Электродвигатель из чего состоит. Электродвигатель: устройство, принцип работы, типы и применение

Что такое электродвигатель и как он работает. Какие бывают типы электродвигателей. Из каких основных частей состоит электродвигатель. Где применяются электродвигатели в промышленности и быту. Каковы преимущества и недостатки разных видов электродвигателей.

Что такое электродвигатель и как он работает

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую энергию вращательного движения. Принцип его работы основан на взаимодействии магнитных полей статора и ротора.

Как работает электродвигатель:

1. При подаче электрического тока в обмотки статора создается вращающееся магнитное поле.
2. Это поле взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая крутящий момент.
3. В результате ротор начинает вращаться, преобразуя электрическую энергию в механическую.

Скорость вращения ротора зависит от частоты переменного тока и числа пар полюсов двигателя. Чем больше пар полюсов, тем медленнее вращается ротор при той же частоте тока.

Основные типы электродвигателей

Существует несколько основных типов электродвигателей:

• Асинхронные двигатели — наиболее распространенный тип. Простые, надежные, недорогие.
• Синхронные двигатели — мощные двигатели для промышленного применения.
• Двигатели постоянного тока — обеспечивают плавное регулирование скорости.
• Шаговые двигатели — для точного позиционирования.
• Вентильные двигатели — с электронным управлением, высокий КПД.

Выбор типа двигателя зависит от конкретного применения, требуемой мощности, режима работы и других факторов.

Устройство и основные части электродвигателя

Основные компоненты типичного электродвигателя:

• Статор — неподвижная часть с обмотками, создающими магнитное поле.
• Ротор — вращающаяся часть двигателя.
• Вал — передает крутящий момент на рабочий механизм.
• Подшипники — обеспечивают вращение ротора.
• Корпус — защищает внутренние компоненты.
• Система охлаждения — отводит тепло.

Конструкция может различаться в зависимости от типа и мощности двигателя. Например, в асинхронных двигателях ротор имеет короткозамкнутую обмотку, а в синхронных — обмотку возбуждения.

Области применения электродвигателей

Электродвигатели широко применяются во многих сферах:

• Промышленность — приводы станков, насосов, компрессоров, конвейеров.
• Транспорт — электромобили, электропоезда, трамваи.
• Бытовая техника — холодильники, стиральные машины, пылесосы.
• Робототехника — приводы манипуляторов.
• Авиация — приводы механизации крыла, насосы.
• Медицинское оборудование — томографы, хирургические инструменты.

Развитие электродвигателей позволяет создавать все более эффективные и экологичные устройства во многих областях техники.

Преимущества и недостатки разных типов электродвигателей

Каждый тип электродвигателей имеет свои особенности:

Асинхронные двигатели

Преимущества:

• Простая и надежная конструкция
• Низкая стоимость
• Не требуют сложного обслуживания

Недостатки:

• Сложность регулирования скорости
• Относительно низкий КПД на малых мощностях

Синхронные двигатели

Преимущества:

• Высокий КПД
• Постоянная скорость вращения
• Возможность работы с высоким коэффициентом мощности

Недостатки:

• Сложность конструкции
• Высокая стоимость
• Необходимость в источнике постоянного тока для обмотки возбуждения

Двигатели постоянного тока

Преимущества:

• Плавное регулирование скорости в широком диапазоне
• Высокий пусковой момент
• Компактность при малых мощностях

Недостатки:

• Наличие коллектора снижает надежность
• Требуют более сложного управления
• Высокая стоимость для больших мощностей

Как выбрать подходящий электродвигатель

При выборе электродвигателя следует учитывать несколько ключевых факторов:

1. Требуемая мощность — должна соответствовать нагрузке с учетом КПД и запаса.
2. Скорость вращения — выбирается исходя из требований механизма.
3. Режим работы — продолжительный, повторно-кратковременный или кратковременный.
4. Условия эксплуатации — температура, влажность, запыленность.
5. Тип питающей сети — постоянный или переменный ток, напряжение, частота.
6. Способ монтажа — вертикальный, горизонтальный, фланцевый и т.д.
7. Степень защиты — IP44, IP54, IP55 и другие в зависимости от среды.

Правильный выбор электродвигателя обеспечивает оптимальную работу оборудования, снижает энергопотребление и увеличивает срок службы.

Техническое обслуживание и ремонт электродвигателей

Регулярное обслуживание электродвигателей необходимо для обеспечения их надежной работы и длительного срока службы. Основные мероприятия включают:

• Периодический осмотр и очистка от пыли и грязи
• Проверка состояния подшипников и их смазка
• Контроль сопротивления изоляции обмоток
• Измерение вибрации и температуры нагрева
• Проверка состояния электрических соединений

При обнаружении неисправностей может потребоваться ремонт электродвигателя. Наиболее частые причины выхода из строя:

• Повреждение подшипников
• Пробой изоляции обмоток
• Механические повреждения ротора или статора
• Выход из строя элементов системы охлаждения

Сложный ремонт электродвигателей должен выполняться только квалифицированными специалистами с использованием специального оборудования.

Перспективы развития электродвигателей

Современные тенденции в развитии электродвигателей направлены на повышение их эффективности и экологичности:

• Разработка новых магнитных материалов для уменьшения потерь
• Совершенствование конструкции для снижения массы и габаритов
• Внедрение интеллектуальных систем управления и диагностики
• Создание высокоскоростных электродвигателей для специальных применений
• Развитие технологий производства сверхпроводниковых электродвигателей

Особое внимание уделяется разработке эффективных электродвигателей для электромобилей, что связано с растущим спросом на экологически чистый транспорт. Ожидается, что в ближайшие годы эта область будет активно развиваться.

✔ Особенности электродвигателя ✔ Статьи компании «Мир Привода»

Электрический двигатель – сложная система, компоненты которой способны перерабатывать электрическую энергию, преобразовывая ее в механическую. Она требуется для активации всевозможных механизмов. Электрический двигатель – ведущий компонент электропривода. В зависимости от режима функционирования электродвигатель может выполнять преобразование энергии в обратном направлении, то есть преобразовывать механическую энергию в электрическую – в этом случае он работает как электрогенератор.

Устройства отличаются по разным параметрами, включая тип механического движения, которое формируют. По этим характеристикам они могут быть вращающимися, линейными и другими. Под понятием электрического двигателя зачастую подразумевается вращающаяся система, которая пользуется сегодня повышенным спросом.

Как работает электродвигатель

В принцип функционирования заложена электромагнитная индукция. Это механизм образования электрополя или тока, что происходит ввиду воздействия колеблющегося магнитного поля. Любое электрическое поле, склонно к изменениям, формирует магнитное – взаимодействие этих двух факторов способствует отталкиванию или притягиванию компонентов статора и ротора.

Из чего состоит агрегат

Электродвигатель вращающегося типа состоит из двух основных частей:

статора и ротора. Первый относится к статичным компонентам, второй – к вращающимся. Также в конструкции предусмотрен якорь. Это обмотка, которая является проводником тока при функционировании мотора. Якорь бывает статичным или активным. Зачастую таким наименованием характеризуются подвижный элемент в различных приборах, вырабатывающих электромагнитное поле.

Какие электродвигатели сегодня наиболее актуальны

Существуют разные вариации электрических двигателей, но наиболее востребованными считаются асинхронные и модели постоянного тока

Асинхронные

Отличаются относительно низкой ценой по сравнению с конкурентами. Обладают простой конструкцией. И эти два фактора делают изделие широко востребованным в разных сферах.

Особенность конструкций заключается в таком параметре, как скольжение. Он предполагает разницу между частотой вращения магнитного поля статичного элемента и скорости движения ротора. Напряжение на динамичном компоненте машины индуцируется благодаря переменному магнитному полю обмоток статора. Вращение продуцирует взаимодействие электромагнитов неподвижного элемента и магнитного поля ротора, которое образуется ввиду сформированных в нем вихревых токов. По типам обмоток статора бывают двигатели:

• Однофазные – агрегаты могут работать только при наличии внешнего фазосдвигающего компонента, например, конденсатора или индуктивного прибора. Эти двигатели отличаются незначительной мощностью.
• С двумя фазами – машины, которые оснащаются двумя обмотками со смещенными по отношению друг к другу фазами. Модели часто встречаются в бытовой технике, а также в оборудовании, которое не требует мощного электродвигателя.
• С тремя и более фазами – многофазные электрические машины, оснащенные тремя+ обмотками статора, смещенными на определенный угол.

Обмотка ротора электродвигателей первого вида – это стержни, которые лишены изоляции, и изготовлены из сочетания меди и алюминия. Они замкнуты с двух сторон кольцами. Такие электродвигатели обладают внушительным набором сильных сторон:

• Упрощенная система пуска. Также оборудование допускает подключение к электросети посредством устройств коммутации.
• Допустимы короткие нагрузки среднего уровня.
• Могут входить в конструкцию оборудования, эксплуатация которого требует высокой мощности. Моторы этого вида не включают в состав скользящих контактов, которые могут минимизировать мощность.
• Несложное техническое обслуживание и ремонтные работы. Это обусловлено тем, что специалисту не потребуется много времени на разборку простой конструкции.
• Невысокая стоимость – модели стоят значительно дешевле синхронных аналогов.

Среди недостатков асинхронных машин можно отметить:

• Невысокая предельная мощность.
• Сложно реализовать возможность корректировки количества вращений за определённую единицу времени.
• Требует высоких стартовых токов при прямом запуске.

Электродвигатели постоянного тока

Еще один вариант часто используемых электрических машин, которые активно применяются в электрическом транспорте, промышленных аппаратах, в исполнительных механизмах.

Моторы постоянного тока имеют много преимуществ:

• Доступна корректировка частоты вращения посредством изменения уровня напряжения в обмотке. Крутящий момент двигателя постоянного тока остается на едином уровне.
• Большой коэффициент полезного действия – этот параметр в ДПТ несколько выше, чем у самых продвинутых асинхронных моделей. При средней нагрузке на валу коэффициент полезного действия возрастает примерно на десять или пятнадцать процентов.
• Относительно компактные размеры, что позволяет использовать ДПТ в качестве микроприводов для различных механизмов.
• Простое управление. Для старта, реверса, корректировки скорости нет необходимости в покупке сложного и дорогостоящего оборудования, в наличии множества устройств коммутации.
• Способен преобразовывать механическую энергию в электрическую – работать в качестве генератора. Двигатели такого плана подходят в качестве стабильных источников постоянного электричества.
• Пусковой момент, позволяющий использовать машину в сочетании с кранами, тяговыми механизмами, конструкциями, предназначенными для подъема грузов.

Двигатели постоянного тока оборудуются:

• Постоянными магнитами – модели одеты в компактные корпуса, и зачастую применяются как микроприводы;
• Электромагнитным возбуждением – наиболее популярное решение, которое используется в бытовой технике, всевозможном оборудовании.

Электрические моторы с электромагнитным возбуждением различаются по типу обмотки статора:

• С параллельным возбуждением – якорь и статор в этом случае подключены параллельно по отношению друг к другу. Такие модели не нуждаются в дополнительном источнике питания, а скорость, с которой вращается ротор, не диктуется оказываемой нагрузкой. Подобный вариант уместен для применения в сочетании с оборудованием, которое решает задачи резки металла и в других целях.
• С последовательно подключаемой обмоткой статора. Двигатели этой разновидности обладают высоким пусковым моментом. Они актуальны для транспорта, двигающегося от электричества, в промышленных машинах, где есть нужда в пуске под значительной нагрузкой.
• Смешанное возбуждение. Элемент возбуждения в таких машинах состоит из двух частей. Первая подключена параллельно, вторая – последовательно якорю. Двигатели этой разновидности нужны для функционирования оборудования, требующего высокого пускового момента.

Методы управления электрическими двигателями на практике

Управление электрическими машинами предполагает возможность коррекции таких характеристик, как скорость и мощность. К примеру, если на асинхронную машину подать напряжение определенного параметра, она будет продуцировать вращения с номинальной мощность – выйти за эти пределы оборудование не способно. При необходимости снизить или увеличить скорость вращения применяются преобразователи частот. Они призваны сформировать требуемый ритм разгона и остановки, что позволяет быстро и беспроблемно корректировать частоту функционирования агрегата.

Чтобы создать нужный разгон и торможение без вмешательства в частоту к работе привлекают устройства плавного пуска. При необходимости в управлении исключительно сценарием старта агрегата внедряют систему «звезда-треугольник». Для активации мотора без устройства плавного пуска актуальны специальные контакторы – с их помощью пуском, тормозом и другими параметры управляют на расстоянии, то есть дистанционно.

Прозвон и сопротивление

Асинхронное оборудование зачастую оснащено 3 обмотками. Каждая из них имеет 2 вывода – их помечают в клеммной коробке. Если выводы доступны, их можно прозвонить с целью получения параметра сопротивления и его сравнения с величинами, снятыми с остальных обмоток. Если величины сопротивления отличаются на один процент и менее, то с высокой вероятностью проблем в работе не имеется.

Для вычисления сопротивления обмоток применяется такой прибор, как омметр. Также следует знать, чем выше мощность агрегата, тем меньше показатель сопротивления обмоток.

Вычисление мощности электрического двигателя

Самый простой метод, который может помочь в определении номинальной мощности двигателя – шильдик. На детали прописана механическая мощность – ее значение зачастую ниже той, которая потребляется, что обусловлено потерями на нагреве и трении. Но если шильдик на системе отсутствует, можно использовать визуальный инструмент – оценка по размерам оборудования. Если мотор оснащен валом большого диаметра, его мощность будет достаточно высокой и наоборот.

Также параметр мощности вычисляется по нагрузке и настройкам, выставленным на защитных приборах, которые подают питание на агрегат. Еще один вариант – старт двигателя на номинальной мощности, что даст валу нагрузку. После этого следует измерить ток специальными клещами. Показатель должен быть идентичен по всем обмоткам. Для определения примерной мощности асинхронной машины, которая подключена по алгоритму «звезда», номинальный ток делят на двое.

Увеличение и уменьшение оборотов

Такая функция, как корректировка скорости вращения требуется в следующих режимах функционирования:

• старт;
• остановка;
• работа.

Для этого лучше всего прибегнуть к специальному прибору – частотному преобразователю. Корректировка настроек позволяет достичь различной частоты вращения – она зависит от технических параметров электродвигателя. При этом доступно управление другими настройками оборудования, анализ его состояния во время активности. Можно изменять показатель частоты в плавном и ступенчатом режиме.

Управление оборотами на старте и при установке выполняется посредством устройства плавного пуска. Этот прибор уменьшает пусковой ток благодаря медленному разгону и постепенному повышению оборотов.

Особенности вычисления тока и мощности прибора

Если ток асинхронного устройства известен (узнать можно по шильдику или с помощью изменений в номинальном режиме), но при этом мощность остается неизвестной. В этом случае следует прибегнуть к формуле: Р = I (1,73·U·cosφ·η):

• P – полезная мощность в номинальном состоянии в Ваттах (этот параметр производители зачастую указывают на шильдике).
• I – показатель тока агрегата.
• U – напряжение питания обмоток.
• Cosφ – коэффициент мощности.
• η – КПД.

Если мощность известна, и требуется узнать ток, используют формулу: I = P/(1,73·U·cosφ·η).

Для оборудования с мощность более 1.5 кВт, с подключением типа «звезда» используют правило – для примерного расчёта показателя тока его мощность умножают на два.

Настройка мощности: увеличение

Мощность, которую производитель дублирует на шильдике мотора, зачастую ограничена допустимым током, то есть – нагревом корпуса. При повышении показателя требуется предпринять ряд действий, которые направлены на нормализацию температуры корпуса привода двигателя. Например, выполнив установку самостоятельного вентилятора.

При применении преобразователя частоты для увеличения мощности частоту можно изменить посредством ШИМ, но при этом не стоит допускать чрезмерного нагревания преобразователя частоты. Параметр также можно изменить с помощью редуктора или ременной передачи, однако число оборотов при этом уменьшится.

Если вышеперечисленные рекомендации не позволяют справиться с поставленной задачей, остается единственный выход из ситуации – заменить маломощный движок на более производительный.

Потеря мощности при подключении 3-фазного двигателя к 1-фазной сети

Такой формат подключения предполагает использование пускового и рабочего конденсатора для сдвига фазы. Номинальная мощность на валу в этом случает останется неизвестной, а потеря составит около тридцати процентов от номинала. Это обусловлено отсутствием возможности сформировывать перекос по фазам при колебании нагрузок.

Исполнения двигателей

Электрические двигатели отличаются методом установки, степенью защиты, по климатическому предназначению. Асинхронные модели устанавливаются одним из двух методов:

• на лапах;
• посредством фланца.

Двигатели, отличающиеся по климатическому исполнению, применяются в разных условиях. Это может быть умеренный климат, преимущественно низкая температура или средняя, жаркое время года. Также двигатели предназначаются для размещения в разных условиях, например, в стенах помещения, на свежем воздухе, под определенной защитой, например, под навесом, который будет защищать оборудование от осадков.

Производители присваивают продукции определенный класс защиты, который чаще всего характеризует степень защищенности от пыли, воды. Зачастую в продаже представлены приводы с сертификацией IP 55.

Для чего двигателю нужен тормоз

В некоторых видах оборудования, например, в лифтах, грузоподъемных устройствах, при торможении мотора нужна фиксация вала в статичном положении. Для этого используется электромагнитный тормоз, включённый в состав агрегата – он прикреплен к тыльной части. Управление этим компонентом выполняется посредством частотного преобразователях или микросхемы.

Как двигатель обозначается на электрических схемах

Электрический двигатель отображается на схемах посредством буквы «M», которая очерчена кругом. Также схемы могут включать порядковый номер продукта, число фаз, разновидность тока, метод подключения обмоток, показатель мощности.

Причины перегрева двигателя

Двигатель – активное оборудование, которое может перегреваться, а причинами этому являются:

• естественный износ подшипников, что создает более активное трение между деталями и провоцирует перегрев;
• высокая нагрузка в области вала;
• некорректное напряжение;
• пропадание фазы;
• короткое замыкание, произошедшее в обмотке;
• отсутствие нормального охлаждения.
•  

Нагрев электродвигателя в негативном ключе отражается на его долговечности и коэффициенте полезного действия. Также высокая температура может со временем спровоцировать износ привода. В этом случае может потребоваться сложный и дорогостоящий ремонт или полная замена агрегата.

Частые неисправности электродвигателей

Отмечают два типа поломок, к которым склонны большинство моделей электрических двигателей. Они могут носить механический и электрический характер.

Электрические неисправности

Предполагают проблемы в обмотке:

• замыкание между витками;
• замыкание обмотки на корпус;
• механическое повреждение обмотки.

Механические неисправности

Предполагают:

• естественный износ в подшипниках, повешенное трение;
• прокручивание ротора на валу;
• износ корпуса мотора;
• поломка, связанная с повреждением крыльчатки обдува

Чтобы не допускать проблемных ситуаций, пользователю следует позаботиться о своевременной замене подшипников. Важно учитывать их износ, срок эксплуатации мотора. Это же относится к другим деталям. Электрические неисправности требуют только профессионального ремонта, ведь неаккуратное действие со стороны пользователя может потребовать замены всего агрегата.

Как применяются электрические двигатели

На сегодня электродвигатели – основные потребители энергии. Около 50% этого ресурса приходится на различные варианты оборудования. Двигатели широко востребованы во многих сферах промышленности и жизни в целом. Они применяются для работы бытовой техники, производственного оборудования, для транспорта, спецтехники.

Основные направления, в которых используется это оборудование:

• металлообрабатывающие и шлифовальные предприятия;
• деревообрабатывающие заводы, конвейерное производство;
• для изготовления компрессионного, климатического оборудования;
• в строительной сфере – моторы включены в конструкции спецтехники и оборудования для подъёма, опускания строительного оборудования;
• в системах лифтов, в отопительном оборудовании, в системах вентиляции;
• в бытовых устройствах, начиная холодильником, заканчивая уборочной техникой;
• для персональных компьютеров, ноутбуков.

Преимущества электрических двигателей

Это оборудование имеет множество сильных сторон, которые обеспечивают его востребованность:

• относительно простые конструкции;
• простая установка и эксплуатация;
• пригодность к ремонту – благодаря высококачественным компонентам, которые используют производители, современные двигатели способны стабильно работать годами;
• в продаже доступен солидный выбор устройств, отличающихся мощностью и другими техническими характеристиками. Благодаря этому найти вариант под определенное оборудование не составит труда;
• доступность опции регулировки скорости вращения вала мотора;
• высокая скорость функционирования, готовность к запуску и остановке;
• автоматическое управление оборудованием, доступное в большинстве случаев;
• функция реверса;
• для установки и технического обслуживания со стороны пользователя не потребуется крупных финансовых вложений;
• длительный эксплуатационный период;
• высокий коэффициент полезного действия;
• оборудование изготавливается из экологически безопасных материалов и компонентов. Работа двигателя не предполагает негативное влияние на здоровье пользователей и состояние природы.

Но к главному достоинству электрического привода можно отнести возможность его контроля и регулировки, при этом местоположение оборудования не имеет принципиального значения – можно включать и отключать устройство на расстоянии. Эклектический мотор не продуцирует неприятного шума, не способен нанести вреда здоровью человека в отличие от механических аналогов.

Электродвигатель: понятие, типы

Электродвигатель — это электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую. Существует несколько типов электродвигателей: синхронные, асинхронные и двигатели постоянного тока.

Синхронные двигатели

Синхронные двигатели имеют большую мощность (50-100кВт и более), по сравнению с другими двигателями, применяются на металлургических заводах, в шахтах и других предприятиях, служат для приведения в движения насосов, компрессоров, вентиляторов, двигательно-генераторных установок и др.

Особенностью синхронных электродвигателей определяющей их функциональные возможности и области применения, является постоянство средней частоты вращения при неизменной частоте, амплитуде напряжения питания и колебания момента нагрузки. Следовательно, при снижении напряжения синхронный двигатель сохраняет большую перегрузочную способность, а возможность форсировки возбуждения увеличивает надежность работы при аварийных понижениях напряжения. Большой воздушный зазор и применение постоянных магнитов делает КПД синхронных двигателей выше.

Синхронный двигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. В пазах статора размещена обмотка переменного тока, получающая питание от сети, а в роторе – обмотка постоянного тока. Электродвигатели вращают, ротор синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Расположенная на роторе обмотка возбуждения получает питание от источника постоянного тока через контактные кольца. В основном применяются на приводах большой мощности. Мощность такого электродвигателя достигает несколько десятков мегаватт.

Имея столько достоинств, синхронные двигатели имеют ограничение в применении — сложностью конструкций, наличием возбудителя, высокой ценой и сложностью пуска.

Асинхронные двигатели

Асинхронные двигатели подразделяются на двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором. Электродвигатели мощностью больше 0,5 кВт обычно выполняются трехфазными, а при меньшей мощности однофазными.

Асинхронные электродвигатели применяются в станкостроении, сельском хозяйстве, деревообрабатывающей и металлообрабатывающей промышленности, строительной технике и др. Такие электродвигатели давно известны отечественному рынку. Эти электродвигатели имеют не высокую стоимость, неприхотливы в обслуживании и просты в конструкции.

При выборе асинхронного электродвигателя необходимо учитывать два фактора: КПД преобразования энергии и тип исполнения агрегата. Существует множество аналогов электродвигателей марки АИР (АИР марка электродвигателей, которая не привязана к определенному заводу), например новые современные электродвигателе 5АИ. В работе этого оборудования используются менее шумные подшипники, повышенная степень защиты: исполнение IP55, резьбовое отверстие в торце вала и др.

Принцип действия двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля, возникающего при прохождении трехфазного переменного тока по обмоткам статора, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля, при условии, что частота вращения ротора меньше частоты вращения поля. Асинхронные электродвигатели потребляют реактивную мощность из сети. Предел применения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором определяется мощностью системы электроснабжения конкретного предприятия, так как большие пусковые токи при малой мощности системы создают большие понижения напряжения.

Двигатели постоянного тока

Принцип работы основан на электромагнитном преобразовании энергии. Широко применяются в промышленности, транспортных и других установках, где требуется плавное регулирование скорости вращения (прокатные станы, мощные металлорежущие станки, электрическая тяга на транспорте и т. д.).

Различаются двигатели с параллельным, независимым, последовательным и смешанным возбуждением.

• Двигатели постоянного тока с независимым или параллельным возбуждением, подключенные к сети с постоянным напряжением, может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме и переходить из одного режима работы в другой. Двигатели с параллельным возбуждением имеют параллельное подключение обмотки возбуждения с обмоткой якоря к сети. Если в двигателе обмотка якоря и обмотка возбуждения подключены к источникам питания с различными напряжениями, то его называют двигателем с независимым возбуждением. Такие двигатели применяют в электрических приводах, у которых питание обмотки якоря осуществляется от генератора или полупроводникового преобразователя.
• Двигатели с последовательным возбуждением широко применяются в различных электрических приводах, особенно там, где имеется изменение нагрузочного момента в широких пределах и тяжелые условия пуска (грузоподъемные и поворотные механизмы, тяговый привод и пр.).
• Двигатель со смешанным возбуждением, благодаря магнитному потоку создает совместное действие двух обмоток возбуждения – параллельной и последовательной.

Электродвигатель

— введение, работа, детали и использование

В начале 1800-х годов Майкл Фарадей раскрывал аспекты и использование электричества.

Электродвигатель, в целом хорошо известный как двигатель, является одним из самых больших достижений в области науки. Жизнь, которую мы ведем сегодня, связана с изобретением двигателей, иначе мы использовали бы электричество только для того, чтобы зажечь лампочку. Электродвигатель – это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Проще говоря, электродвигатель — это устройство, используемое для производства вращательной энергии.

Принцип работы электродвигателя

Принцип действия электродвигателя заключается в том, что катушка помещается в магнитное поле и через нее проходит ток, что приводит к вращению катушки.

Работа электродвигателя

Теперь давайте начнем с работы электродвигателя. Схематическое изображение электродвигателя показано ниже.

Прежде чем мы поймем, как это работает, давайте посмотрим на части электродвигателя. Базовая конструкция электродвигателя состоит из прямоугольного провода, двух сильных магнитов и аккумулятора. Если нас спросят, каковы два основных компонента электродвигателя, ответом будут магниты для создания магнитного поля и катушка для демонстрации эффекта магнитного поля.

Детали электродвигателя

• Прямоугольная катушка ABCD.

• Два сильных магнита, которые могут быть любого типа, будь то подковообразный или стержневой магнит. Они используются для создания сильного магнитного поля.

• Разрезные кольца используются для вращения прямоугольной катушки.

• Щетки используются в качестве контакта между разрезными кольцами.

Рабочий

• Теперь при пропускании электрического тока через прямоугольную катушку ABCD. Мы замечаем, что ток между плечами BC и AD параллелен магнитному полю, тогда как ток между AB и CD перпендикулярен магнитному полю. Поэтому магнитное поле будет действовать только на плечи AB и CD.

• Согласно правилу левой руки Флеминга, в плече АВ сила направлена ​​вниз, а магнитное поле направлено с севера на юг. Точно так же в руке CD направление силы направлено вверх.

• Следовательно, силы в плечах AB и CD направлены в противоположные стороны, это приведет к вращению прямоугольной катушки ABCD.

• После половины оборота кольцо Q соприкоснется со щеткой X, а кольцо P соприкоснется с Y, это приведет к изменению направления тока.

• Поскольку направление тока изменилось, направление сил в плечах AB и CD также изменится, поэтому катушка продолжает вращаться в том же направлении.

После изучения двигателей обычно возникает вопрос, каково использование электродвигателей. Электродвигатели широко используются в большинстве бытовых приборов, таких как вентиляторы, миксеры и т. д.

Применение электродвигателей

• Они используются в электрических вентиляторах.

• Используются в стиральных машинах.

• Используется в водяных насосах.

Типы электродвигателей

Три основных типа электродвигателей — это двигатели постоянного тока, двигатели переменного тока и другие двигатели специального назначения.

Ниже перечислены подтипы и пояснения к двигателям постоянного и переменного тока, а также двигателям специального назначения:

(A) Двигатель постоянного тока: Электродвигатель, который используется для преобразования постоянного электрического тока в механическую работу, называется двигателем постоянного тока. Различные типы двигателей постоянного тока включают шунтирующий двигатель постоянного тока, двигатель с независимым возбуждением, серийный двигатель, двигатель с постоянным током и комбинированный двигатель.

1. Шунтовой двигатель постоянного тока. Подобно обмоткам якоря и обмоткам возбуждения, обмотки шунтирующего двигателя постоянного тока соединены параллельно; эта параллельная связь называется шунтом, а обмотка называется шунтирующей обмоткой.

2. Двигатель с независимым возбуждением. В этом типе двигателя обмотки якоря сделаны более прочными для создания большего потока, а соединение между статором и ротором построено с использованием различных источников питания. Электродвигатель с независимым возбуждением управляется из каскада.

3. Серийный двигатель постоянного тока — обмотки ротора в этом типе двигателя соединены последовательно. Двигатель постоянного тока работает по простому закону электромагнетизма. Электромагнитный закон гласит, что для создания электродвижущей силы электромагнитное поле приводится во взаимодействие с электрической цепью. Электромагнитный закон приводит к вращательному движению двигателя. Этот тип двигателя в основном используется в автомобилях или лифтах в качестве стартеров.

4. Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами. Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами или постоянный магнит поставляется со встроенным магнитом, который постоянно находится внутри двигателя. Этот магнит обеспечивает формирование крайне необходимого для работы электродвигателя магнитного поля.

5. Составной двигатель постоянного тока. Составной двигатель постоянного тока представляет собой сочетание последовательного двигателя постоянного тока и шунтирующего двигателя постоянного тока. Поскольку в этом двигателе присутствуют как последовательная, так и шунтирующая обмотки, пуск и ротор соединены друг с другом через соединение последовательной и шунтирующей обмотки.

(B) Двигатель переменного тока: AC в двигателе переменного тока означает переменный ток, который используется для его работы. Этот тип двигателя обычно состоит из внешней и внутренней частей; внешний статор состоит из катушек, через которые пропускается переменный заряд или ток для создания вращения в магнитном поле. В то время как внутренняя часть ротора соединена с выходным валом, который генерирует второе магнитное поле при вращении. Двумя основными типами двигателей переменного тока являются синхронный двигатель и асинхронный двигатель.

Ниже приведены объяснения работы двух типов двигателей переменного тока:

1. Асинхронный двигатель. Асинхронный двигатель — это тип двигателя переменного тока, который работает на асинхронной скорости; поэтому его также называют асинхронным двигателем. Этот двигатель использует электромагнитную индукцию для преобразования электрической энергии в механическое движение двигателя. Существует два типа асинхронных двигателей: двигатель с короткозамкнутым ротором и двигатель с фазной обмоткой.

2. Синхронный двигатель- Синхронный двигатель работает от трехфазной сети. Статор генерирует ток вращающегося поля, от которого также зависит работа ротора. Когда точность вращения очень высока, эти типы двигателей можно использовать в робототехнике и автоматике.

(C) Двигатель специального назначения: Проще говоря, двигатели специального назначения включают в себя все другие типы двигателей, кроме двигателей переменного тока и двигателей постоянного тока общего назначения. Некоторыми из широко используемых двигателей специального назначения являются шаговые двигатели, бесщеточные двигатели постоянного тока, гистерезисные двигатели и реактивные двигатели.

Ниже приведены пояснения по работе этих двигателей специального назначения:

1. Шаговый двигатель. Эффективной альтернативой стабильному вращению является шаговое вращение, которое может быть обеспечено шаговыми двигателями. Мы знаем, что угол поворота любого ротора составляет 180 градусов. Однако в шаговых двигателях этот угол поворота делится на несколько шагов, например 9.шаг 20 градусов. Некоторые приложения шаговых двигателей включают генераторы, плоттеры, изготовление схем и инструменты управления технологическим процессом.

2. Бесщеточный двигатель постоянного тока. Бесщеточные двигатели постоянного тока были разработаны для достижения высокого качества работы при меньшем занимаемом пространстве. Эти типы двигателей меньше, чем двигатели переменного тока. Отсутствие коммутатора и токосъемного кольца восполняется имплантацией контроллера в шаговый двигатель.

3. Двигатель с гистерезисом. Двигатель с гистерезисом имеет самую уникальную работу из всех двигателей. Это синхронный двигатель, в котором вращательная сила в роторе создается с использованием гистерезиса и вихревых токов. Движение в роторе достигается за счет вращающегося потока обмотки статора.

4. Реактивный двигатель. Этот тип двигателя представляет собой однофазный синхронный двигатель и обычно применяется в генераторах сигналов и регистраторах. Вспомогательная обмотка обеспечивает стабильную скорость двигателя.

Знаете ли вы?

Электрогенераторы – это оборудование, работающее в обратном направлении. Электрогенераторы производят электричество за счет вращения.

Функция электродвигателя — Conquerall Electrical Ltd

Знаете ли вы основные функции электродвигателя? Или вам интересно узнать, как работает двигатель? Читайте дальше, чтобы узнать больше.

Электродвигатель — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую, обычно путем вращения металлического стержня. Принцип его работы основан на правиле левой руки Флеминга. Электродвигатели используются во многих современных бытовых приборах, включая стиральные машины, холодильники и вентиляторы.

Эта статья даст вам обзор электродвигателей, в том числе, что они из себя представляют и как они работают. Кроме того, мы обсудим, как их идентифицировать, например, их коммутатор. Вот пример того, как это работает:

Функция электродвигателя

Эти устройства используют электричество для вращения механических частей, таких как ротор и статор. Ниже перечислены некоторые распространенные области применения электродвигателей.

Двигатель состоит из двух основных компонентов: якоря и статора. Якорь содержит вращающуюся проволочную катушку, намотанную на магнитный сердечник. В двигателях с явно выраженными полюсами провода наматываются вокруг каждого полюса под поверхностью. Затем ток течет по проводам, и в результате возникает магнитное поле. Когда ротор вращается, коммутатор переключает питание на обмотки в поле статора, что предотвращает совмещение магнитных полюсов с полюсами якоря.

Потери в якоре двигателя включают резистивные потери в обмотках, сердечнике и подшипниках. Есть и другие потери, например, аэродинамические потери, возникающие в охлаждающем вентиляторе. Потери в двигателе дополнительно уменьшаются с помощью справочной таблицы масштабированных карт эффективности для двигателей аналогичного размера. Эта информация, однако, не включает потери из-за магнитного насыщения, вихревых токов и гистерезиса.

Какова основная функция электродвигателя?

Электродвигатель состоит из двух основных компонентов: ротора и статора. Ротор является движущейся частью, и его функция заключается в вращении вала для выработки механической энергии. Токи передаются в роторе через его проводники, которые связаны с магнитным полем статора. Подшипники помогают поддерживать ротор и активировать ось. Ток намагничивания увеличивается по мере увеличения количества витков статора, и чем больше количество витков, тем больше магнитное поле.

Двумя основными физическими принципами, лежащими в основе работы электродвигателя, являются закон Ампера и закон Фардея. Если электрический проводник находится в магнитном поле, ток создаст силу, если проводник находится под углом к ​​магнитному полю. Если магнитное поле меняется на противоположное, возникает противоположная сила. Кроме того, любое движение, перпендикулярное магнитному полю, создаст разность потенциалов между концами проводника.

Какова функция электродвигателя и генератора?

Как генератор, так и электродвигатель функционируют путем преобразования электрической энергии в движение или механическую энергию. Электричество есть проявление электромагнетизма. Считается, что в своем нынешнем виде он существовал со времен Большого взрыва. Скорость заряженной частицы зависит от силы Лоренца, которая равна ее электрическому заряду, кулонам и скорости. Правило правой руки задает направление тока.

Электродвигатели используются в автомобилях, лифтах, насосах и вентиляторах. Генераторы также используются на электростанциях, промышленных энергетических цепях и в целях тестирования. И двигатели, и генераторы используются в общем освещении и для питания аккумуляторов. Электромобили — два примера электродвигателей. Турбины используются на электростанциях для преобразования механической энергии в электрическую. Разница между генератором и двигателем заключается в методе их работы.

Электродвигатели находят применение в офисах и домах. В доме они подают ток на такие приборы, как насосы, миксеры и лифты. На рабочем месте они используются для питания различных машин, включая краны, подъемники и лифты. Генераторы, с другой стороны, производят электрическую энергию. Последний тип используется для зарядки аккумуляторов в промышленности. Когда вам нужна энергия, вам нужно электричество.

Какова рабочая функция электродвигателя Класс

Электродвигатели состоят из двух частей: ротора и статора. Ротор вращает вал для выработки механической энергии. Ротор имеет два проводника — постоянный магнит и провод, — которые взаимодействуют с магнитным полем в статоре. Подшипники поддерживают ротор и вал, позволяя ему вращаться вокруг своей оси. Радиальные нагрузки — это силы, которые распространяются за пределы подшипника.

Принцип работы электродвигателя основан на двух физических принципах: законе Ампера и законе Фардея. Если ток течет по проводнику под прямым углом к ​​магнитному полю, то сила направлена ​​по направлению магнитного поля. И наоборот, если ток изменить на противоположный, сила будет двигаться в противоположном направлении. Кроме того, проводник, движущийся через магнитное поле, будет создавать разность потенциалов между его концами.

Когда электрический ток подается на электродвигатель, провода внутри него образуют магнитные поля. Это создает крутящий момент, который заставляет ротор вращаться. Когда питание подается на двигатель, электрический ток течет в том же направлении, что и ротор. Коммутатор переключает питание на обмотки при вращении ротора. Во время этого процесса коммутатор удерживает магнитные полюса от совмещения с магнитными полюсами в поле статора.

Какова функция электрического генератора?

Электрические генераторы вырабатывают электричество путем преобразования механической энергии в электрическую. Они обычно используются для обеспечения электроэнергией коммерческих, промышленных и бытовых потребителей. Эти машины также производят электроэнергию для кораблей, поездов и транспортных средств. Они работают, собирая механическую энергию от движущихся частей и преобразовывая ее в электрическую энергию. В некоторых случаях генераторы могут работать более года без дозаправки. Достаточно ли электроэнергии для работы машины, требуется регулятор напряжения и аккумулятор.

Выходная мощность электрогенератора измеряется в ваттах и ​​киловаттах. Киловатты — это максимальная мощность, которую генератор может безопасно выдать за определенный период времени. Ампер — это количество электронов, протекающих через проводник. Напряжение — это давление или сила, которая перемещает электроны через проводник. Комбинация напряжения и ампер генерирует мощность, которая измеряется в ваттах.

Как работает электродвигатель?

Электродвигатель работает за счет двух электромагнитных сил – электричества и магнетизма. Ток течет в катушке провода под действием силы, называемой магнетизмом, и движение этих сил известно как силы двигательного эффекта. Эта сила толкает катушку в определенном направлении. Когда катушка вращается, она создает электрический ток и магнитное поле. Проще говоря, электродвигатель — это устройство, которое вращает магнит.

Электрический ток в электродвигателе протекает двумя путями – обычным током и потоком электронов. Первое представляет собой магнитное поле, которое препятствует потоку электронов в проводе. Когда ротор проходит это горизонтальное положение, коммутатор каждые пол-оборота меняет местами свои контакты, при этом последний притягивает электроны. Это приводит к тому, что электродвигатель работает от электричества и используется в различных приложениях.

Для создания крутящего момента и силы вращения электродвигатель использует принцип противоположных полюсов. Он создает магнитное поле, пропуская электрический ток через провод. Сильный подковообразный магнит, расположенный в центре провода, является коммутатором. Магнитное поле создает крутящий момент на катушке якоря, которая, в свою очередь, перемещает груз. Эта сила вращения заставляет коллектор и якорь вращаться.

Какие примеры электродвигателей можно привести в реальной жизни?

Электродвигатели бывают всех форм и размеров. Их можно найти в вашем компьютере, автомобилях с дистанционным управлением и электропоездах. Электродвигатели также используются в бытовой технике, такой как электробритвы, вытяжки и кухонные приборы, включая тостер. Вы, вероятно, используете один из них каждый день в своем доме, но вы можете не знать, что они окружены вами! В этой статье мы рассмотрим различные типы электродвигателей и посмотрим, что они делают в реальной жизни.

Один тип электродвигателя является синхронным, что означает, что он применяет магнитное поле к обмоткам ротора для его движения. Как синхронные, так и асинхронные двигатели имеют свои преимущества и недостатки. В некоторых случаях два типа двигателей используют один и тот же принцип, но отличаются функциями безопасности. Линейные электродвигатели, с другой стороны, не генерируют крутящий момент, а создают линейную силу. Эти типы двигателей обычно используются в приводах и раздвижных дверях.

Что такое электродвигатель Краткий ответ?

Электродвигатель — это двигатель, который преобразует электрическую энергию в механическую энергию, как правило, во вращательное движение. Эти двигатели очень эффективны и компактны, и используют электроэнергию для создания движущей силы. Они обычно используются в приборах, транспортных средствах и машинах и используются для различных целей. В этой статье будут описаны основные принципы работы электродвигателей и принцип их работы. Вы также узнаете о различных типах и их применении.

Одной из важнейших характеристик электродвигателей является их способность преобразовывать электричество в механическую энергию. Электродвигатели обладают высоким уровнем КПД и отличаются высокой энергоэффективностью, а значит, идеально подходят для самых разных задач. Область их применения варьируется от промышленных вентиляторов и воздуходувок до бытовой техники, электроинструментов и проигрывателей. Один тип электродвигателя представляет собой двигатель с последовательной обмоткой, который может работать как от источников питания переменного, так и постоянного тока.

Двигатель использует принцип противоположных полюсов для создания энергии вращения. Электрический ток течет от отрицательной клеммы батареи к положительной клемме. Магнитное поле, создаваемое этим потоком тока, создает переменное поле, вызывающее крутящий момент. Якорь и статор действуют вместе, создавая магнитное поле, поэтому двигатель может вращаться. Этот тип двигателя также имеет вращающийся якорь.

Электродвигатели класса 12

Если вы не уверены, к какому классу относится ваш двигатель, прочтите эту статью. Вы поймете, почему важно знать классификацию для данного типа электродвигателя. Короче говоря, двигатели класса 12 являются электрическими. Они используются в промышленных условиях для питания небольших устройств, таких как вентиляторы, насосы и двигатели. В двигателях переменного и постоянного тока используются два контактных кольца. Коммутатор реверсивной полярности переключает направление тока в цепи.

Сердечник якоря удерживает катушку якоря на месте, а щетки проводят ток между проводником переменного тока и движущейся частью, такой как вращающийся вал. Этот принцип помогает заставить работать электродвигатель. Его основной принцип работы вращается вокруг проводника с током, создающего магнитное поле. Этот ток толкает провод в направлении синей стрелки. Электродвигатель является одним из наиболее распространенных типов электродвигателей, но существует и множество других.

Простейшая форма электродвигателя — двигатель постоянного тока. Этот тип электродвигателя основан на принципе электромагнетизма, согласно которому магнитное поле должно взаимодействовать с электрической цепью для создания движения. Этот тип двигателя чаще всего используется, в частности, в лифтах и ​​автомобилях. Двигатели постоянного тока используются в самых разных промышленных условиях. Его эффективность составляет примерно 70%, а остальная энергия теряется в виде тепла или звука.

Функция щеток в электродвигателях

Несмотря на их кажущуюся простоту, щетки в электродвигателях подвергаются сильному трению. Этот износ в конечном итоге приводит к их замене. Хотя углерод является хорошим проводником электричества, он также мягкий и подвержен износу. Щетки двигателя должны проходить строгий контроль качества, чтобы гарантировать, что они продолжают работать так, как предполагалось. Поэтому правильный уход и техническое обслуживание являются важной частью электродвигателя.