Что такое электродвигатель?
Электродвигатель определяется как машина, преобразующая электрическую энергию в механическую. Обычно электродвигатели приводятся в действие взаимодействием между магнитным полем и электрическим током в обмотке катушки. Благодаря этому он создает усилие в виде крутящего момента, приложенного к валу двигателя. Кстати, чтобы купить электродвигатели нужно перейти на сайт.
Электродвигатели в основном питаются от источников постоянного тока, таких как батареи или выпрямители, и / или от источников переменного тока, таких как электрические сети, инверторы или электрические генераторы. Двигатели можно классифицировать по таким признакам, как тип источника питания, конструкция, применение и тип выходной частоты вращения.
Некоторые различные типы электродвигателей отличаются тем, как расположены проводники и поле. Кроме того, он определяет, какой механический выходной крутящий момент, скорость и положение могут быть использованы.
Современные типы электродвигателей могут обеспечивать удобную механическую мощность для промышленного использования. Промышленные применения включают вентиляторы, воздуходувки и насосы, станки, транспортные средства и дисководы. Малогабаритные двигатели используются в электрических часах. Большинство основных типов обсуждаются ниже.
Типы электродвигателей
- Двигатель постоянного тока
- Шунтирующий двигатель
- Двигатель с раздельным возбуждением
- Серийный двигатель
- Составной двигатель
- Двигатель постоянного тока PMDC
- Двигатель переменного тока
- Асинхронный двигатель
- 1-фазный асинхронный двигатель
- 3-фазный асинхронный двигатель
- Синхронный двигатель
- Шаговый двигатель
- Бесщеточный двигатель
- Универсальный двигатель
- Гистерезисный двигатель
- Реактивный двигатель
- Линейный двигатель
Двигатель постоянного тока — это тип вращающегося электродвигателя, который преобразует электрическую энергию в механическую. Это означает, что входной электрической энергией является постоянный ток, который преобразуется в механическое вращение.
Наиболее распространенные типы двигателей постоянного тока зависят от сил, создаваемых магнитным полем. Когда создается магнитное поле, токопроводящий проводник получает крутящий момент и задает направление движения.
Почти все двигатели постоянного тока имеют какой-либо внутренний механизм, электромеханический или электронный, который периодически изменяет направление тока в двигателе. Эти двигатели различаются по размеру и используются в игрушках, электромобилях, лифтах, тали и сталелитейных прокатных станах.
1. Шунтирующий двигатель
Это тип двигателя постоянного тока, в котором обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря двигателя. Благодаря этому на обе обмотки двигателя подается одинаковое напряжение, и он поддерживает индуктивную скорость при любой нагрузке.
Всякий раз, когда двигатель постоянного тока включается, ток протекает через статор и ротор. Это создает два поля, то есть полюс и якорь. Шунтирующие двигатели обычно имеют низкий пусковой момент и также работают с постоянной скоростью. Этот тип двигателя используется в центробежных насосах, лифтах, токарных станках, конвейерах, прядильных машинах и т.д.
2. Двигатель с раздельным возбуждением
Как следует из названия, в двигателях этого типа основное питание подается отдельно на якорь и обмотку возбуждения. Преимущество использования этого двигателя заключается в том, что ток от якоря не протекает через обмотку возбуждения, поскольку обмотка питается от отдельного источника постоянного тока.
Двигатели постоянного тока с раздельным возбуждением подходят для применений, требующих изменения частоты вращения от низких до очень высоких значений. Эти типы электродвигателей обычно используются на сталепрокатных станах, бумагоделательных машинах, судовых двигателях и в других областях применения.
3. Серийный двигатель
Серийные двигатели представляют собой набор двигателей с раздельным возбуждением, в которых напряжение подключено последовательно к обмотке якоря, и, таким образом, через нее проходит большой ток. Функция электродвигателя серии аналогична функциям других двигателей, которые преобразуют электрическую энергию в механическую.
В этом типе клемма источника питания находится на одном конце якоря и катушки возбуждения. Токопроводящий проводник взаимодействует с внешним магнитным полем всякий раз, когда магнитное поле почти создано, и тогда может быть создано вращательное движение. Они подходят как для высокомощных, так и для маломощных электроприводов с фиксированной и переменной скоростью вращения.
4. Составной двигатель
Составной двигатель представляет собой комбинацию как последовательных, так и шунтирующих катушек возбуждения, подключенных к обмотке якоря. Он обеспечивает необходимое количество магнитного потока в якоре для создания необходимого крутящего момента, способствующего вращению на желаемом уровне скорости.
Этот тип двигателя был изобретен для улучшения свойств обоих этих двигателей. Шунтирующий двигатель обеспечивает чрезвычайно эффективное регулирование скорости, в то время как серийный двигатель обладает большим пусковым моментом. Но пусковой момент не так высок, как в случае серийного двигателя, и регулирование скорости у них не такое эффективное, как у шунтирующего двигателя.
5. Двигатель постоянного тока
Как следует из названия, этот тип двигателя оснащен полюсами постоянных магнитов. В этом двигателе магниты намагничены радиально и установлены на внутренних сторонах цилиндрического стального статора. Поскольку этот двигатель не имеет катушки возбуждения, он генерирует крутящий момент за счет взаимодействия потока якоря и постоянного потока.
Двигатель постоянного тока состоит из сердечника якоря, коллектора и обмотки якоря. Рабочее напряжение двигателя постоянного тока постоянного тока составляет 6 Вольт, 12 вольт, в противном случае 24 вольта постоянного тока подается от источников напряжения, таких как батареи или выпрямители. Двигатели постоянного тока постоянного тока широко используются там, где требуются небольшие двигатели постоянного тока.
Двигатель переменного тока
Двигатель переменного тока — это электродвигатель, который использует явление электромагнитной индукции для преобразования переменного тока в механическую мощность. Он состоит из двух основных частей: внешнего статора, питаемого переменным током для создания магнитного поля, и внутреннего ротора, соединенного с выходным валом, создающим второе магнитное поле.
Магнитные поля ротора могут создаваться постоянными магнитами, индуктивностью или электрическими обмотками постоянного или переменного тока. 3-фазные двигатели переменного тока в основном применяются в промышленности для массового преобразования электроэнергии в механическую работу. Для запуска двигателя требуется меньшая мощность, и он обеспечивает большую долговечность.
1. Асинхронный двигатель
В этом двигателе для создания крутящего момента, получаемого за счет электромагнитной индукции от вращающегося магнитного поля обмотки статора, требуется электрический ток. По этой причине асинхронный двигатель может быть сконструирован без электрического подключения к ротору.
Асинхронный двигатель — это обычная конфигурация, используемая в промышленных, коммерческих или жилых помещениях. Иногда эти двигатели называют ‘асинхронными двигателями’, потому что они работают на скоростях, меньших, чем синхронные двигатели. Это простая, прочная конструкция, низкая стоимость и требует минимального обслуживания.
а) 1-фазный асинхронный двигатель
Как следует из названия, 1-фазный двигатель переменного тока обычно работает от однофазного источника питания. Он состоит из однофазной обмотки на статоре и обмотки сепаратора на роторе. Когда на обмотку статора подается 1 фазное питание, генерируется импульсное магнитное поле. Ротор не вращается из-за инерции в пульсирующем поле.
б) 3-фазный асинхронный двигатель
3-фазный асинхронный двигатель использует электромеханическую энергию для преобразования 3-фазной входной электрической мощности в выходную механическую мощность. Эти двигатели предназначены для работы от 3-фазных источников переменного тока, которые используются во многих промышленных применениях.
Они используются в конкретных приложениях, таких как дробилки, плунжерные насосы, краны, лифты, компрессоры и конвейеры.
2. Синхронный двигатель
Он определяется как двигатель переменного тока, в котором вращение ротора синхронизировано с частотой питания. В этом типе все вращения, совершаемые ротором, равны целому числу, кратному частоте приложенного тока.
Работа этого двигателя не зависит от индукционного тока. В отличие от асинхронных двигателей, в этом многофазном двигателе переменного тока на статоре присутствуют электромагниты, которые генерируют вращающееся магнитное поле. Эти двигатели обычно используются в приложениях, требующих устойчивого и точного движения.
Специальные типы электродвигателей
1. Шаговый двигатель
Это тип двигателя, который разделяет полный оборот на несколько равных ступеней. Положением двигателя можно управлять, включив и удерживая любую из этих ступеней без какого-либо датчика положения для обратной связи, при условии, что двигатель имеет правильные размеры для применения в отношении крутящего момента и скорости.
Он состоит из двух основных компонентов, которыми являются ротор и статор. Ротор представляет собой вращающийся вал, а статор имеет электромагниты, которые образуют неподвижную часть двигателя. Эти двигатели могут обеспечивать гибкость и постоянный удерживающий момент без необходимости управления двигателем. Они используются в оборудовании для 3D-печати, текстильных машинах и печатных станках.
2. Бесщеточный двигатель
Это тип электродвигателя постоянного тока, который не имеет щеток и использует источник питания постоянного тока. Двигатель содержит электронный контроллер для изменения постоянного тока в обмотках двигателя, создавая магнитные поля, которые вращаются в пространстве и следуют за ротором с постоянным магнитом.
Кроме того, контроллер также регулирует фазу и амплитуду импульсов постоянного тока для управления скоростью и крутящим моментом двигателя. Эти типы электродвигателей высокоэффективны для создания большого крутящего момента в широком диапазоне скоростей. Бесщеточные двигатели используются во многих приложениях, таких как жесткие диски, проигрыватели CD / DVD, насосы и т.д.
3. Универсальный двигатель
Универсальный двигатель — это двигатель, который способен работать от сети переменного или постоянного тока и использует электромагнит в качестве статора для создания своего магнитного поля. Двигатель имеет переменную скорость вращения, высокий крутящий момент при передаче и обеспечивает высокий пусковой момент. Универсальные двигатели обычно используются в пылесосах, швейных машинах и т.д.
Универсальный двигатель аналогичен по конструкции двигателю серии DC, но слегка модифицирован для обеспечения правильной работы двигателя от сети переменного тока. Эти типы электродвигателей рассчитаны на работу с высокими скоростями, превышающими 3500 об/мин. Этот двигатель может хорошо работать от сети переменного тока, поскольку и катушка возбуждения, и якорь будут иметь обратную полярность по отношению к источнику питания.
4. Гистерезисный двигатель
Это тип асинхронного двигателя с цилиндрическим ротором, который работает на индуцированных гистерезисных потерях в стальном роторе с высоким удержанием. Они могут использовать как одну фазу, так и три фазы и обеспечивают бесшумную работу для окружающей среды, плюс поддерживают постоянную скорость.
Кроме того, эти двигатели долговечны и надежны в процессе эксплуатации и способны работать на различных скоростях. Крутящий момент, генерируемый в двигателе, обусловлен гистерезисом и вихревым током, который индуцируется из-за обмотки статора. Гистерезисные двигатели используются в системах звукозаписи и продюсирования, таких как электрические часы, магнитофоны, проигрыватели грампластинок и т.д.
5. Реактивный двигатель
Реактивные двигатели имеют непостоянные магнитные полюса на ферромагнитном роторе, который не имеет обмоток. Мощность, которую обеспечивают эти двигатели, высока при низкой стоимости, что делает их привлекательными во многих областях применения.
Принцип работы этого двигателя заключается в том, что всякий раз, когда магнитный материал находится в магнитном поле, он всегда движется вверх с низким сопротивлением. Основным недостатком является то, что при работе на низкой скорости они имеют высокую пульсацию крутящего момента, а пульсация крутящего момента вызывает шум. Он используется для многих применений, таких как таймеры, сигнальные устройства, записывающее оборудование и т.д.
6. Линейный двигатель
Линейный двигатель состоит из ротора и статора прямой формы, как вы можете видеть на рисунке выше. Таким образом, вместо создания крутящего момента при вращении, он создает линейную силу по своей длине. Однако эти типы электродвигателей не обязательно являются прямыми.
В частности, активная секция линейного двигателя прерывается, тогда как более традиционные двигатели устроены как непрерывный контур. Многие конструкции линейных двигателей подразделяются на две основные категории: линейные двигатели с низким ускорением и линейные двигатели с высоким ускорением. Эти двигатели могут использоваться для приведения в действие ленточных конвейеров, челноков на текстильных ткацких станках и оборудования, требующего линейного перемещения.
Подведение итогов
Как я уже говорил о двигателях, они чрезвычайно важны в современной жизни. Электродвигатель использует постоянный или переменный ток для выработки механической энергии за счет использования магнетизма, смешанного с электрическим током. Это высокоэффективные устройства, зависящие в первую очередь от условий их эксплуатации и размера двигателя.