  • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
  • Дополнительные вопросы по науке
  • CBSE Вопросы
  • CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
  • CBSE Class 10 Science Extra questions
• CBSE Class
  • Class 3
  • Class 4
  • Class 5
  • Class 6
  • Class 7
  • Class 8 Класс 9
  • Класс 10
  • Класс 11
  • Класс 12
• Учебные решения
1. Решения NCERT
   • Решения NCERT для класса 11
     • Решения NCERT для класса 11 по физике
     • Решения NCERT для класса 11 Химия
     • Решения NCERT для биологии класса 11
     • Решение NCERT s Для класса 11 по математике
     • NCERT Solutions Class 11 Accountancy
     • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
     • NCERT Solutions Class 11 Economics
     • NCERT Solutions Class 11 Statistics
     • NCERT Solutions Class 11 Commerce
   • NCERT Solutions for Class 12
     • Решения NCERT для физики класса 12
     • Решения NCERT для химии класса 12
     • Решения NCERT для биологии класса 12
     • Решения NCERT для математики класса 12
     • Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия
     • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
     • NCERT Solutions Class 12 Economics
     • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
     • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
     • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
     • NCERT Solutions Class 12 Commerce
     • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
   • NCERT Solut Ионы Для класса 4
     • Решения NCERT для математики класса 4
     • Решения NCERT для класса 4 EVS
   • Решения NCERT для класса 5
     • Решения NCERT для математики класса 5
     • Решения NCERT для класса 5 EVS
   • Решения NCERT для класса 6
     • Решения NCERT для математики класса 6
     • Решения NCERT для науки класса 6
     • Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
     • Решения NCERT для класса 6 Английский язык
   • Решения NCERT для класса 7
     • Решения NCERT для математики класса 7
     • Решения NCERT для науки класса 7
     • Решения NCERT для социальных наук класса 7
     • Решения NCERT для класса 7 Английский язык
   • Решения NCERT для класса 8
     • Решения NCERT для математики класса 8
     • Решения NCERT для науки 8 класса
     • Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
     • Решения NCERT для класса 8 Английский
   • Решения NCERT для класса 9
     • Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
   • Решения NCERT для математики класса 9
     • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
     • Решения NCERT для математики класса 9, глава 2

     Решения NCERT

     • для математики класса 9, глава 3
     • Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
     • Решения NCERT для математики класса 9, глава 5

     Решения NCERT

     • для математики класса 9, глава 6
     • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 7

     Решения NCERT

     • для математики класса 9 Глава 8
     • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
     • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 10

     Решения NCERT

     • для математики класса 9 Глава 11

     Решения

     • NCERT для математики класса 9 Глава 12

     Решения NCERT

     • для математики класса 9 Глава 13
     • NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
     • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
   • Решения NCERT для науки класса 9
     • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
     • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
     • Решения NCERT для науки класса 9, глава 3
     • Решения NCERT для науки класса 9, глава 4
     • Решения NCERT для науки класса 9, глава 5
     • Решения NCERT для класса 9

Электродвигатель

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию .

Большинство электродвигателей работают за счет взаимодействия магнитных полей и проводников с током для создания силы. Обратный процесс, производящий электрическую энергию из механической энергии, осуществляется генераторами, такими как генератор переменного тока или динамо-машина; некоторые электродвигатели могут также использоваться в качестве генераторов, например, тяговый двигатель на транспортном средстве может выполнять обе задачи. Электродвигатели и генераторы обычно называют электрическими машинами.

Электродвигатели

используются в самых разных областях, таких как промышленные вентиляторы, нагнетатели и насосы, станки, бытовая техника, электроинструменты и дисководы.Они могут питаться от постоянного тока, например, . , портативное устройство или автомобиль с батарейным питанием, или переменным током от центральной распределительной сети или инвертора. Самые маленькие моторы можно найти в наручных электрических часах. Двигатели среднего размера с строго стандартизованными размерами и характеристиками обеспечивают удобную механическую мощность для промышленного использования. Самые большие электродвигатели используются для приведения в движение судов, трубопроводных компрессоров и водяных насосов мощностью в миллионы ватт.Электродвигатели можно классифицировать по источнику электроэнергии, по их внутренней конструкции, по их применению или по типу движения, которое они создают.

Физический принцип производства механической силы за счет взаимодействия электрического тока и магнитного поля был известен еще в 1821 году. Электродвигатели с повышенным КПД создавались на протяжении всего 19 века, но требовалось коммерческое использование электродвигателей в больших масштабах. эффективные электрические генераторы и электрические распределительные сети.

Некоторые устройства преобразуют электричество в движение, но не генерируют полезную механическую энергию в качестве основной цели и поэтому обычно не называются электродвигателями. Например, магнитные соленоиды и громкоговорители обычно описываются как приводы и преобразователи, ^[1] соответственно, а не двигатели. Некоторые электродвигатели используются для создания крутящего момента или силы. ^[2]

История и развитие

Электромагнитный эксперимент Фарадея, 1821 ^[3]

Преобразование электрической энергии в механическую с помощью электромагнитных средств было продемонстрировано британским ученым Майклом Фарадеем в 1821 году.Свободно висящий провод погружали в ванну с ртутью, на которую помещали постоянный магнит. Когда через провод пропускался ток, он вращался вокруг магнита, показывая, что ток порождал близкое круговое магнитное поле вокруг провода. ^[4] Этот двигатель часто демонстрируется на школьных уроках физики, но вместо токсичной ртути иногда используется рассол (соленая вода). Это простейшая форма класса устройств, называемых униполярными двигателями. Более поздняя доработка — колесо Барлоу.Это были только демонстрационные устройства, непригодные для практического применения из-за своей примитивной конструкции. ^{[ необходима ссылка ]}

«Электромагнитный ротор» Джедлика, 1827 г. (Музей прикладного искусства, Будапешт. Исторический двигатель отлично работает и сегодня. ^[5] )

В 1827 году венгерский физик Аньош Йедлик начал экспериментировать с устройствами, которые он назвал «электромагнитными самовращающимися роторами». Хотя они использовались только в учебных целях, в 1828 году Йедлик продемонстрировал первое устройство, содержащее три основных компонента практических двигателей постоянного тока: статор, ротор и коммутатор.В устройстве не использовались постоянные магниты, так как магнитные поля как стационарных, так и вращающихся компонентов создавались исключительно токами, протекающими через их обмотки. ^{[6] [7] [8] [9] [10] [11]}

Первые электродвигатели

Первый электродвигатель постоянного тока коммутаторного типа, способный вращать механизмы, был изобретен британским ученым Уильямом Стердженом в 1832 году. ^[12] Следуя работе Стерджена, электродвигатель постоянного тока коммутаторного типа был разработан с намерением коммерческого использования был построен американцами Эмили и Томасом Давенпортами и запатентован в 1837 году.Их двигатели работали со скоростью до 600 оборотов в минуту, они приводили в действие станки и печатный станок. ^[13] Из-за высокой стоимости цинковых электродов, необходимых для питания первичной батареи, двигатели не имели коммерческого успеха, и Davenports обанкротились. Несколько изобретателей последовали за Sturgeon в разработке двигателей постоянного тока, но все столкнулись с одними и теми же проблемами стоимости с питанием от первичной батареи. В то время не было развито распределение электроэнергии. Как и в случае с двигателем Стерджена, эти двигатели не имели практического коммерческого рынка. ^{[ необходима ссылка ]}

В 1855 году Джедлик построил устройство, основанное на принципах, аналогичных тем, которые использовались в его электромагнитных роторных двигателях, которое было способно выполнять полезную работу. ^{[6] [8]} В том же году он построил модель автомобиля с электродвигателем. ^[14]

Современный двигатель постоянного тока был изобретен случайно в 1873 году, когда Зеноб Грамм соединил изобретенную им динамо-машину со вторым аналогичным устройством, управляя им как двигателем. Машина Gramme была первым электродвигателем, получившим успех в отрасли. ^{[ необходима ссылка ]}

В 1886 году Франк Джулиан Спраг изобрел первый практический двигатель постоянного тока, искробезопасный двигатель, способный работать с постоянной скоростью при переменных нагрузках. Другие электрические изобретения Sprague примерно в это время значительно улучшили распределение электроэнергии в сети (предыдущая работа была проделана, когда использовалась Томасом Эдисоном), позволили вернуть энергию от электродвигателей в электрическую сеть, обеспечив ее распределение между тележками через воздушные провода и опору троллейбуса и предоставил системы управления для электрических операций.Это позволило Спрэгу использовать электродвигатели для изобретения первой системы электрических тележек в 1887–1888 годах в Ричмонде, штат Вирджиния, электрического лифта и системы управления в 1892 году и электрического метро с вагонами с автономным питанием и централизованным управлением, которое было впервые установлено в 1892 году в Чикаго около южной стороны надземной железной дороги, где он стал широко известен как «L». Двигатель Спрэга и связанные с ним изобретения привели к взрыву интереса к электродвигателям и их использованию в промышленности, в то время как почти одновременно другой великий изобретатель разрабатывал своего основного конкурента, который стал бы гораздо более распространенным.

В 1888 году Никола Тесла изобрел первый реально работающий двигатель переменного тока, а вместе с ним и многофазную систему передачи энергии. Тесла продолжил свою работу над двигателем переменного тока в последующие годы в компании Westinghouse.

Разработка электродвигателей приемлемого КПД была отложена на несколько десятилетий из-за непонимания чрезвычайной важности относительно небольшого воздушного зазора между ротором и статором. Эффективные конструкции имеют сравнительно небольшой воздушный зазор. ^[15]

Св.Мотор Луи, долгое время использовавшийся в классах для демонстрации моторных принципов, крайне неэффективен по той же причине, а также совершенно не похож на современный мотор. Фотография традиционной формы двигателя Сент-Луиса: [4]

Применение электродвигателей произвело революцию в отрасли. Промышленные процессы больше не ограничивались передачей энергии с использованием линейных валов, ремней, сжатого воздуха или гидравлического давления. Вместо этого каждая машина может быть оснащена собственным электродвигателем, обеспечивающим простое управление в месте использования и повышающим эффективность передачи энергии.Электродвигатели, применяемые в сельском хозяйстве, избавили людей и животных от таких задач, как обработка зерна или перекачка воды. Использование электродвигателей в домашних условиях сократило объем тяжелого домашнего труда и сделало возможными более высокие стандарты удобства, комфорта и безопасности. Сегодня электродвигатели потребляют более половины всей производимой электроэнергии. ^{[16] [17]}

Терминология

В электродвигателе подвижная часть называется ротором , а неподвижная часть называется статором .Магнитные поля создаются на полюсах , и это могут быть выступающих полюсов , где они возбуждаются обмотками электрического провода. Заштрихованный полюс содержит индуктор для задержки фазы магнитного поля для этого полюса.

Коммутатор переключает ток на обмотки ротора в зависимости от угла ротора.

A Двигатель постоянного тока питается от постоянного тока, хотя почти всегда имеется внутренний механизм (например, коммутатор), преобразующий постоянный ток в переменный для части двигателя.Электродвигатель переменного тока питается переменным током, что часто позволяет избежать использования коммутатора. Синхронный двигатель — это двигатель переменного тока, который работает со скоростью, фиксированной на долю частоты источника питания, а асинхронный двигатель — это двигатель переменного тока, обычно асинхронный двигатель, скорость которого замедляется с увеличением крутящего момента до немного меньше, чем синхронная скорость. Универсальные двигатели могут работать как от переменного, так и от постоянного тока, хотя максимальная частота переменного тока может быть ограничена.

Принцип действия

Для изготовления электродвигателей используются как минимум 3 различных принципа работы: магнетизм, электростатика, пьезоэлектрический. Безусловно, наиболее распространенным является магнитный.

Магнитный

Почти все электродвигатели основаны на магнетизме. В этих двигателях магнитные поля образуются как в роторе, так и в статоре. Продукт между этими двумя полями создает силу и, следовательно, крутящий момент на валу двигателя. Одно или оба из этих полей должны изменяться при вращении двигателя.Это делается путем включения и выключения шестов в нужное время или изменения силы шеста.

Категоризация

Основными типами являются двигатели постоянного и переменного тока, хотя продолжающаяся тенденция к электронному управлению несколько смягчает различие, ^{[ цитата необходима ] [ сомнительно — обсудить ]} , поскольку современные драйверы переместили коммутатор из кожух двигателя для некоторых типов двигателей постоянного тока.

Учитывая, что все вращающиеся (или линейные) электродвигатели требуют синхронизма между движущимся магнитным полем и движущимся токовым слоем для создания среднего крутящего момента, существует четкое различие между асинхронным двигателем и синхронным типом.Асинхронный двигатель требует скольжения — относительного движения между магнитным полем (создаваемым статором) и набором обмоток (ротор) для индукции тока в роторе за счет взаимной индуктивности. Самый распространенный пример асинхронных двигателей — это обычный асинхронный двигатель переменного тока, который должен проскальзывать для создания крутящего момента.

В синхронных типах индукция (или скольжение) не является обязательным условием для производства магнитного поля или тока (например, двигатели с постоянными магнитами, синхронные бесщеточные электрические машины с двойным питанием ротора).

Номинальная выходная мощность также используется для классификации двигателей. Например, двигатели мощностью менее 746 Вт часто называют двигателями с дробной мощностью (FHP) в соответствии со старыми имперскими мерками.

Ноты:

1. Универсальные двигатели могут также работать с частотой сети переменного тока (вращение не зависит от частоты переменного напряжения)
2. Вращение синхронно с частотой переменного напряжения
3. Вращение всегда медленнее, чем синхронное.

Двигатели постоянного тока

Двигатель постоянного тока

А предназначен для работы от постоянного тока. Двумя примерами чистых конструкций постоянного тока являются униполярный двигатель Майкла Фарадея (что необычно) и двигатель на шариковых подшипниках, который (пока) является новинкой. Безусловно, наиболее распространенными типами двигателей постоянного тока являются щеточные и бесщеточные двигатели, в которых используется внутренняя и внешняя коммутация соответственно для реверсирования тока в обмотках синхронно с вращением.

Двигатели с постоянными магнитами

Основная статья: Электродвигатель с постоянными магнитами

Двигатель с постоянными магнитами не имеет обмотки возбуждения на раме статора, вместо этого используются постоянные магниты, которые создают магнитное поле, с которым поле ротора взаимодействует для создания крутящего момента.Компенсирующие обмотки, включенные последовательно с якорем, могут использоваться на больших двигателях для улучшения коммутации под нагрузкой. Поскольку это поле является фиксированным, его нельзя настроить для управления скоростью. Поля с постоянными магнитами (статоры) удобны в миниатюрных двигателях, поскольку они исключают потребление энергии обмоткой возбуждения. Большинство более крупных двигателей постоянного тока относятся к типу «динамо», которые имеют обмотки статора. Исторически сложилось так, что постоянные магниты нельзя было заставить сохранять высокий магнитный поток, если бы они были разобраны; обмотки возбуждения были более практичными для получения необходимого количества магнитного потока.Однако большие постоянные магниты дороги, опасны и сложны в сборке; это благоприятствует намотанным полям для больших машин.

Чтобы минимизировать общий вес и размер, миниатюрные двигатели с постоянными магнитами могут использовать высокоэнергетические магниты, сделанные из неодима или других стратегических элементов; большинство из них — сплав неодим-железо-бор. Благодаря своей более высокой плотности потока электрические машины с высокоэнергетическими постоянными магнитами, по крайней мере, конкурентоспособны со всеми оптимально сконструированными синхронными и индукционными электрическими машинами с однополярным питанием.Миниатюрные двигатели напоминают структуру на иллюстрации, за исключением того, что у них есть по крайней мере три полюса ротора (для обеспечения запуска, независимо от положения ротора), а их внешний корпус представляет собой стальную трубку, которая магнитно связывает внешние части изогнутых магнитов поля.

Двигатели постоянного тока с щетками

Основная статья: Матовый электродвигатель постоянного тока

Работа щеточного электродвигателя с двухполюсным ротором и статором на постоянных магнитах. («N» и «S» обозначают полярности на внутренних сторонах магнитов; внешние грани имеют противоположные полярности.)

Двигатели постоянного тока

имеют переменный ток в фазном роторе, также называемом якорем, с разъемным кольцевым коммутатором и статором с фазным или постоянным магнитом. Коммутатор и щетки представляют собой долговечный поворотный переключатель. Ротор состоит из одной или нескольких катушек проволоки, намотанных на ламинированный «мягкий» ферромагнитный сердечник на валу; источник электроэнергии питает обмотки ротора через коммутатор и его щетки, временно намагничивая сердечник ротора в определенном направлении. Коммутатор переключает питание на катушки по мере вращения ротора, предотвращая полное совпадение магнитных полюсов ротора с магнитными полюсами поля статора, так что ротор никогда не останавливается (как это делает стрелка компаса), а скорее продолжает вращаться. пока подано питание.

Многие ограничения классического коллекторного двигателя постоянного тока связаны с необходимостью прижимания щеток к коммутатору. Это создает трение. Искры создаются щетками, замыкая и размыкая цепи через катушки ротора, когда щетки пересекают изолирующие промежутки между секциями коллектора. В зависимости от конструкции коммутатора, это может включать в себя замыкание щеток между соседними секциями — и, следовательно, концами катушки — на мгновение при пересечении зазоров. Кроме того, индуктивность катушек ротора заставляет напряжение на каждой из них повышаться при размыкании цепи, увеличивая искрение щеток.Это искрение ограничивает максимальную скорость машины, так как слишком быстрое искрение приведет к перегреву, разрушению или даже расплавлению коллектора. Плотность тока на единицу площади щеток в сочетании с их удельным сопротивлением ограничивает мощность двигателя. Замыкание и размыкание электрического контакта также вызывает электрический шум; искрение порождает радиопомехи. Щетки со временем изнашиваются и требуют замены, а сам коллектор подлежит износу и техническому обслуживанию (на более крупных двигателях) или замене (на небольших двигателях).Сборка коммутатора на большом двигателе — дорогостоящий элемент, требующий точной сборки многих деталей. В небольших двигателях коммутатор обычно постоянно встроен в ротор, поэтому для его замены обычно требуется замена всего ротора.

Хотя большинство коммутаторов имеют цилиндрическую форму, некоторые из них представляют собой плоские диски, состоящие из нескольких сегментов (обычно не менее трех), установленных на изоляторе.

Большие щетки необходимы для большей площади контакта щеток с целью увеличения мощности двигателя, но маленькие щетки желательны для малой массы, чтобы максимизировать скорость, с которой двигатель может работать без чрезмерного отскока щеток и искрения (сравнимо с проблемой «плавающего положения клапана» «в двигателях внутреннего сгорания).(Маленькие щетки также желательны для более низкой стоимости.) Более жесткие щеточные пружины также могут использоваться, чтобы заставить щетки заданной массы работать с более высокой скоростью, но за счет больших потерь на трение (более низкая эффективность) и ускоренного износа щеток и коллектора. Следовательно, конструкция щетки двигателя постоянного тока предполагает компромисс между выходной мощностью, скоростью и эффективностью / износом.

Терминологические пояснения

Первыми практическими электродвигателями, которые использовались для уличных железных дорог, были электродвигатели постоянного тока с коммутаторами.Электроэнергия подавалась на коммутаторы (сделанные из меди) с помощью медных щеток, но разница напряжений между соседними шинами коллектора, отличная проводимость медных щеток и искрение вызвали значительный ущерб после довольно короткого периода работы. Инженер-электрик понял, что замена медных щеток электрически резистивными твердыми угольными блоками продлит срок службы. Хотя этот термин больше не является описательным, угольные блоки продолжают называть «щетками» и по сей день.

Скульпторы, работающие с глиной, нуждаются в опорных конструкциях, называемых арматурами, для предотвращения провисания больших изделий под действием силы тяжести. Магнитные пластинки в роторе с обмотками аналогичным образом поддерживают катушки из изолированной медной проволоки. По аналогии, намотанные роторы стали называть «якорями». ^{[ необходима ссылка ]}

Коммутаторы, по крайней мере среди некоторых людей, которые работают с ними ежедневно, стали настолько привычными, что некоторые даже не осознают, что они представляют собой лишь особую разновидность поворотных электрических переключателей.Учитывая, как часто возникают и разрываются связи, у них очень долгий срок службы.

A: шунт B: серия C: соединение f = катушка возбуждения

Есть пять типов щеточных электродвигателей постоянного тока:

• Двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой
• Двигатель постоянного тока с последовательной обмоткой

Составной двигатель постоянного тока

• (две конфигурации):
  • Суммарное соединение
  • Дифференциально сложное
• Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами (не показан)
• Отдельно возбужденный (не показан)

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Основная статья: Бесщеточный электродвигатель постоянного тока

Некоторые проблемы щеточного двигателя постоянного тока устранены в бесщеточной конструкции.В этом двигателе механический «вращающийся переключатель» или узел коммутатора / щеточного устройства заменен внешним электронным переключателем, синхронизированным с положением ротора. Бесщеточные двигатели обычно имеют КПД 85–90% или более, КПД бесщеточного электродвигателя достигает 96,5%, как сообщалось ^[18] , тогда как двигатели постоянного тока с щеточной передачей обычно имеют КПД 75–80%.

На полпути между обычными двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями находится область бесщеточных двигателей постоянного тока. Построенные по принципу, очень похожему на шаговые двигатели, они часто используют внешний ротор с постоянными магнитами, три фазы приводных катушек, могут использовать датчики эффекта Холла для определения положения ротора и соответствующую приводную электронику.Катушки активируются, одна фаза за другой, управляющей электроникой в ​​соответствии с сигналами либо от датчиков эффекта Холла, либо от обратной ЭДС (электродвижущей силы) неприведенных катушек. По сути, они действуют как трехфазные синхронные двигатели, содержащие собственную электронику частотно-регулируемого привода. В специализированном классе контроллеров бесщеточных двигателей постоянного тока для определения положения и скорости используется обратная связь по ЭДС через соединения основных фаз вместо датчиков Холла. Эти двигатели широко используются в электромобилях с радиоуправлением.Когда они сконфигурированы с магнитами снаружи, они называются моделистами двигателями внешнего хода.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

обычно используются там, где требуется точное управление скоростью, например, в дисководах компьютеров или кассетных видеомагнитофонах, в шпинделях приводов компакт-дисков, компакт-дисков (и т. Д.), А также в механизмах офисных изделий, таких как вентиляторы, лазерные принтеры. и копировальные аппараты. Они имеют ряд преимуществ перед обычными двигателями:

• По сравнению с вентиляторами переменного тока, использующими двигатели с экранированными полюсами, они очень эффективны и работают намного холоднее, чем эквивалентные двигатели переменного тока.Эта холодная операция приводит к значительному увеличению срока службы подшипников вентилятора.
• Без изнашиваемого коллектора срок службы бесщеточного двигателя постоянного тока может быть значительно больше по сравнению с двигателем постоянного тока, использующим щетки и коммутатор. Коммутация также имеет тенденцию вызывать большое количество электрических и радиочастотных помех; Без коммутатора или щеток бесщеточный двигатель может использоваться в электрически чувствительных устройствах, таких как аудиооборудование или компьютеры.
• Те же датчики на эффекте Холла, которые обеспечивают коммутацию, могут также обеспечивать удобный сигнал тахометра для приложений с замкнутым контуром (сервоуправлением).В вентиляторах сигнал тахометра может использоваться для получения сигнала «вентилятор исправен», а также для обеспечения обратной связи по скорости вращения.
• Двигатель можно легко синхронизировать с внутренними или внешними часами, что позволяет точно регулировать скорость.
• Бесщеточные двигатели не имеют шансов искрообразования, в отличие от щеточных двигателей, что делает их более подходящими для сред с летучими химическими веществами и топливом. Кроме того, искрение генерирует озон, который может накапливаться в плохо вентилируемых зданиях, опасаясь причинения вреда здоровью людей.
• Бесщеточные двигатели обычно используются в небольшом оборудовании, таком как компьютеры, и обычно используются в вентиляторах, чтобы избавиться от нежелательного тепла.
• Это также очень тихие двигатели с акустической точки зрения, что является преимуществом при использовании в оборудовании, подверженном вибрации.

Современные бесщеточные двигатели постоянного тока имеют мощность от долей ватта до многих киловатт. В электромобилях используются более мощные бесщеточные двигатели мощностью до 100 кВт. Они также находят значительное применение в высокопроизводительных электрических моделях самолетов.

Импульсные реактивные двигатели

6/4 полюсный реактивный электродвигатель

Основная статья: Импульсный реактивный двигатель

Импульсный реактивный электродвигатель (SRM) не имеет щеток или постоянных магнитов, а в роторе нет электрических токов. Вместо этого крутящий момент возникает из-за небольшого несовпадения полюсов ротора с полюсами статора. Ротор выравнивается с магнитным полем статора, в то время как обмотки статора поля статора последовательно возбуждаются для вращения поля статора.

Магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, следует по пути наименьшего магнитного сопротивления, то есть поток будет проходить через полюса ротора, которые находятся ближе всего к возбужденным полюсам статора, тем самым увеличивая эти полюса ротора и создавая крутящий момент. Когда ротор вращается, различные обмотки будут запитаны, поддерживая вращение ротора.

Реактивные электродвигатели

теперь используются в некоторых устройствах. ^[19] .

Двигатели постоянного тока без сердечника или железа

Миниатюрный двигатель без сердечника

Принципиально ни один из двигателей, описанных выше, не требует, чтобы железные (стальные) части ротора действительно вращались.Если магнитомягкий материал ротора выполнен в виде цилиндра, то (за исключением эффекта гистерезиса) крутящий момент действует только на обмотки электромагнитов. Этим фактом пользуется двигатель постоянного тока без сердечника или железа , специализированная форма щеточного или бесщеточного двигателя постоянного тока. Эти двигатели, оптимизированные для быстрого разгона, имеют ротор без железного сердечника. Ротор может иметь форму цилиндра, заполненного обмоткой, или самонесущей конструкции, содержащей только магнитный провод и связующий материал.Ротор может помещаться внутри магнитов статора; магнитомягкий неподвижный цилиндр внутри ротора обеспечивает обратный путь для магнитного потока статора. Во второй конструкции корзина обмотки ротора окружает магниты статора. В этой конструкции ротор помещается внутри магнитно-мягкого цилиндра, который может служить корпусом для двигателя, а также обеспечивает обратный путь для магнитного потока.

Поскольку ротор намного легче по весу (массе), чем обычный ротор, сформированный из медных обмоток на стальных пластинах, ротор может ускоряться намного быстрее, часто достигая механической постоянной времени менее 1 мс.Это особенно верно, если в обмотках используется алюминий, а не более тяжелая медь. Но поскольку в роторе нет металлической массы, которая могла бы служить радиатором, даже небольшие двигатели без сердечника часто должны охлаждаться принудительным воздухом. Перегрев может быть проблемой для двигателей постоянного тока без сердечника.

Среди этих типов есть типы дискового ротора, более подробно описанные в следующем разделе.

Вибрационные двигатели

для сотовых телефонов иногда представляют собой крошечные цилиндрические типы с постоянным магнитным полем, но есть также дискообразные типы, которые имеют тонкий многополярный дисковый магнит и преднамеренно несбалансированную конструкцию ротора из формованного пластика с двумя связанными без сердечника катушками.Металлические щетки и плоский коммутатор переключают питание на катушки ротора.

Соответствующие приводы с ограниченным ходом не имеют сердечника и катушки, размещенной между полюсами тонких постоянных магнитов с высоким потоком. Это быстрые позиционеры головки для жестких дисков («жестких дисков»). Хотя современный дизайн значительно отличается от громкоговорителей, он все еще свободно (и неправильно) называется структурой «звуковой катушки», потому что некоторые более ранние головки жесткого диска двигались по прямым линиям и имели структуру привода, очень похожую на это громкоговоритель.

Электродвигатели постоянного тока с печатным рисунком якоря или блинчика

Основная статья: блин (игровая машина)

Двигатель довольно необычной конструкции, якорь с печатным рисунком, или двигатель-блинчик, имеет обмотки в форме диска, движущиеся между массивами магнитов с большим магнитным потоком. Магниты расположены по кругу, обращенному к ротору, с промежутком между ними, образуя осевой воздушный зазор. Эта конструкция широко известна как мотор-блинчик из-за ее чрезвычайно плоского профиля, хотя с момента ее создания у технологии было много торговых марок, таких как ServoDisc.

Якорь с печатным рисунком (первоначально сформированный на печатной плате) в двигателе с печатным рисунком якоря изготовлен из перфорированных медных листов, которые ламинированы вместе с использованием современных композитных материалов для образования тонкого жесткого диска. Печатный якорь имеет уникальную конструкцию в мире щеточных двигателей, поскольку в нем нет отдельного кольцевого коммутатора. Щетки движутся непосредственно по поверхности якоря, что делает всю конструкцию очень компактной.

Альтернативный метод производства заключается в использовании намотанной медной проволоки, уложенной плоско с центральным обычным коммутатором, в форме цветка и лепестка.Обмотки обычно стабилизируются путем пропитки систем электролитической эпоксидной заливки. Это эпоксидные смолы с наполнителем, которые имеют умеренную смешанную вязкость и длительное время гелеобразования. Они отличаются низкой усадкой и низким экзотермическим эффектом и, как правило, признаны UL 1446 в качестве заливочного компаунда для использования при температуре до 180 ° C (класс H) (файл UL № E 210549).

Уникальное преимущество двигателей постоянного тока без железа состоит в том, что они не имеют зубцов (изменения крутящего момента, вызванные изменением притяжения между железом и магнитами).Паразитные вихревые токи не могут образовываться в роторе, поскольку он полностью не содержит железа, хотя железные роторы являются слоистыми. Это может значительно повысить эффективность, но контроллеры с регулируемой скоростью должны использовать более высокую частоту переключения (> 40 кГц) или постоянный ток из-за уменьшения электромагнитной индукции.

Изначально эти двигатели были изобретены для привода приводов магнитных лентопротяжных устройств в развивающейся компьютерной индустрии, где минимальное время для достижения рабочей скорости и минимальный тормозной путь были критическими.Блинные двигатели до сих пор широко используются в высокопроизводительных сервоуправляемых системах, роботизированных системах гуманоидов, промышленной автоматизации и медицинских устройствах. Из-за разнообразия конструкций, доступных в настоящее время, технология используется в приложениях от высокотемпературных военных до недорогих насосов и базовых сервоприводов.

Универсальные двигатели

Современный недорогой универсальный мотор от пылесоса. Обмотки возбуждения окрашены в темно-медный цвет с обеих сторон назад. Ламинированный сердечник ротора серый металлик с темными пазами для намотки катушек.Коммутатор (частично скрыт) потемнел от использования; это впереди. Большая коричневая деталь из формованного пластика на переднем плане поддерживает направляющие и щетки (с обеих сторон), а также передний подшипник двигателя.

Двигатель с последовательной обмоткой называется универсальным двигателем , если он был разработан для работы от источника переменного или постоянного тока. Он может хорошо работать на переменном токе, потому что ток как в поле, так и в якоре (и, следовательно, результирующие магнитные поля) будут чередоваться (обратная полярность) синхронно, и, следовательно, результирующая механическая сила будет возникать в постоянном направлении вращения.

Универсальные двигатели, работающие на нормальных частотах линии электропередачи, часто имеют диапазон, редко превышающий 1000 Вт. Универсальные двигатели также составляют основу традиционного железнодорожного тягового двигателя в электрических железных дорогах. В этом приложении использование переменного тока для питания двигателя, изначально предназначенного для работы на постоянном токе, привело бы к потерям эффективности из-за нагрева их магнитных компонентов вихревыми токами, особенно полюсных наконечников поля двигателя, которые для постоянного тока использовали бы твердые ( неламинированный) утюг.Хотя эффекты нагрева уменьшаются за счет использования многослойных полюсных наконечников, используемых для сердечников трансформаторов, и использования пластин из электротехнической стали с высокой проницаемостью, одним из решений, доступных в начале 20-го века, было использование электродвигателей от низкочастотные источники переменного тока, обычно с частотой 25 и 16,7 Гц. Поскольку они использовали универсальные двигатели, локомотивы, использующие эту конструкцию, также обычно могли работать от третьего рельса или воздушного провода с питанием от постоянного тока.Кроме того, учитывая, что паровые двигатели напрямую приводили в действие многие генераторы переменного тока, их относительно низкие частоты вращения благоприятствовали низким частотам, потому что требовалось сравнительно мало полюсов статора.

Преимущество универсального двигателя заключается в том, что источники питания переменного тока могут использоваться на двигателях, которые имеют некоторые характеристики, более общие для двигателей постоянного тока, в частности, высокий пусковой момент и очень компактную конструкцию, если используются высокие скорости вращения. Отрицательный аспект — проблемы с обслуживанием и коротким сроком службы, вызванные коммутатором.Такие двигатели используются в таких устройствах, как миксеры для пищевых продуктов и электроинструменты, которые используются только с перерывами и часто требуют высокого пускового момента. Непрерывное управление скоростью универсального двигателя, работающего от сети переменного тока, легко достигается с помощью тиристорной схемы, в то время как несколько отводов на катушке возбуждения обеспечивают (неточное) ступенчатое управление скоростью. Бытовые блендеры, рекламирующие множество скоростей, часто сочетают в себе катушку возбуждения с несколькими ответвлениями и диод, который можно вставить последовательно с двигателем (в результате чего двигатель работает от полуволнового выпрямленного переменного тока).

В прошлом двигатели с отталкивающим пуском с фазным ротором обеспечивали высокий пусковой момент, но с дополнительной сложностью. Их роторы были похожи на роторы универсальных двигателей, но их щетки были связаны только друг с другом. Трансформатор индуцировал ток в ротор. Положение щетки относительно полюсов поля означало, что пусковой момент создавался за счет отталкивания ротора от полюсов поля. Центробежный механизм, когда он близок к рабочей скорости, соединил все стержни коллектора вместе, чтобы создать эквивалент ротора с короткозамкнутым ротором.Кроме того, когда скорость была близка к рабочей, более совершенные двигатели поднимали щетки из-под контакта.

Асинхронные двигатели

не могут вращать вал быстрее, чем разрешено частотой сети. Напротив, универсальные двигатели обычно работают на высоких скоростях, что делает их полезными для таких устройств, как блендеры, пылесосы и фены, где желательны высокая скорость и легкий вес. Они также широко используются в портативных электроинструментах, таких как дрели, шлифовальные машины, циркулярные и лобзиковые пилы, где характеристики двигателя хорошо работают.Моторы многих пылесосов и триммеров для сорняков превышают 10 000 об / мин, в то время как Dremel и другие подобные миниатюрные шлифовальные машины часто превышают 30 000 об / мин.

Универсальные двигатели

также подходят для электронного управления скоростью и, как таковые, являются идеальным выбором для бытовых стиральных машин. Двигатель можно использовать для перемешивания барабана (как вперед, так и назад), переключая обмотку возбуждения относительно якоря. Двигатель также может работать до высоких скоростей, необходимых для цикла отжима.

Двигатель может быть поврежден из-за превышения скорости (работа с частотой вращения, превышающей расчетные пределы), если агрегат эксплуатируется без значительной нагрузки.На более мощных двигателях следует избегать внезапной потери нагрузки, и возможность такого явления включена в схемы защиты и управления двигателя. В некоторых небольших приложениях лопасть вентилятора, прикрепленная к валу, часто действует как искусственная нагрузка, ограничивая скорость двигателя до безопасного уровня, а также как средство для циркуляции охлаждающего воздушного потока по якорю и обмоткам возбуждения.

Двигатели переменного тока

В 1882 году Никола Тесла открыл вращающееся магнитное поле и впервые применил вращающееся силовое поле для работы машин.Он использовал этот принцип для разработки уникального двухфазного асинхронного двигателя в 1883 году. В 1885 году Галилео Феррарис независимо исследовал эту концепцию. В 1888 году Феррарис опубликовал свое исследование в докладе Королевской академии наук в Турине.

Тесла предположил, что коммутаторы из машины могут быть удалены, и устройство может работать во вращающемся силовом поле. Его учитель профессор Пошель заявил, что это было бы похоже на создание вечного двигателя. ^[20] Тесла позже достигнет U.S. Патент 0,416,194, Электродвигатель (декабрь 1889 г.), который напоминает двигатель, изображенный на многих фотографиях Теслы. Этот классический электромагнитный двигатель переменного тока был асинхронным.

Михаил Осипович Доливо-Добровольский позже в 1890 году изобрел трехфазный «клеточный ротор». Сейчас этот тип двигателя используется в подавляющем большинстве коммерческих приложений.

Двигатель переменного тока состоит из двух частей: неподвижного статора с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и ротора, прикрепленного к выходному валу, которому крутящий момент создается вращающимся полем.

Двигатель переменного тока со скользящим ротором

Тормозной двигатель с коническим ротором включает тормоз как неотъемлемую часть конического скользящего ротора. Когда двигатель находится в состоянии покоя, пружина воздействует на скользящий ротор и прижимает тормозное кольцо к тормозной крышке в двигателе, удерживая ротор в неподвижном состоянии. Когда двигатель находится под напряжением, его магнитное поле создает как осевую, так и радиальную составляющую. Осевой компонент преодолевает силу пружины, освобождая тормоз; в то время как радиальный компонент заставляет ротор вращаться.Дополнительного управления тормозом не требуется.

Синхронный электродвигатель

Основная статья: Синхронный двигатель

Синхронный электродвигатель — это электродвигатель переменного тока, отличающийся тем, что ротор вращается с катушками, пропускающими магниты с той же скоростью, что и переменный ток, и возникающим магнитным полем, которое его приводит в движение. Другими словами, он имеет нулевое скольжение в обычных условиях эксплуатации. Сравните это с асинхронным двигателем, который должен проскальзывать для создания крутящего момента. Один тип синхронного двигателя похож на асинхронный двигатель, за исключением того, что ротор возбуждается полем постоянного тока.Контактные кольца и щетки используются для подачи тока к ротору. Полюса ротора соединяются друг с другом и движутся с одинаковой скоростью, отсюда и название синхронный двигатель. Другой тип, для низкого крутящего момента нагрузки, имеет лыски, притертые к обычному ротору с короткозамкнутым ротором для создания дискретных полюсов. Еще один, например, сделанный Hammond для своих часов до Второй мировой войны, и в более старых органах Hammond, не имеет обмоток ротора и дискретных полюсов. Это не самозапуск. Часы требуют ручного запуска с помощью небольшой ручки на задней панели, в то время как старые органы Hammond имели вспомогательный пусковой двигатель, подключенный с помощью подпружиненного переключателя с ручным управлением.

Наконец, гистерезисные синхронные двигатели обычно (по существу) двухфазные двигатели с фазосдвигающим конденсатором для одной фазы. Они запускаются как асинхронные двигатели, но когда скорость скольжения значительно уменьшается, ротор (гладкий цилиндр) временно намагничивается. Благодаря распределенным полюсам он действует как синхронный двигатель с постоянным магнитом и ротором. Материал ротора, как и у обычного гвоздя, останется намагниченным, но его также можно размагнитить без особых усилий. После запуска полюса ротора остаются на своих местах; они не дрейфуют.

Синхронные синхронизирующие двигатели

(например, для традиционных электрических часов) могут иметь многополюсные внешние чашечные роторы с постоянными магнитами и использовать затеняющие катушки для обеспечения пускового момента. Двигатели с часами Telechron ™ имеют затененные полюса для пускового момента и двухспицевый кольцевой ротор, который работает как дискретный двухполюсный ротор.

Асинхронный двигатель

Основная статья: Асинхронный двигатель

Асинхронный двигатель — это асинхронный двигатель переменного тока, в котором мощность передается на ротор за счет электромагнитной индукции, подобно действию трансформатора.Асинхронный двигатель напоминает вращающийся трансформатор, потому что статор (неподвижная часть) по существу является первичной стороной трансформатора, а ротор (вращающаяся часть) — вторичной стороной. Многофазные асинхронные двигатели широко используются в промышленности.

Асинхронные двигатели

можно разделить на двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Двигатели с короткозамкнутым ротором имеют тяжелую обмотку, состоящую из сплошных стержней, обычно из алюминия или меди, соединенных кольцами на концах ротора. Если рассматривать только стержни и кольца в целом, они очень похожи на вращающуюся клетку для упражнений животного, отсюда и название.

Наведенные в эту обмотку токи создают магнитное поле ротора. Форма стержней ротора определяет скоростные характеристики. На низких скоростях ток, индуцируемый в короткозамкнутой клетке, близок к линейной частоте и имеет тенденцию быть во внешних частях клетки ротора. По мере ускорения двигателя частота скольжения становится ниже, и внутри обмотки проходит больший ток. Путем придания стержням формы для изменения сопротивления частей обмотки во внутренней и внешней частях клетки фактически вводится переменное сопротивление в цепь ротора.Однако у большинства таких моторов стержни одинаковые.

В двигателе с фазным ротором обмотка ротора состоит из множества витков изолированного провода и соединена с контактными кольцами на валу двигателя. В цепь ротора можно подключить внешний резистор или другие устройства управления. Резисторы позволяют контролировать скорость двигателя, хотя значительная мощность рассеивается на внешнем сопротивлении. Преобразователь может питаться от цепи ротора и возвращать энергию со скользящей частотой, которая иначе была бы потрачена впустую, обратно в систему питания через инвертор или отдельный двигатель-генератор.

Асинхронный двигатель с фазным ротором используется в основном для пуска нагрузки с высоким моментом инерции или нагрузки, которая требует очень высокого пускового момента во всем диапазоне скоростей. При правильном выборе резисторов, используемых во вторичном резисторе или пускателе с контактным кольцом, двигатель может создавать максимальный крутящий момент при относительно низком токе питания от нулевой до полной скорости. Этот тип двигателя также обеспечивает регулируемую скорость.

Скорость двигателя можно изменить, поскольку кривая крутящего момента двигателя эффективно изменяется за счет величины сопротивления, подключенного к цепи ротора.Увеличение значения сопротивления приведет к снижению скорости максимального крутящего момента. Если сопротивление, подключенное к ротору, увеличивается за пределами точки, где максимальный крутящий момент возникает при нулевой скорости, крутящий момент будет еще больше уменьшен.

При использовании с нагрузкой, кривая крутящего момента которой увеличивается с увеличением скорости, двигатель будет работать на скорости, при которой крутящий момент, развиваемый двигателем, равен крутящему моменту нагрузки. Уменьшение нагрузки приведет к ускорению двигателя, а увеличение нагрузки приведет к замедлению двигателя до тех пор, пока нагрузка и крутящий момент двигателя не станут равными.При таком использовании потери скольжения рассеиваются на вторичных резисторах и могут быть очень значительными. Регулировка скорости и полезная эффективность тоже очень плохие.

Электродвигатель с двойным питанием

Основная статья: Электромашина с двойным питанием

Электродвигатели с двойным питанием имеют два независимых многофазных набора обмоток, которые вносят активную (т. Е. Рабочую) мощность в процесс преобразования энергии, при этом по крайней мере один из наборов обмоток имеет электронное управление для работы с переменной скоростью.Два независимых набора многофазных обмоток (т. Е. Двойной якорь) — это максимум, предусмотренный в одном корпусе без дублирования топологии. Электродвигатели с двойным питанием — это машины с эффективным диапазоном скорости вращения с постоянным крутящим моментом, который в два раза превышает синхронную скорость для данной частоты возбуждения. Это в два раза больше диапазона скоростей с постоянным крутящим моментом, чем у электрических машин с однополярным питанием, которые имеют только одну активную обмотку.

Двигатель с двойным питанием позволяет использовать электронный преобразователь меньшего размера, но стоимость обмотки ротора и контактных колец может компенсировать экономию на компонентах силовой электроники.Трудности с контролем скорости в приложениях с ограничением синхронной скорости. ^[21]

Электродвигатель с однополярным питанием

Основная статья: Электромашина с одинарным питанием

Большинство двигателей переменного тока питаются отдельно. Электродвигатели с однополярным питанием имеют одну многофазную обмотку, подключенную к источнику питания. Электромашины с однополярным питанием могут быть как индукционными, так и синхронными. Комплект активной обмотки может управляться электроникой. Электрические машины с однополярным питанием имеют эффективный диапазон скоростей с постоянным крутящим моментом до синхронной скорости для данной частоты возбуждения.

Моментные двигатели

Моментный двигатель (также известный как двигатель с ограниченным крутящим моментом) — это особый вид асинхронного двигателя, который может работать неограниченно долго в состоянии остановки, то есть с заблокированным от вращения ротором, без повреждения. В этом режиме работы двигатель будет прикладывать постоянный крутящий момент к нагрузке (отсюда и название).

Обычно моментный двигатель применяется для двигателей подающей и приемной катушек в ленточном накопителе. В этом случае, когда эти двигатели работают от низкого напряжения, характеристики этих двигателей позволяют приложить к ленте относительно постоянное легкое натяжение независимо от того, протягивает ли ведущая лента мимо головок ленты.Управляемые более высоким напряжением (и, следовательно, обеспечивающие более высокий крутящий момент), моментные двигатели также могут работать в режиме быстрой перемотки вперед и назад, не требуя каких-либо дополнительных механизмов, таких как шестерни или муфты. В мире компьютерных игр моментные двигатели используются в рулевых колесах с обратной связью по усилию.

Еще одно распространенное применение — это управление дроссельной заслонкой двигателя внутреннего сгорания в сочетании с электронным регулятором. В этом случае двигатель работает против возвратной пружины, чтобы перемещать дроссельную заслонку в соответствии с выходом регулятора.Последний контролирует частоту вращения двигателя путем подсчета электрических импульсов от системы зажигания или от магнитного датчика ^[22] и, в зависимости от скорости, выполняет небольшие корректировки величины тока, подаваемого на двигатель. Если двигатель начинает замедляться относительно желаемой скорости, ток будет увеличиваться, двигатель будет развивать больший крутящий момент, натягиваясь на возвратную пружину и открывая дроссельную заслонку. Если двигатель работает слишком быстро, регулятор снизит ток, подаваемый на двигатель, в результате чего возвратная пружина отодвинется и закроет дроссельную заслонку.

Шаговые двигатели

Основная статья: шаговый двигатель

По конструкции тесно связаны с трехфазными синхронными двигателями переменного тока шаговые двигатели, в которых внутренний ротор, содержащий постоянные магниты, или магнитно-мягкий ротор с явными полюсами управляется набором внешних магнитов, которые переключаются электронно. Шаговый двигатель также можно рассматривать как нечто среднее между электродвигателем постоянного тока и вращающимся соленоидом. Поскольку каждая катушка поочередно получает питание, ротор выравнивается с магнитным полем, создаваемым обмоткой возбуждения под напряжением.В отличие от синхронного двигателя, шаговый двигатель не может вращаться непрерывно; вместо этого он «шагает» — запускается, а затем быстро останавливается — из одного положения в другое, поскольку обмотки возбуждения последовательно включаются и отключаются. В зависимости от последовательности, ротор может вращаться вперед или назад, и он может произвольно менять направление, останавливаться, ускоряться или замедляться в любое время.

Простые драйверы шагового двигателя полностью включают или полностью обесточивают обмотки возбуждения, приводя ротор к «зубчатому» перемещению в ограниченное количество положений; более сложные драйверы могут пропорционально управлять мощностью обмоток возбуждения, позволяя роторам располагаться между точками зубьев и, таким образом, вращаться чрезвычайно плавно.Этот режим работы часто называют микрошагом. Шаговые двигатели с компьютерным управлением — одна из самых универсальных форм систем позиционирования, особенно когда они являются частью цифровой системы с сервоуправлением.

Шаговые двигатели

можно легко поворачивать на определенный угол дискретными шагами, поэтому шаговые двигатели используются для позиционирования головки чтения / записи в дисководах компьютерных гибких дисков. Они использовались для той же цели в компьютерных дисковых накопителях до гигабайтной эры, где точность и скорость, которые они предлагали, были достаточными для правильного позиционирования головки чтения / записи жесткого диска.По мере увеличения плотности накопителей ограничения точности и скорости шаговых двигателей сделали их устаревшими для жестких дисков — ограничение точности сделало их непригодными для использования, а ограничение скорости сделало их неконкурентоспособными — таким образом, в новых жестких дисках используются системы привода головки на основе звуковой катушки. (Термин «звуковая катушка» в этой связи является историческим; он относится к структуре в типичном (конусном) громкоговорителе. Эта структура некоторое время использовалась для расположения головок. Современные приводы имеют поворотное крепление катушки; катушка качается вперед-назад, что-то вроде лопасти вращающегося вентилятора.Тем не менее, подобно звуковой катушке, современные проводники катушки исполнительного механизма (магнитный провод) движутся перпендикулярно магнитным силовым линиям.)

Шаговые двигатели

были и до сих пор часто используются в компьютерных принтерах, оптических сканерах и цифровых копировальных аппаратах для перемещения оптического сканирующего элемента, каретки печатающей головки (точечных и струйных принтеров), а также валика или подающих роликов. Аналогичным образом, многие компьютерные плоттеры (которые с начала 1990-х были заменены широкоформатными струйными и лазерными принтерами) использовали вращающиеся шаговые двигатели для перемещения пера и валика; типичными альтернативами здесь были либо линейные шаговые двигатели, либо серводвигатели с аналоговыми системами управления с обратной связью.

Так называемые кварцевые аналоговые наручные часы содержат самые маленькие обычные шаговые двигатели; у них одна катушка, они потребляют очень мало энергии и имеют ротор с постоянными магнитами. Такой же двигатель приводит в действие кварцевые часы с батарейным питанием. Некоторые из этих часов, например хронографы, содержат более одного шагового двигателя.

Шаговые двигатели были модернизированы для использования в электромобилях под термином SRM (Switched Reluctance Motor).

Сравнение

Сравнение типов двигателей ^[23]

Тип	Преимущества	Недостатки	Типичное приложение	Типовой привод
Многофазная индукционная беличья клетка переменного тока	Низкая стоимость, длительный срок службы, высокий КПД, доступны большие мощности (до 1 МВт и более), большое количество стандартизованных типов	Пусковой пусковой ток может быть высоким, для регулирования скорости требуется источник переменной частоты	Насосы, вентиляторы, нагнетатели, конвейеры, компрессоры	Многофазный переменный ток, переменная частота переменного тока
Электродвигатель с расщепленными полюсами	Низкая стоимость Долгая жизнь	Скорость немного ниже синхронной Низкий пусковой крутящий момент Малые характеристики Низкий КПД	Вентиляторы, техника, проигрыватели	Однофазный переменный ток
Индукция переменного тока — Беличья клетка, двухфазный конденсатор-пуск	Высокая мощность Высокий пусковой крутящий момент	Скорость немного ниже синхронной Требуется пусковой выключатель или реле	Приборы Стационарные электроинструменты	Однофазный переменный ток
Индукция переменного тока — Беличья клетка, двухфазный конденсатор	Умеренная мощность Высокий пусковой крутящий момент Без пускового переключателя Сравнительно долгий срок службы	Скорость немного ниже синхронной Немного дороже	Промышленные воздуходувки Промышленное оборудование	Однофазный переменный ток
Асинхронный двигатель переменного тока — Двигатель с короткозамкнутым ротором, расщепленная фаза, вспомогательная пусковая обмотка	Средняя мощность Низкий пусковой крутящий момент	Скорость немного ниже синхронной Требуется пусковой выключатель или реле	Приборы Стационарные электроинструменты	Однофазный переменный ток
Универсальный двигатель	Высокий пусковой момент, компактность, высокая скорость.	Техническое обслуживание (щетки) Меньший срок службы Обычно шумит акустически Экономичны только небольшие номиналы	Ручные электроинструменты, блендеры, пылесосы, воздуходувки для изоляции	Однофазный переменный или постоянный ток
AC синхронный	Синхронная скорость	Дороже	Промышленные двигатели Часы Проигрыватели виниловых пластинок Ленточные приводы	Одно- или многофазный переменный ток (конденсаторный для однофазного)
Шаговый DC	Точное позиционирование Высокий удерживающий момент	Некоторые могут быть дорогостоящими Требуется контроллер	Позиционирование в принтерах и дисководах гибких дисков; промышленные станки	DC
Бесщеточный DC	Длительный срок службы Низкие затраты на обслуживание Высокая эффективность	Более высокая начальная стоимость Требуется контроллер	Жесткие («жесткие») дисководы CD / DVD-плееры Электромобили Радиоуправляемые автомобили БПЛА	DC или PWM
Реактивный реактивный двигатель	Длительный срок службы Низкие затраты на обслуживание Высокая эффективность Без постоянных магнитов Низкая стоимость Простая конструкция	Требуется контроллер	Бытовая техника Электромобили Текстильные фабрики Применение в самолетах	DC или PWM
Матовый DC	Простое регулирование скорости	Техническое обслуживание (щетки) Средний срок службы Дорогой коммутатор и щетки	Сталелитейные заводы Машины для производства бумаги Тренажеры для беговой дорожки Автомобильные аксессуары	Прямой постоянный ток или ШИМ
Блинчик DC	Компактная конструкция Простое регулирование скорости	Средняя стоимость Средняя продолжительность жизни	Офисное оборудование Вентиляторы / насосы, быстрые промышленные и военные сервоприводы	Прямой постоянный ток или ШИМ

Фактор качества

Основная статья: Фактор качества

Профессор Эрик Лейтвейт предложил метрику для определения «качества» электродвигателя: ^[24]

Где:

G — коэффициент качества (коэффициенты выше 1, вероятно, будут эффективными)

A _m , A _e — поперечные сечения магнитной и электрической цепи

l _m , l _e — длины магнитной и электрической цепей

мкм — проницаемость сердечника

ω — угловая частота, при которой двигатель приводится в движение

Из этого он показал, что наиболее эффективные двигатели, вероятно, имеют относительно большие магнитные полюса.Однако это уравнение напрямую относится только к двигателям с непостоянными магнитами.

Электростатический

Основная статья: Электростатический двигатель

Полный размер

Электростатический двигатель основан на притяжении и отталкивании электрического заряда. Обычно электростатические двигатели являются двойными по сравнению с обычными двигателями с катушкой. Обычно для них требуется источник питания высокого напряжения, хотя в очень маленьких двигателях используется более низкое напряжение. Вместо этого обычные электродвигатели используют магнитное притяжение и отталкивание и требуют высокого тока при низких напряжениях.В 1750-х годах первые электростатические двигатели были разработаны Бенджамином Франклином и Эндрю Гордоном. Сегодня электростатический двигатель часто используется в микромеханических (MEMS) системах, где их управляющее напряжение ниже 100 вольт и где движущиеся заряженные пластины гораздо проще изготовить, чем катушки и железные сердечники. Кроме того, молекулярные механизмы, управляющие живыми клетками, часто основаны на линейных и вращающихся электростатических двигателях.

Наномотор с нанотрубками

Основная статья: наномотор с нанотрубками

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли недавно разработали подшипники вращения на основе многослойных углеродных нанотрубок.Прикрепив золотую пластину (с размерами порядка 100 нм) к внешней оболочке подвешенной многослойной углеродной нанотрубки (как вложенные углеродные цилиндры), они могут электростатически вращать внешнюю оболочку относительно внутреннего ядра. Эти подшипники очень прочные; устройства колебались тысячи раз без признаков износа. Эти наноэлектромеханические системы (НЭМС) являются следующим шагом в миниатюризации и могут найти свое применение в коммерческих приложениях в будущем.

См. Также:

Пьезоэлектрический

Основная статья: Пьезоэлектрический двигатель

Пьезоэлектрический двигатель или пьезодвигатель — это тип электродвигателя, основанный на изменении формы пьезоэлектрического материала при приложении электрического поля.Пьезоэлектрические двигатели используют обратный пьезоэлектрический эффект, при котором материал производит акустические или ультразвуковые колебания для создания линейного или вращательного движения. В одном механизме удлинение в одной плоскости используется для последовательного растяжения и удержания положения, подобно тому, как движется гусеница.

Использование и стили

Стандартные электродвигатели часто используются во многих современных машинах, но определенные типы электродвигателей предназначены для конкретных применений.

Поворотный

Применяется во вращающихся машинах, таких как вентиляторы, турбины, дрели, колеса электромобилей, локомотивы и конвейерные ленты. Кроме того, во многих вибрирующих или колеблющихся машинах электродвигатель раскручивает неуравновешенную массу, заставляя электродвигатель (и его монтажную конструкцию) вибрировать. Знакомое приложение — это вибросигналы сотового телефона, которые используются, когда пользователь отключил акустический «звонок».

Электродвигатели

также популярны в робототехнике. Они вращают колеса автомобильных роботов, а серводвигатели приводят в действие руки промышленных роботов; они также двигают руками и ногами у человекоподобных роботов.В летающих роботах, наряду с вертолетами, двигатель вращает пропеллер или аэродинамические лопасти несущего винта для создания управляемой подъемной силы.

Электродвигатели заменяют гидроцилиндры в самолетах и ​​военной технике. ^{[25] [26]}

На промышленных предприятиях электродвигатели вращают пилы и полотна в процессах резки и нарезки; они вращают детали, обрабатываемые на токарных и других станках, и вращают шлифовальные круги. Быстрые и точные серводвигатели позиционируют инструменты и работают на современных станках с ЧПУ.Миксеры с приводом от двигателя очень распространены в пищевой промышленности. Линейные двигатели часто используются для горизонтального выталкивания продуктов в контейнеры.

Многие кухонные приборы также используют электродвигатели. Кухонные комбайны и кофемолки вращают лезвия, чтобы измельчать и измельчать продукты. Блендеры используют электродвигатели для смешивания жидкостей, а микроволновые печи используют электродвигатели, чтобы вращать поднос с едой, на которой стоит. В тостерах также используются электродвигатели, которые поворачивают конвейер для перемещения пищи по нагревательным элементам.

Серводвигатель

Основная статья: Серводвигатель

Серводвигатель — это двигатель, который очень часто продается в виде готового модуля, который используется в системе управления положением или скоростью с обратной связью.Серводвигатели используются в таких приложениях, как станки, перьевые плоттеры и другие системы управления. Двигатели, предназначенные для использования в сервомеханизмах, должны иметь хорошо задокументированные характеристики скорости, крутящего момента и мощности. Кривая зависимости скорости от крутящего момента очень важна. Также важны характеристики динамического отклика, такие как индуктивность обмотки и инерция ротора; эти факторы ограничивают общую производительность контура сервомеханизма. В больших, мощных, но медленно реагирующих контурах сервоприводов могут использоваться обычные двигатели переменного или постоянного тока и приводные системы с обратной связью по положению или скорости на двигателе.По мере увеличения требований к динамическому отклику используются более специализированные конструкции двигателей, такие как двигатели без сердечника.

Сервосистема отличается от некоторых приложений с шаговыми двигателями тем, что обратная связь по положению является непрерывной во время работы двигателя; Шаговая система полагается на двигатель, который не «пропускает шаги» для кратковременной точности, хотя шаговая система может включать в себя «исходный» переключатель или другой элемент для обеспечения долгосрочной стабильности управления. ^[27] Например, когда запускается струйный компьютерный принтер, его контроллер заставляет шаговый двигатель печатающей головки перемещаться в крайнее левое положение, где датчик положения определяет исходное положение и останавливает шаг.Пока питание включено, двунаправленный счетчик в микропроцессоре принтера отслеживает положение печатающей головки.

Линейный двигатель

Основная статья: линейный двигатель

Линейный двигатель — это, по сути, любой электродвигатель, который был «раскручен» так, что вместо создания крутящего момента (вращения) он создает прямолинейную силу по всей своей длине.

Линейные двигатели

чаще всего представляют собой асинхронные двигатели или шаговые двигатели. Линейные двигатели обычно встречаются во многих американских горках, где быстрое движение безмоторного железнодорожного вагона контролируется рельсом.Они также используются в поездах на магнитной подвеске, где поезд «летает» над землей. В меньшем масштабе, по крайней мере, один перьевой плоттер XY для компьютерной графики формата Letter (8,5 x 11 дюймов) производства Hewlett-Packard (в конце 1970-х — середине 1980-х годов) использовал два линейных шаговых двигателя для перемещения пера по двум направлениям. ортогональные оси.

Двигатели космические

Основная статья: двигатель космического корабля с электрическим приводом

Электродвигательная установка для космического корабля. Система представляет собой любую из множества форм электродвигателей, которые космический корабль может использовать для получения механической энергии в космическом пространстве.Большинство этих видов движителей космических аппаратов работают за счет электрического питания топлива до высокой скорости, но электродинамические тросы работают, взаимодействуя с магнитосферой планеты. ^[28]

Генератор

Основная статья: электрический генератор

Многие электродвигатели используются в качестве генераторов либо частично (например, с рекуперативным торможением), либо в течение всего срока службы. При механическом приводе магнитные электродвигатели вырабатывают мощность за счет своей обратной ЭДС.

Производительность

Преобразование энергии электродвигателем

Используя математические модели в терминах магнитного диполя, Рибарич и Шуштершич ^[29] рассматривают, как в случае синхронного двигателя и асинхронного двигателя внешний источник подает электрическую энергию на статор, чтобы поддерживать его вращающееся магнитное поле; эта энергия затем передается вращающимся магнитным полем магнитному диполю ротора; там она преобразуется в механическую энергию и механически передается через вращающийся вал внешнему пользователю.С другой стороны, в случае коллекторного двигателя внешний источник подает электрическую энергию непосредственно на магнитный диполь ротора для преобразования в механическую энергию.

Мощность

Выходная мощность роторного электродвигателя:

Где P в лошадиных силах, об / мин — это скорость вала в оборотах в минуту, а T — крутящий момент в фут-фунтах.

А для линейного двигателя:

Где P — мощность в ваттах, F — в ньютонах, а v — скорость в метрах в секунду.

КПД

Для расчета КПД двигателя механическая выходная мощность делится на входную электрическую мощность:, где η — эффективность преобразования энергии, P _e — входная электрическая мощность, а P _m — механическая выходная мощность.

В простейшем случае P _e = V I и P _m = T ω, где V — входное напряжение, I — входной ток, T — выходной крутящий момент, а ω — выходная угловая скорость.Можно аналитически вывести точку максимальной эффективности. Обычно он составляет менее 1/2 крутящего момента при остановке.

Крутящий момент типов двигателей

При оптимальном проектировании в пределах заданного ограничения по насыщению сердечника и для заданного активного тока (т. Е. Тока крутящего момента), напряжения, числа пар полюсов, частоты возбуждения (т. Е. Синхронной скорости) и плотности магнитного потока в воздушном зазоре, все категории электрических двигатели или генераторы будут демонстрировать практически одинаковый максимальный постоянный крутящий момент на валу (т.е.е., рабочий крутящий момент) в пределах заданной площади воздушного зазора с пазами обмотки и глубиной задней части, которая определяет физический размер электромагнитного сердечника. Для некоторых приложений требуются всплески крутящего момента, превышающие максимальный рабочий крутящий момент, например, короткие всплески крутящего момента для ускорения электромобиля с места. Всегда ограниченная насыщением магнитного сердечника или безопасным повышением рабочей температуры и напряжения, способность выдерживать скачки крутящего момента сверх максимального рабочего крутящего момента значительно различается между категориями электродвигателей или генераторов.

Способность к скачкам крутящего момента не следует путать со способностью ослаблять поле, присущей полностью электромагнитным электрическим машинам (электрические машины с постоянным магнитом (PM) исключены). Ослабление поля, недоступное для электрических машин с ПМ, позволяет электрической машине работать за пределами расчетной частоты возбуждения.

Электрические машины без топологии цепи трансформатора, такие как полевые машины (т. Е. Электромагнит) или постоянные магниты (PM). Синхронные электрические машины не могут реализовать всплески крутящего момента, превышающие максимально расчетный крутящий момент, без насыщения магнитопровода и увеличения тока. как бесполезный.Кроме того, узел постоянного магнита синхронных электрических машин с постоянными магнитами может быть непоправимо поврежден, если будут предприняты попытки увеличения крутящего момента, превышающего максимально допустимый рабочий крутящий момент.

Электрические машины с топологией трансформаторной схемы, такие как индукционные (т. Е. Асинхронные) электрические машины, индукционные электрические машины с двойным питанием и индукционные или синхронные электрические машины с двойным питанием ротора (WRDF), демонстрируют очень высокие всплески крутящего момента из-за активного текущий (т.е., Магнитодвижущая сила или произведение тока и витков обмотки), индуцированные с обеих сторон трансформатора, противостоят друг другу, и в результате активный ток не влияет на плотность потока магнитного сердечника трансформатора, что в противном случае привело бы к насыщение керна.

Электрические машины, основанные на принципах индукции или асинхронности, закорачивают один порт цепи трансформатора, и в результате реактивное сопротивление цепи трансформатора становится доминирующим по мере увеличения скольжения, что ограничивает величину активного (т.е.е., реальный) ток. Тем не менее, всплески крутящего момента, которые в два-три раза превышают максимальный расчетный крутящий момент, возможны.

Синхронная электрическая машина WRDF — единственная электрическая машина с действительно двухпортовой топологией трансформаторной схемы (т. Е. Оба порта независимо возбуждаются без короткозамкнутого порта). Топология схемы с двумя портами трансформатора, как известно, нестабильна и требует многофазного узла контактного кольца-щетки для передачи ограниченной мощности на обмотку ротора.Если бы были доступны прецизионные средства для мгновенного управления углом крутящего момента и проскальзыванием для синхронной работы во время движения или генерации, одновременно обеспечивая бесщеточную мощность для набора обмоток ротора (см. Бесщеточная электрическая машина с двойным питанием из обмотки ротора), активный ток синхронного электрического привода WRDF Машина не будет зависеть от реактивного сопротивления цепи трансформатора, и всплески крутящего момента, значительно превышающие максимальный рабочий крутящий момент и намного превосходящие практические возможности любого другого типа электрической машины, будут возможны.Были рассчитаны всплески крутящего момента, превышающие рабочий крутящий момент в восемь раз.

Плотность постоянного крутящего момента

Постоянная плотность крутящего момента обычных электрических машин определяется размером области воздушного зазора и глубиной задней части, которые определяются номинальной мощностью набора обмоток якоря, скоростью машины и достижимым воздухом. -зазорная магнитная индукция до насыщения активной зоны. Несмотря на высокую коэрцитивную силу постоянных магнитов из неодима или самария-кобальта, постоянная плотность крутящего момента практически одинакова для электрических машин с оптимально спроектированными наборами обмоток якоря.Никогда не следует путать постоянную плотность крутящего момента с пиковой плотностью крутящего момента, которая связана с выбранным производителем методом охлаждения, доступным для всех, или периодом работы до разрушения из-за перегрева обмоток или даже повреждения постоянного магнита.

Плотность непрерывной мощности

Постоянная плотность мощности определяется произведением постоянной плотности крутящего момента и диапазона скорости постоянного крутящего момента электрической машины.

Стандарты двигателей

Ниже приведены основные стандарты проектирования и производства электродвигателей:

Ссылки и дополнительная литература

Цитаты

1. ^ Шенхерр, Стивен Ф. [Рибарич М. и Шуштершич Л. Движущиеся точечные заряды, электрические и магнитные диполи, AM.J.Phys.60 (6), июнь 1992 г.]

Общие ссылки

• Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартное руководство для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, 1978, ISBN 0-07-020974-X.
• Эдвин Дж. Хьюстон и Артур Кеннелли, Последние типы динамо-электрических машин , авторское право American Technical Book Company 1897, опубликовано П.Ф. Коллиер и сыновья Нью-Йорк, 1902 г.
• Купхальдт, Тони Р. (2000–2006). «Глава 13 ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА». Уроки электрических цепей — Том II . http://www.ibiblio.org/obp/electricCircuits/AC/AC_13.html. Проверено 11 апреля 2006.
• «А.О. Смит: переменного и постоянного тока электродвигателей» (PDF). http://www.aosmithmotors.com/uploadedFiles/AC-DC%20manual.pdf. Проверено 7 декабря 2009.
• Resenblat & Frienman Оборудование постоянного и переменного тока
• http://www.streetdirectory.com/travel_guide/115541/technology/understanding_electric_motors_and_their_uses.html

Дополнительная литература

• Шейнфилд Д. Дж., Промышленная электроника для инженеров, химиков и техников, William Andrew Publishing, Norwich, NY, 2001.
• Fitzgerald / Kingsley / Kusko (Fitzgerald / Kingsley / Umans в более поздние годы), Electric Machinery , классический текст для студентов младших и старших классов электротехники. Первоначально опубликовано в 1952 году, шестое издание вышло в 2002 году.
• Bedford, B.D .; Хофт, Р.G. et al. (1964). Принципы инверторных схем . Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc .. ISBN 0 471 06134 4. (Для управления скоростью двигателя с переменной частотой используются схемы инвертора)
• Б. Р. Пелли, «Тиристорные преобразователи с фазовым управлением и циклоконвертеры: работа, управление и производительность» (Нью-Йорк: Джон Вили, 1971).
• Джон Н. Чиассон, Моделирование и высокопроизводительное управление электрическими машинами , Wiley-IEEE Press, Нью-Йорк, 2005, ISBN 0-471-68449-X.

См. Также

Внешние ссылки

Электродвигатели

Онлайн | Базируется в Уорикшире

Поиск

Поиск

• Дом
• Онлайн магазин
  • Интернет-магазин
  • Приводы TEC
  • Unipower и GIC, устройства контроля нагрузки и реле контроля.
  • Emotron Shaft Power Monitors
• Насчет нас
• Товары
  • Продукты
  • Электродвигатели
  • B56 Двигатели
  • LS IS IE4 Двигатели
  • Приводы переменного тока Yaskawa
    • Приводы переменного тока Yaskawa
    • GA700
  • Сервомоторы Yaskawa
  • Яскава ВИПА МИКРО
  • Гефран
  • Энкодеры Baumer
  • Crompton Controls
  • Приводы TEC
  • Продукты Королевства
  • Charter Controls
  • Шаговые двигатели JVL
  • Matara Линейные приводы
  • Виттенштейн
  • TT Электрический
  • Emotron
• Связаться с нами
• Новости

Привет, гость

Регистрация
|
Авторизоваться

Мой аккаунт
|
Выйти

0
Посмотреть корзину

Ваша корзина пуста

Качество

Производитель бесщеточного электродвигателя постоянного тока и гибридного шагового двигателя

Производитель бесщеточного электродвигателя постоянного тока и гибридного шагового двигателя

• • Тип обмотки: YWE
  • Угол эффекта Холла: 120 град.Электрический угол
  • Радиальный зазор: 0,025 мм / 400 г
  • Концевой зазор: 0,025 мм / 400 г
• • Тип обмотки: YWE
  • Угол эффекта Холла: 120 град.Электрический угол
  • Радиальный люфт: 0,02 мм / 460 г
  • Концевой зазор: 0,08 мм / 450 г
• • Диапазон напряжения: 12 и 24 В постоянного тока (также доступно 240 В)
  • Диапазон выходной мощности: от 15 до 20 Вт
  • Диапазон скорости: до 10 000 об / мин
  • Рабочая температура: от -20 ° C до + 40 ° C
• • Корпус коробки передач: литой под давлением алюминий повышенной прочности
  • Материал червячной передачи: бронза, сталь или пластик
  • Смазка: консистентная смазка и герметизация на всю жизнь
  • Тип подшипника: шариковые подшипники высокого качества
• • Точность угла шага: ± 5% (полный шаг, без нагрузки)
  • Точность сопротивления: ± 10%
  • Точность индуктивности: ± 20%
  • Повышение температуры: макс. 80 ℃ (номинальный ток, 2 фазы во включенном состоянии)
• • Поляки: 4
  • Класс изоляции: F
  • Класс безопасности: IP64
  • Тип энкодера: инкрементальный энкодер
• • Диапазон температур: -10 ~ + 50 ℃ / -40 ~ +85 ℃
  • Диапазон напряжения: 17 ~ 55 В постоянного тока
  • PWMF (кГц): 15
  • Время разгона SV: 0.1 ~ 10
• • Корпус коробки передач: литой под давлением алюминий повышенной прочности
  • Материал червячной передачи: бронза, сталь или пластик
  • Смазка: консистентная смазка и герметизация на всю жизнь
  • Тип подшипника: шариковые подшипники высокого качества
• • Диапазон напряжения: 24 В постоянного тока (220 В также доступно)
  • Диапазон выходной мощности: от 250 до 600 Вт
  • Диапазон скорости: до 9000 об / мин
  • Рабочая температура: от -20 ° C до + 40 ° C

Кто мы

Введение Компания ROYTEK & 3X MOTION TECHNOLOGIES существует с 2003 года, на ее производственных и торговых объектах работает более 300 человек по всему миру.В ROYTEK & 3X MOTION мы фокусируемся на …

Свяжитесь с нами

Адрес:
# 211, Building 3, ZiJin LianHe Square, 155 LongPan Road, Nanjing, China

Время работы:
9: 00-17: 00 (по пекинскому времени)

ФАКС:
86-25-85580981

Электронная почта:
бобби @ 3xmotion.com

Посмотреть больше >>

производителей электрических двигателей постоянного тока (производство двигателей переменного тока, двигателей постоянного тока, TR101EX)

Teco Electric Motor & Electronics — Профессиональные производители электрических двигателей постоянного и переменного тока с 30-летним опытом. Teco имеет заводы по производству двигателей переменного и постоянного тока в Китае и офис в Гонконге. Продукция Teco включает TR101EX и многое другое.

Обладая 30-летним опытом производства двигателей переменного и постоянного тока, Teco Electric Co. Ltd является известным производителем двигателей переменного и постоянного тока. Teco имеет заводы в Китае и офис в Гонконге. Наша продукция включает электродвигатели переменного тока, такие как электродвигатели с жалюзи, электродвигатели постоянного тока, такие как электродвигатели без сердечника и бесщеточные электродвигатели, а также солнечные электродвигатели. Teco обладает опытом в области производства мини-динамо-машины, двигателей 3 В, двигателей 12 В, двигателей постоянного тока 24 В, двигателей постоянного тока 48 В и микродвигателей.

Заводской вид

Китайская фабрика (Гуандун)

Китайская фабрика (Тяньцзинь)

Двигатель для тяжелых условий эксплуатации

Модель

: TR101EX

узнать больше

Teco Electric — профессиональные производители электрических двигателей постоянного и переменного тока с 30-летним опытом.Teco имеет заводы в Китае и офис в Гонконге.

Этот тип двигателя похож на полную противоположность братьям-сестрам в природе. Он использует фундаментальное явление: противоположные полюса притягиваются друг к другу, а похожие полюса отталкиваются. Внешний вид электродвигателя постоянного тока называется ярмом, который защищает его от любых внешних помех. В нем размещается система возбуждения и поддерживается якорь через подшипники. После этого присутствует магнит статора. По сути, это электромагниты с таким n-расположением, при котором соседние полюса имеют противоположную полярность.Основная часть двигателя — это якорь, который в основном представляет собой проводники или катушки, которые могут свободно вращаться на опорных подшипниках. Двигатели постоянного тока бывают двух типов — щеточные электродвигатели переменного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока.

Другими словами, электрическая машина — это машина, которая может использовать электричество для уменьшения человеческих усилий. Итак, от стиральной машины до сложного компьютера мир наполнен электрическими машинами.

Следующим шагом в понимании этих двигателей будет расшифровка разницы между версиями электродвигателя постоянного и переменного тока.В то время как DC означает постоянный ток, последний представляет собой переменный ток.

Хотя оба двигателя находят множество применений, существуют также определенные двигатели, которые преобразуют одну форму механизма в другую. Итак, есть определенные машины, которые инициируют постоянный ток, но преобразуют его в переменный ток, и наоборот.

Теперь есть еще что-то, что называется мотор-редуктором, и, проще говоря, целая система, которую можно использовать для создания машин. Электродвигатель и зубчатая передача, все в одном пакете, что делает его подходящим. для всех видов машин.Сегодня вы сможете найти мотор-редукторы в небольших наручных часах, которые вы надеваете на руку, а также в больших кранах, которые вы видите на строительных площадках.

Электродвигатель постоянного тока имеет различные типы соединений, каждое из которых имеет свое уникальное назначение. К ним относятся последовательное соединение, составное соединение и шунтирующее соединение. Первый тип двигателя соединяет обмотки возбуждения с якорем с помощью любого обычно встречающегося источника постоянного тока. Как правило, они легкие, что означает, что они находят применение в небольших машинах.Однако могут быть созданы более крупные версии, которые часто используются в двигателях локомотивов.

Шунтирующее соединение в версии электродвигателя постоянного тока предлагает большие механизмы регулирования скорости, поэтому оно часто используется в станках и натяжителях. И, наконец, в составном соединении двигатель может использоваться в двух типах соединений: дифференциальном и дифференциальном. Этот тип соединения часто встречается в более крупных машинах и оборудовании, особенно в тех, которые, например, требуют более высокого крутящего момента.

Разница между электрическими двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока Редуктор

Двигатели — это электрические устройства, работающие от электричества. Существует два основных типа мотор-редукторов: электродвигатели переменного тока и электродвигатели. Электродвигатель — это устройство с движущимся ротором и валом, используемое для передачи механической энергии. На практике ротор электродвигателя постоянного тока имеет внутри проводники для передачи токов, которые через магнитное поле статора создают силы, вращающие вал.

Основное различие между электрическими двигателями переменного тока и редукторами двигателей постоянного тока заключается в том, что в первом случае электрический заряд движется в обратном направлении через определенные промежутки времени, тогда как в последнем электрический заряд течет только в одном направлении. Двигатели переменного тока состоят из двух движущихся магнитных полей, заключенных на ротор и статор. Кроме того, двигатели переменного тока классифицируются как асинхронные или индукционные. Как следует из названия, последний двигатель постоянного тока индуцирует ток, полагаясь на небольшую разницу между статором и валом ротора.Обычно промышленный электродвигатель переменного тока содержит электрическую клеммную коробку и выходной вращающийся вал на своей верхней и левой стороне соответственно. Эти типы электродвигателей постоянного тока в основном используются в насосах, конвейерах, воздуходувках и другом промышленном тяжелом оборудовании.

Еще одним типом электродвигателя постоянного тока является электродвигатель постоянного тока или постоянного тока, который работает на основе однонаправленного потока электрического заряда. Обычно вы получаете ток от батарей, солнечных элементов, термопар и так далее.Двигатели постоянного тока работают по принципу притяжения и отталкивания полюсов на своих полюсах, тем самым создавая электромагнитное поле. Когда этот тип электродвигателя применяется снаружи, он работает как генератор постоянного тока. Электродвигатель постоянного тока постоянного тока используется для привода локомотивов и трамваев в основном из-за его способности генерировать высокую скорость вращения. TECO — производитель электродвигателей, которому вы доверяете.

Добро пожаловать в Teco Motor

Американские электродвигатели

Вы ищете подходящий электродвигатель? Вы пришли в нужное место, так как American Electric Motors может поставить вам новый или отремонтированный двигатель всего за час * в зависимости от вашей близости к пункту продажи.Это связано с тем, что у American Electric Motors есть точки сбыта двигателей, разбросанные по всей территории Соединенных Штатов и Канады. В American Electric Motors наши цены чрезвычайно трудно превзойти. В American Electric Motor Corporation мы продаем и обслуживаем все марки и модели электродвигателей переменного и постоянного тока, а также зубчатые передачи!

Demag Electric Motors: American Electric Motor Corporation — гордый представитель компании Demag Crane в области продаж и обслуживания двигателей Demag Crane, лебедки Demag и сервисного обслуживания.American Electric предлагает современные, высокоэффективные заменяющие двигатели Demag для большинства промышленных применений. American Electric может указать стоимость замены большинства электродвигателей Demag, низкоскоростных двигателей Demag и редукторов Demag. Свяжитесь с нашим отделом продаж и сообщите свой текущий ТИП Demag и СЕРИЙНЫЙ номер с паспортной таблички вашего существующего агрегата, чтобы сразу узнать цену. Свяжитесь с нашим отделом продаж сегодня, чтобы узнать цену и наличие всех запчастей Demag, электродвигателей Demag и редукторов Demag .

Мы ремонтируем все серводвигатели

Мы предлагаем полную линейку одно- и трехфазных двигателей мощностью от субфракционных до 2000 лошадиных сил. Наши объекты полностью оснащены современным оборудованием для ремонта и испытаний, которое более чем превышает стандарты, которые предъявляются к сегодняшнему промышленному рынку. Мы очень гордимся тем, что можем предложить точки распространения по всей территории США и Канады.

Мы гордимся тем, что продаем и обслуживаем все марки и модели электродвигателей переменного и постоянного тока.

AEG, ALLEN BRADLEY, AOSMITH, BALDOR, BELL & GOSSETT, BODINE, BROOK CROMPTON, CENTURY, CONTRAVES, DAYTON, DELCO, DEMAG, EATON, EMERSON, FASCO, GETTYS, GE, GOULD, GUSHER, LEESDRAM, IN MAGNETEK, MARATHON, P&H, PACIFIC SCIENTIFIC, RELIANCE, REULAND, SEW EURODRIVE, SIEMENS, SPARKS, TOSHIBA, UNICO, US, Van der Graaf, VON WEISS и многие другие.

В компании American Electric Motor Company мы гордимся тем, что за плечами у нас сотни лет обучения, а талантливые техники работают во всех областях ремонта двигателей. На наши электродвигатели предоставляется годовая гарантия на обслуживание, и мы предлагаем круглосуточную помощь без выходных, с быстрым временем ремонта при ремонте любых продуктов, которые мы продаем. Сюда входят небольшие электродвигатели, специальные электродвигатели и электродвигатели OEM, которые при необходимости могут быть восстановлены.