Электродвигатели это. Электродвигатели: типы, устройство, принцип работы и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое электродвигатель и как он работает. Какие бывают типы электродвигателей. Из каких основных частей состоит электродвигатель. Где применяются электродвигатели в промышленности и быту. Какие производители выпускают электродвигатели.

Содержание

Что такое электродвигатель и как он работает

Электродвигатель — это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Принцип работы электродвигателя основан на взаимодействии магнитных полей. Когда электрический ток проходит через проводник в магнитном поле, возникает сила, которая приводит проводник в движение.

Основные компоненты электродвигателя:

Статор — неподвижная часть с обмотками или постоянными магнитами
Ротор — вращающаяся часть с обмотками
Коммутатор — устройство для изменения направления тока в обмотках ротора
Щетки — для подвода тока к коммутатору

При подаче электрического тока в обмотки статора создается магнитное поле. Взаимодействие этого поля с током в обмотках ротора создает вращающий момент, заставляющий ротор вращаться.

Основные типы электродвигателей

Существует несколько основных типов электродвигателей:

Двигатели постоянного тока

Коллекторные — с щеточно-коллекторным узлом
Бесколлекторные — без механического коммутатора

Двигатели переменного тока

Асинхронные — скорость вращения ротора отстает от скорости вращения магнитного поля
Синхронные — скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля

Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, определяющие область применения.

Устройство и принцип работы коллекторного двигателя постоянного тока

Коллекторный двигатель постоянного тока состоит из следующих основных частей:

Статор с постоянными магнитами или электромагнитами
Ротор (якорь) с обмотками
Коллектор
Щетки

Принцип работы:

На обмотки ротора подается постоянный ток через щетки и коллектор

Возникает электромагнитное поле, взаимодействующее с полем статора
Это создает вращающий момент, заставляющий ротор вращаться
Коллектор меняет направление тока в обмотках ротора, обеспечивая непрерывное вращение

Преимущества коллекторных двигателей — высокий пусковой момент и возможность регулировки скорости. Недостаток — износ щеток и коллектора.

Устройство и принцип работы асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель имеет следующую конструкцию:

Статор с трехфазной обмоткой
Ротор с короткозамкнутой обмоткой
Подшипниковые щиты
Вал

Принцип работы:

При подаче трехфазного тока в обмотки статора создается вращающееся магнитное поле
Это поле наводит ЭДС в обмотке ротора
В роторе возникают токи, взаимодействующие с полем статора

Возникает вращающий момент, приводящий ротор в движение

Скорость вращения ротора всегда меньше скорости вращения магнитного поля статора (отсюда название «асинхронный»). Преимущества — простота конструкции и надежность.

Основные параметры электродвигателей

При выборе электродвигателя учитываются следующие основные параметры:

Мощность — характеризует способность двигателя совершать механическую работу
Частота вращения — число оборотов в минуту
КПД — отношение полезной мощности к потребляемой
Крутящий момент — сила, создающая вращение вала
Напряжение питания
Сила тока

Также важны такие характеристики, как пусковой ток, пусковой момент, способ охлаждения, режим работы и др. Правильный подбор параметров обеспечивает эффективную работу двигателя в конкретных условиях эксплуатации.

Области применения электродвигателей

Электродвигатели находят широкое применение в различных отраслях:

В промышленности:

Привод станков и производственного оборудования
Насосы и компрессоры
Вентиляторы и воздуходувки
Конвейеры и транспортеры
Подъемно-транспортное оборудование (краны, лифты)

В транспорте:

Электромобили и гибридные автомобили
Электропоезда и трамваи
Электрические лодочные моторы

В быту:

Бытовая техника (стиральные машины, холодильники, пылесосы)
Электроинструменты
Вентиляторы и кондиционеры
Дверные приводы и жалюзи

Такое широкое применение обусловлено высокой эффективностью, надежностью и экологичностью электродвигателей.

Ведущие производители электродвигателей

На рынке электродвигателей представлено множество производителей. Вот некоторые из крупнейших:

Российские производители:

Концерн «РУСЭЛПРОМ»
АО «ЭЛДИН» (Ярославский электромашиностроительный завод)

Владимирский электромоторный завод

Зарубежные производители:

Siemens (Германия)
ABB (Швейцария)
WEG (Бразилия)
Nidec (Япония)

При выборе производителя следует учитывать репутацию компании, качество продукции, сервисное обслуживание и соответствие двигателей требуемым техническим характеристикам.

Тенденции развития электродвигателей

Современные тенденции в развитии электродвигателей включают:

Повышение энергоэффективности
Уменьшение габаритов и веса при сохранении мощности
Развитие бесколлекторных двигателей постоянного тока
Применение новых магнитных материалов
Интеграция электронных систем управления
Разработка двигателей для электромобилей с улучшенными характеристиками

Эти направления нацелены на создание более эффективных, надежных и экологичных электродвигателей, отвечающих современным требованиям промышленности и потребителей.

✔ Электродвигатели — типы, устройство, принцип работы, параметры

Электрическим двигателем называют машину, благодаря работе которой электроэнергия преобразуется в механическую, используемую, чтобы приводить в движение механизмы. Электрический двигатель – главный элемент электропривода, который управляет процессом преобразования энергии. Особенности его работы изучает электромеханика, одним из основоположников которой стал Майкл Фарадей, создавший первую модель электродвигателя.

Электропривод может работать в нескольких режимах. В некоторых из них происходит процесс обратного преобразования, электропривод в этом случае выполняет функции генератора. Двигатель может создавать движения нескольких видов – например, вращающиеся, линейные другие. Чаще всего, когда говорят об электродвигателе, имеют в виду вращающее устройство, поскольку оно получило наибольшее распространение.

Конструкция двигателя и принцип работы

Основные элементы конструкции устройства – это ротор (элемент, который вращается) и статор (неподвижная часть). Ротор, как правило, находится внутри статора, однако встречает и иная конструкция. Такие электродвигатели, у которых ротор находится снаружи конструкции, называют обращенными.

Устройства работают по следующему алгоритму:

В соответствии с законом Ампера, сила действует на проводник с электрическим током в магнитном поле.
В согнутом состоянии, когда проводник принимает форму рамки и находится в магнитном поле, обе его стороны принимают прямой угол по отношению к этому полю и испытывают силы, направленные противоположно.
Эти силы образуют крутящий момент, который вращает рамку.
На якоре, где образуется электродвижущая сила, есть несколько витков, необходимых для обеспечения большего постоянного момента.

Магнитное поле создается не только магнитами, но и электромагнитами – намотанными на сердечник проводами. Ток, который протекает в рамки, усиливает движение тока в эти провода, благодаря чему и создается магнитное поле.

Типы электродвигателей

Классификация электродвигателей довольно разнообразна, две основные группы – коллекторные и бесколлекторные устройства.

Коллекторные двигатели (с механической коммутацией)

Конструкция устройства предполагает, что есть как минимум одна обмотка, которая подсоединена к коллектору. Этот элемент используется для переключения обмоток, а также выполняет функции датчика, который определяет положение ротора, являющегося якорем. Коллекторные двигатели могут быть:

Универсальные – они работают как на переменном токе, так и на постоянном. Особенно часто подобные устройства используются в бытовых приборах, а также в инструменте, предназначенном для ручного использования. Модели отличаются легкостью, простотой в управлении, компактными размерами, поэтому получили широкое распространение.

Устройства постоянного тока, работа которых основана на преобразовании его электрической энергию в механическую. Они отличаются быстродействием, простотой управления, высоким пусковым моментом, возможностью плавной регулировки частоты вращения. Однако коллектор достаточно быстро изнашивается, поэтому агрегаты отличаются ограниченным сроком службы. Кроме того, его коллекторно-щеточные элементы нуждаются в регулярном обслуживании.

В целом коллекторные двигатели отличаются довольно простым устройством и невысокой стоимостью, поэтому они широко используются как в промышленных агрегатах, так и в бытовых. Их скорость можно регулировать в широких пределах, а для крутящего момента характерны хорошие показатели даже на малых оборотах.

Бесколлекторные модели

Обмотки бесколлекторных двигателей располагаются на статоре. Типы таких устройств:

Асинхронные модели очень распространены в промышленности. Они отличаются надежностью, долгим сроком службы, простотой обслуживания и низкой себестоимостью. Недостаток конструкций – сложная процедура регулирования частоты вращения.
Синхронные модели используются там, где требуется точно управлять скоростью вращения, а также в случаях, когда важным становятся максимальные КПД и мощность.

Поскольку из конструкции двигателя исключен коллектор, она отличается большей простотой, по сравнению с коллекторными моделями. Другие достоинства – высокий КПД, хорошее охлаждение, а также возможность работы в воде, при условии использования специальных водоотталкивающих смазок.

Специальные модели

Серводвигателем называют устройство, которое позволяет фиксировать рабочий орган в требуемых положениях и перемещать его в соответствии с заданными параметрами. Серводвигатели не выделяют в отдельную группу, поскольку в этом качестве используются устройства как постоянного, так и переменного тока, в которых установлен датчик положения ротора. Чтобы привести устройство в действие и управлять им, необходима особая система управления, которая обычно создается специально для сервопривода.

Дополнительные категории

В каждой из перечисленных категорий выделяют дополнительные подкатегории.

Коллекторные модели могут быть универсальными либо репульсионными.
Этот термин означает двигатель переменного тока, между ротором и статором которого есть трансформаторная связь. Частоту вращений такого электродвигателя можно регулировать в широких пределах.
Двигатели постоянного тока могут различаться типом включения обмотки. Он может быть независимым, параллельным, комбинированным.
Асинхронные двигатели бывают одно-, двух- или трехфазными.

Каждая из перечисленных моделей используется для выполнения конкретных задач и для разных типов устройств. Информация о возможностях двигателя, его типе указана в маркировке каждого агрегата.

Параметры работы электродвигателя

Надежность электродвигателя и экономичность его работы зависят от правильного подбора его параметров. При оценке устройства определяющими становятся следующие критерии:

вращающий момент;
мощность;
частота вращения;
КПД;
напряжение;
момент инерции ротора.

Дадим подробную характеристику каждому из этих критериев.

Вращающий момент

Термином называют физическую величину, измеряемую в Ньютонах на метр, которая является произведением силы на плечо силы. Для ее расчета радиус вектор, направленный от точки приложения силы к оси вращения, умножается на вектор силы. Формула выглядит следующим образом: M = Fr.

Мощность

Мощность демонстрирует, какую работу двигатель совершает за определенную единицу времени. С точки зрения электротехники мощность рассматривается как полезная механическая мощность на электровалу.

КПД

Характеристика демонстрирует, насколько эффективна система преобразования электроэнергии в механическую. Коэффициент (η) рассчитывается как соотношение между полезной энергией (P2) и потраченной (P1): η = P2 ÷ P1.

Эффективность работы электродвигателя может снижаться по следующим причинам:

Проводники с током нагреваются, происходит потеря тепла – в этом случае говорят об электрических потерях.
Излишнее намагничивание сердечника вызывает появление гистерезиса (ответной реакции системы) и вихревых токов.
Дополнительные потери, обусловленные зубчатой формулой статора и ротора, в результате чего появляются гармоники магнитного поля.

КПД определяется типом устройства, а диапазон его вариаций – от 10% до 99%. Этот показатель является одним из определяющих для расчета мощности двигателя.

Частота вращения

Параметр определяется как число оборотов, которое совершает двигатель за минуту. Частота вращения используется для расчета мощности двигателя насоса, однако показатель меняется, в зависимости от того, происходят измерения под нагрузкой либо на холостом ходу. Параметр рассчитывается по формуле: n = 30 × ω ÷ pi.

Момент инерции

Критерий демонстрирует степень инертности при движении вокруг своей оси. Основная характеристика представляет собой сумму произведений квадрата расстояния от материальных точек до оси на их массы. Момент инерции рассчитывается формулой J = ∑ r2 × dm, в которой m обозначает массу объекта.

Момент инерции взаимосвязан с моментом силы. Это соотношение выражается следующей формулой: M — J × ε, в которой epsilon – это угловое ускорение, рассчитываемое по формуле dω ÷ dt.

Расчетное (номинальное) напряжение

Термином называют базовое напряжение, под которое спроектирована электрическая сеть. Под номинальным напряжением понимается расчетные величины, спроектированные разработчиком и рассчитанные на работу оборудования в нормальном режиме. Перечень возможных вариантов перечислен в ГОСТ, характеристика всегда указывается в описании механизмов.

Электрическая константа времени

Время, необходимое после подачи на двигатель напряжения, за которое ток может достигнуть 63% от своего максимального финального значения. Значения рассчитываются по формуле te = L ÷ R.

Сравнение параметров внешне коммутируемых двигателей

Рассматривая использование электродвигателей как тяговых компонентов транспортных средств, можно сделать вывод, что в автомобилестроении наиболее целесообразно применение синхронного реактивного электрического двигателя, оснащенного постоянными магнитами. Его применение позволяет достичь высокой мощности и КПД в широком диапазоне. Сравнение проводилось по следующим параметрам:

Способность сохранять постоянную мощность во всем скоростном диапазоне.
Момент к току статора.
КПД во всем диапазоне.
Вес.

Применение электродвигателей

Электрические двигатели считаются крупнейшими потребителями энергии. Около 45% энергии, потребляемой во всем мире, приходится именно на них. Устройства используются во всех отраслях промышленности, а также нашли широкое применение в быту. Чаще всего двигатели применяются в следующих сферах:

В промышленности на их основе работают вентиляторы и насосы разной мощности. Без электрических двигателей невозможна работа компрессоров, конвейеров. Кроме того, они используются в качестве движущей силы для других промышленных устройств и оборудования.
Строительство. Электродвигатели обеспечивают нормальную работу системы отопления, бесперебойную и безопасную работу лифтов. Устройства применяются для оборудования вентиляционных систем, насосов и конвейеров, систем кондиционирования.
Потребительские товары. С работой электрических двигателей сталкивается каждый потребитель, поскольку они обеспечивают доступность многих благ цивилизации. Например, работа электродвигателя лежит в основе функций, которые выполняют холодильники и бытовые кондиционеры, миксеры, стиральные машины. Без этих агрегатов невозможна работа ноутбуков, поскольку благодаря им обеспечивается система охлаждения.

В таблице приведены основные технологии и устройства, работа которых невозможна без применения электрических двигателей.

Устройства	Сферы использования
Насосы	Применяются при организации водоотведения, водоснабжения в жилых, промышленных, коммерческих и других зданиях. Используются в системах перекачки воды, при организации полива в сельском хозяйстве. Насосы используются для перекачивания нефтепродуктов как в местах добычи, так и на нефтеперегонных предприятиях. Необходимы для обустройства канализации – централизованный и некоторых типов автономной.
Вентиляция	Электромоторы устанавливаются как в бытовые вентиляторы, так и в промышленные системы приточно-вытяжной вентиляции.
Компрессоры	Используются в холодильных, морозильных установках на предприятиях, занимающихся производством и хранением продуктов питания. Устанавливаются в пневматических системах и в устройствах, предназначенных для распределения сжатого воздуха. Применяются в системах перекачки газа, его сжижения.
Смешивание	Используются на прокатных станах, для обработки металлов и камней. Широко применяются в текстильной промышленности – как для производства тканей, так и для их обработки, сушки, стирки. Необходимы не производствах, технологические процессы которых предполагают взбалтывание и смешивание – например, на пищевых или на лакокрасочных предприятиях. Используются в прессовом оборудовании, без которого невозможно производство пластиков или алюминия.
Транспорт	Электродвигатели широко используются во всех типах подъемных механизмов – таких как грузовые и пассажирские лифты, эскалаторы. На основе двигателей работают необходимые практически на каждом производстве лебедки и конвейеры. Устройства используются во всех транспортных средствах – в общественном транспорте (автобусах, троллейбусах, трамваях), в личном автотранспорте, а также железнодорожном.
Перемещения под углом	Двигатели применяются в конструкции вентилей, предполагающих открывание и закрывание, а также для установки положения.

Производители

Перечислим некоторые ведущие российские и зарубежные предприятия, которые занимаются производством разных типов электродвигателей. Ведущие российские производители:

Армавирский электротехнический завод – одно из старейших предприятий, которое занимается выпуском электродвигателей с середины 20 века, постоянно усовершенствуя конструкции.
Владимирский электромоторный завод, являющийся частью крупного холдинга «Русэлпром», который объединяет несколько крупных российских предприятий, работающих над производством электротехнической продукции. В состав концерна входят также предприятия Санкт-Петербурга, Смоленской области.

Кроме того, на рынке широко востребована продукция зарубежных производителей, таких как General Electric, Emerson Electric и других.

Продукция от ведущих производителей, выпускающих конструкции всех типов, представлена в интернет-магазине «Мир привода». Мы предлагаем только качественные современные агрегаты, отличающиеся простотой и удобством использования, высокой эффективностью. В нашем каталоге можно подобрать устройства для решения любых задач, связанных с бесперебойной работой электрических двигателей.

Библиографический список

ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.
И.В.Савельев. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика.-М.:Наука, 1970.
ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения.
ГОСТ 16264.0-85 Электродвигатели малой мощности
А.И.Вольдек, В.В.Попов. Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов.- СПб.: Питер, 2007.
Paul Waide, Conrad U. Brunner. Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems. International Energy Agency Working Paper, Energy Efficiency Series.: Paris, 2011.
Dr. J. Merwerth. The hybrid-synchronous machine of the new BMW i3 & i8 challenges with electric traction drives for vehicles. BMW Group, Workshop University Lund: Lund, 2014.

электродвигател- Все, что вам следует знать об электрических двигателях

Двигатели используются в широком спектре применений, таких как вентиляторы, электроинструменты, бытовая техника, электромобили и гибридные автомобили. Электродвигатель — это устройство, используемое для преобразования электроэнергии в механическую энергию, противоположную электрическому генератору. Существует множество вариантов и опций электродвигателей; например, двигатели постоянного тока – щеточные или бесщеточные, а двигатели переменного тока – асинхронные (или асинхронные) и синхронные. Двигатели могут работать при различных напряжениях в зависимости от области применения и доступных источников питания.

Электродвигатель — это устройство, используемое для преобразования электроэнергии в механическую энергию, противоположную электрическому генератору. Они работают, используя принципы электромагнетизма, который показывает, что сила прилагается, когда в магнитном поле присутствует электрический ток. Эта сила создает крутящий момент на проволочной петле, находящейся в магнитном поле, что заставляет двигатель вращаться и выполнять полезную работу. Двигатели используются в широком спектре применений, таких как вентиляторы, электроинструменты, бытовая техника, электромобили и гибридные автомобили.

Электродвигатель

Существует множество вариантов и опций электродвигателей; например, двигатели постоянного тока – щеточные или бесщеточные, а двигатели переменного тока – асинхронные (или асинхронные) и синхронные. Двигатели могут работать при различных напряжениях в зависимости от области применения и доступных источников питания.

Работа двигателя зависит от двух свойств электрического тока. Первый заключается в том, что электрический ток, протекающий по проводу или катушке, создаст магнитное поле.

Во-вторых, изменение тока в проводнике, например, от источника переменного тока, вызовет напряжение в проводнике (самоиндуктивность) или во вторичном проводнике (взаимная индуктивность). Ток, протекающий в цепи вторичного проводника, также создает магнитное поле, как описано выше.

Для магнита подобные полюса отталкиваются, а непохожие полюса притягиваются. Во всех двигателях конструкция использует это свойство для обеспечения непрерывного вращения ротора.

🔰 Различные части электродвигателя и их функции

Катушка якоря: Она помогает двигателю работать.
Коммутатор: Это вращающийся интерфейс катушки якоря с неподвижной цепью.
Сердечник якоря: Удерживает катушку якоря на месте и обеспечивает механическую поддержку.
Источник питания: Простой двигатель обычно имеет источник питания постоянного тока. Он подает питание на якорь двигателя или катушки возбуждения.
Полевой магнит: Магнитное поле помогает создавать крутящий момент на вращающейся катушке якоря в силу правила левой руки Флеминга.
Щетки: Это устройство, которое проводит ток между неподвижными проводами и движущимися частями, чаще всего вращающимся валом

🔰 Как Работают Электродвигатели

Узнайте, как работает электродвигатель, основные детали, почему и где они используются, а также примеры работы. Это электрический двигатель. Это одно из самых важных устройств, когда-либо изобретенных. Эти двигатели используются повсюду — от перекачки воды, которую мы пьем, до питания лифтов и кранов, даже охлаждения атомных электростанций. Итак, мы собираемся заглянуть внутрь одного из них и подробно узнать, как именно они работают в этой статье.

элементы Электродвигатели

Чтобы лучше понять работу электродвигателя, сначала мы рассмотрим, как работает электродвигатель — в теории, затем мы проверим его на практике.

🔸 Как работает электродвигатель — в теории

Предположим, мы согнем наш провод в квадратную U-образную петлю, так что фактически через магнитное поле проходят два параллельных провода. Один из них отводит от нас электрический ток по проводу, а другой возвращает ток обратно. Поскольку ток в проводах течет в противоположных направлениях, правило левой руки Флеминга говорит нам, что два провода будут двигаться в противоположных направлениях. Другими словами, когда мы включаем электричество, один из проводов будет двигаться вверх, а другой — вниз.

Если бы катушка провода могла продолжать двигаться таким образом, она вращалась бы непрерывно — и мы были бы на пути к созданию электродвигателя.

Но этого не может произойти при нашей нынешней настройке: провода быстро запутаются. И не только это, но если бы катушка могла вращаться достаточно далеко, произошло бы что-то еще. Как только катушка достигнет вертикального положения, она перевернется, так что электрический ток будет проходить через нее в противоположную сторону. Теперь силы с каждой стороны катушки поменялись бы местами. Вместо того, чтобы непрерывно вращаться в одном и том же направлении, он будет двигаться назад в том направлении, в котором только что пришел! Представьте себе электрический поезд с таким двигателем: он будет постоянно двигаться вперед и назад на месте, фактически никуда не двигаясь.

🔸 Как работает электродвигатель — на практике

Есть два способа решить эту проблему. Один из них — использовать электрический ток, который периодически меняет направление, известный как переменный ток (AC). В небольших двигателях с батарейным питанием, которые мы используем дома, лучшим решением является добавление компонента, называемого коммутатором, к концам катушки.

В своей простейшей форме коммутатор представляет собой металлическое кольцо, разделенное на две отдельные половины, и его задача — реверсировать электрический ток в катушке каждый раз, когда катушка вращается на пол-оборота. Один конец катушки прикреплен к каждой половине коммутатора. Электрический ток от аккумулятора подключается к электрическим клеммам двигателя.

Они подают электроэнергию в коммутатор через пару незакрепленных соединителей, называемых щетками, сделанных либо из кусочков графита (мягкий углерод, похожий на «грифель» карандаша), либо из тонких кусков упругого металла, который (как следует из названия) «задевает» коммутатор. Когда коммутатор установлен, при прохождении электричества по цепи катушка будет постоянно вращаться в одном и том же направлении.

как работает электродвигатель

Такой простой экспериментальный мотор, как этот, не способен вырабатывать большую мощность. Мы можем увеличить вращающую силу (или крутящий момент), которую может создать двигатель, тремя способами: либо у нас может быть более мощный постоянный магнит, либо мы можем увеличить электрический ток, текущий через провод, либо мы можем сделать катушку так, чтобы она много «витков» (петель) очень тонкой проволоки вместо одного «витка» толстой проволоки. На практике в двигателе постоянный магнит также имеет изогнутую круглую форму, поэтому он почти касается катушки с проволокой, которая вращается внутри него. Чем ближе друг к другу магнит и катушка, тем большую силу может создать двигатель.

Хотя мы описали несколько различных деталей, вы можете представить себе двигатель как состоящий всего из двух основных компонентов:

По краю корпуса двигателя расположен постоянный магнит (или магниты), который остается неподвижным, поэтому он называется статором двигателя.
Внутри статора находится катушка, установленная на оси, которая вращается с высокой скоростью — и это называется ротором. Ротор также включает в себя коллектор.

🔰 Как выбрать между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока?

Эти два типа двигателей построены по-разному:

Наиболее принципиальным отличием является источник питания: переменный ток (однофазный или трехфазный) и постоянный ток, например, для батарей.

Скорость — еще одно отличие. Скорость двигателя постоянного тока регулируется изменением тока в двигателе, в то время как скорость двигателя переменного тока регулируется изменением частоты, обычно с помощью преобразователя частоты (вы можете читать о двухскоростью двигатели в другой стати) .

Двигатель постоянного и переменного тока

🔸 Двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока являются наиболее популярными в отрасли, так как они обладают рядом преимуществ:

Они просты в постройке
Они более экономичны из-за более низкого пускового потребления
Они также более прочные и поэтому, как правило, имеют более длительный срок службы
Они не требуют особого ухода

Из-за того, как они работают, что включает синхронизацию между вращением ротора и частотой тока, скорость двигателей переменного тока остается постоянной. Они особенно подходят для применений, требующих непрерывного движения и небольшого количества переключений передач. Поэтому этот тип двигателя идеально подходит для использования в насосах, конвейерах и вентиляторах.

Их также можно интегрировать в системы, не требующие высокой точности, если они используются с регулируемой скоростью.

С другой стороны, функции управления скоростью делают их более дорогими, чем другие двигатели.

Есть два типа двигателей переменного тока: однофазные и трехфазные.

🔷 Однофазные двигатели характеризуются:

⭕ Эффективность.
⭕ Их можно использовать в бытовой электросети.
⭕ Менее промышленные, поскольку они менее мощные.
⭕ Количество полюсов, которое даст скорость вращения.
⭕ Способ крепления: фланец (B14, B5) или кронштейны (B3).
⭕ Электрическая мощность (в кВт), которая будет определять крутящий момент.

🔷 Трехфазные двигатели характеризуются:

⭕ Их использование в промышленных условиях (около 80 %)
⭕ Их использование для инфраструктуры и оборудования, требующего высокой электрической мощности
⭕ Архитектура, которая позволяет передавать гораздо большую электрическую мощность, чем двигатель с однофазным напряжением

🔸 Двигатели постоянного тока

✔️ Двигатели постоянного тока также очень распространены в промышленных условиях, поскольку они обладают значительными преимуществами в зависимости от формата:

🟢 Они точны и быстры.
🟢 Пусковой момент высок.
🟢 Запуск, остановка, ускорение и разворот выполняются быстро.
🟢 Их скорость можно регулировать, изменяя напряжение питания.
🟢 Они просты в установке, даже в мобильных (работающих на батарейках) системах.

Они очень хорошо подходят для динамических применений, требующих высокой точности, особенно с точки зрения скорости, как в случае лифтов, или с точки зрения положения, как в случае роботов или станков. Они также могут быть полезны для применений, требующих высокой мощности (например, 10 000 кВт).

❌ Однако они имеют определенные недостатки в зависимости от их конструкции по сравнению с двигателями переменного тока:

🔴 Они состоят из множества деталей, которые изнашиваются и требуют дорогостоящей замены.
🔴 Они менее распространены, потому что они менее подходят для применений, требующих высокой мощности.

🔰 Наиболее распространенный тип двигателя

Существует много типов двигателей постоянного тока, но наиболее распространенными являются щеточные или бесщеточные. Существуют также вибрационные двигатели, шаговые двигатели и серводвигатели. мы должни сказат здест что бесщетоный двигатель лучше у аккумуляторного шуруповерта.

Щеточный и бесщеточный двигатель.

🔸 Бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточные двигател постоянного тока используют постоянные магниты в своем роторном узле. Они популярны на рынке хобби для применения в самолетах и наземных транспортных средствах. Они более эффективны, требуют меньшего обслуживания, производят меньше шума и имеют более высокую плотность мощности, чем двигатели постоянного тока с щеткой.

Они также могут быть серийного производства и напоминать двигатель переменного тока с постоянной частотой вращения, за исключением питания от постоянного тока. Однако есть несколько недостатков, которые включают в себя то, что ими трудно управлять без специального регулятора, и они требуют низких пусковых нагрузок и специализированных коробок передач в приводных приложениях, что приводит к более высоким капитальным затратам, сложности и экологическим ограничениям.

🔸 Щеточные двигатели постоянного тока

Щеточные двигатели براشпостоянного тока являются одними из самых простых и встречаются во многих бытовых приборах, игрушках и автомобилях.
Они используют контактные щетки, которые соединяются с коммутатором для изменения направления тока.
Они недороги в производстве, просты в управлении и обладают отличным крутящим моментом на низких скоростях (измеряется в оборотах в минуту или оборотах в минуту).
Несколько недостатков заключаются в том, что они требуют постоянного технического обслуживания для замены изношенных щеток, имеют ограниченную скорость из-за нагрева щетки и могут генерировать электромагнитный шум от дугового разряда щетки.

🔰 Каковы стандарты энергоэффективности для электродвигателей?

Производители все чаще задумываются об энергоэффективности. Более зеленая и экологически чистая экономика — одна из целей Конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата 2015 года, которую взяли на себя многие государства. Но прежде всего в целях ограничения потребления и экономии в последние годы промышленность приобретает более энергоэффективное оборудование.

Согласно исследованию Европейской комиссии, на двигатели приходится 65% промышленного потребления энергии в Европе. Поэтому принятие мер в отношении двигателей является важным шагом на пути к сокращению выбросов CO2. Комиссия даже прогнозирует, что к 2020 году можно повысить энергоэффективность двигателей европейского производства на 20–30%. В результате будет на 63 миллиона тонн меньше CO2 в атмосфере и на 135 миллиардов киловатт-часов.

Стандартные электродвигатели

Если вы также хотите интегрировать энергоэффективные двигатели и получать экономию, внося свой вклад в развитие планеты, вам сначала нужно будет ознакомиться со стандартами энергоэффективности для двигателей в вашей стране или географическом регионе. Но будьте осторожны, эти стандарты применимы не ко всем двигателям, а только к асинхронным электродвигателям переменного тока.

🔰 Международные стандарты

Международная электротехническая комиссия (МЭК) определила классы энергоэффективности для электродвигателей, представленных на рынке, известные как код IE, которые обобщены в международном стандарте МЭК

МЭК определил четыре уровня энергоэффективности, которые определяют энергетические характеристики двигателя:

IE1 относится к СТАНДАРТНОЙ-эффективности
IE2 относится к ВЫСОКОЙ-эффективности
IE3 означает ПРЕМИУМ-эффективность
IE4, все еще находящийся в стадии изучения, обещает СУПЕР-ПРЕМИАЛЬНУЮ эффективность

МЭК также внедрила стандарт IEC 60034-2-1: 2014 для испытаний электродвигателей. Многие страны используют национальные стандарты испытаний, а также ссылаются на международный стандарт IEC 60034-2-1.

Товары из категорий🛠

✔️ В Европе

ЕС уже принял несколько директив, направленных на снижение энергопотребления двигателей, включая обязательство производителей размещать на рынке энергоэффективные двигатели:

Поэтому с 2011 года класс IE2 является обязательным для всех двигателей.

Класс IE3 является обязательным с января 2015 года для двигателей мощностью от 7,5 до 375 кВт (или IE2, если эти двигатели имеют преобразователь частоты).

Класс IE3 является обязательным с января 2017 года для двигателей мощностью от 0,75 до 375 кВт (или IE2, если эти двигатели имеют преобразователь частоты).

✔️ В Соединенных Штатах

В Соединенных Штатах действуют стандарты, определенные Американской ассоциацией NEMA (Национальная ассоциация производителей электротехники). С 2007 года минимальный требуемый уровень установлен на уровне IE2.

Та же классификация применима к Австралии и Новой Зеландии.

✔️ Азия

В Китае корейские стандарты MEPS (Минимальный стандарт энергоэффективности) применяются к малым и средним трехфазным асинхронным двигателям с 2002 года (GB 18693). В 2012 году стандарты MEPS были согласованы со стандартами IEC, перейдя от IE1 к IE2, а теперь и к IE3.

Япония согласовала свои национальные правила с классами эффективности IEC и включила электродвигатели IE2 и IE3 в свою программу Top Runner в 2014 году. Представленная в 1999 году программа Top Runner заставляет японских производителей постоянно предлагать на рынке новые модели, которые являются более энергоэффективными, чем предыдущие поколения, тем самым стимулируя эмуляцию и инновации в области энергетики.
В Индии с 2009 года действует знак сравнительной эффективности, а с 2012 года — национальный стандарт на уровне IE2.

Каковы критерии выбора электродвигателя?

Электродвигатели позволяют выполнять различные типы движения: быстрое, точное, непрерывное, с переключением передач или без него и т. Д. Для всех этих приложений требуются собственные двигатели.

Применение электродвигателей
Во-первых, вы должны выбрать одну из трех основных групп электродвигателей:
💠 Асинхронный двигатель переменного тока (однофазный или трехфазный)
💠 Синхронный двигатель: двигатель постоянного тока (постоянного тока), бесщеточный и др.
Чтобы выбрать между этими группами, необходимо определить тип требуемого приложения, поскольку это повлияет на ваш выбор:
Если вы хотите, чтобы ваш двигатель работал непрерывно и с небольшим количеством переключений передач, вам следует выбрать асинхронный двигатель. Для динамических приложений очень важно иметь синхронный двигатель.Наконец, если вам требуется точное позиционирование, вам следует выбрать шаговый двигатель.
В зависимости от требуемого движения вам также потребуется определить технические характеристики и размер двигателя:
💠 Для определения технических характеристик потребуется определить мощность, крутящий момент и скорость двигателя.
💠 Чтобы определить размер, вы должны знать, сколько места займет двигатель и как он будет установлен (то есть как он будет закреплен в системе).
При выборе размеров и прочности двигателя вы также должны учитывать производственную среду, в которой двигатель будет работать:
Существует формат, адаптированный для любого типа среды (взрывоопасная, влажная, коррозионная, высокая температура и т. Д.). Для суровых условий окружающей среды существуют двигатели с усиленным, водонепроницаемым, ударопрочным или грязеотталкивающим корпусом.
Наконец, в последние годы энергоэффективность стала важным фактором, который необходимо учитывать при выборе двигателя. Электродвигатель, который потребляет меньше энергии, будет иметь низкое энергетическое воздействие, что снизит его стоимость энергии.
Использование электродвигателя
Электродвигатели используются в самых разных областях применения. Некоторые из них перечислены ниже:
💠 Дрели
💠 Жесткие Диски
💠 Водяные Насосы
💠 Стиральные Машины
💠 Промышленное Оборудование
Вы можете ожидать, что эффективность работающего двигателя составит около 70-85%, так как оставшаяся энергия тратится на производство тепла и издаваемые звуки.
Что следует учитывать при покупке двигателя:
При выборе двигателя необходимо обратить внимание на несколько характеристик, но наиболее важными являются напряжение, ток, крутящий момент и скорость (об / мин).
✔️ Ток
это то, что питает двигатель, и слишком большой ток приведет к его повреждению. Для двигателей постоянного тока важны рабочий ток и ток останова. Рабочий ток — это средняя величина тока, которую двигатель может потреблять при типичном крутящем моменте. Ток останова обеспечивает достаточный крутящий момент для двигателя, чтобы работать со скоростью останова, или 0 об / мин. Это максимальный ток, который двигатель может потреблять, а также максимальная мощность, умноженная на номинальное напряжение. Радиаторы важны, если двигатель постоянно работает или работает с напряжением выше номинального, чтобы катушки не плавились.
✔️ Напряжение
Напряжение используется для поддержания тока сети, протекающего в одном направлении, и для преодоления обратного тока. Чем выше напряжение, тем выше крутящий момент. Номинальное напряжение двигателя постоянного тока указывает наиболее эффективное напряжение во время работы. Обязательно подавайте рекомендуемое напряжение. Если вы подадите слишком мало вольт, двигатель не будет работать, в то время как слишком много вольт может привести к короткому замыканию обмоток, что приведет к потере мощности или полному разрушению.
✔️ Значения работы и остановки/ крутящий момент
Значения работы и остановки также необходимо учитывать с учетом крутящего момента. Рабочий крутящий момент — это величина крутящего момента, на которую был рассчитан двигатель, а крутящий момент остановки — это величина крутящего момента, создаваемого при подаче мощности от скорости остановки. Вы всегда должны обращать внимание на необходимый рабочий крутящий момент, но в некоторых приложениях вам потребуется знать, как далеко вы можете продвинуть двигатель. Например, для колесного робота хороший крутящий момент равен хорошему ускорению, но вы должны убедиться, что крутящий момент остановки достаточно силен, чтобы поднять вес робота. В данном случае крутящий момент важнее скорости.
✔️ Скорость (об/мин)
Скорость (об / мин) может быть сложной для двигателей. Общее правило заключается в том, что двигатели наиболее эффективно работают на самых высоких скоростях, но это не всегда возможно, если требуется передача. Добавление шестерен снизит эффективность двигателя, поэтому примите во внимание снижение скорости и крутящего момента.
Это основные принципы, которые следует учитывать при выборе двигателя. Подумайте о назначении приложения и о том, какой ток он использует, чтобы выбрать подходящий тип двигателя. Технические характеристики приложения, такие как напряжение, ток, крутящий момент и скорость, будут определять, какой двигатель является наиболее подходящим, поэтому обязательно обратите внимание на его требования.
💠 Какие основные качества следует учитывать в двигателе электроинструмента?
Что важно учитывать при работе с двигателями электроинструментов, так это: щетки, крутящий момент, скорость и род тока.
FAQ❓
🔘 Какие основные качества следует учитывать в двигателе электроинструмента?
Что важно учитывать при работе с двигателями электроинструментов, так это: щетки, крутящий момент, скорость и род тока.
🔘 В чем разница между двигателями переменного и постоянного тока?
Двигатель постоянного или постоянного тока работает от батареи или накопленной
энергии, а двигатель переменного тока подключается к электрической сети.
🔘 Какие преимущества предлагают двухскоростные двигатели?
Они практически более эффективны и производительны, более универсальны и многофункциональны.
🔘 Какой момент затяжки?
В основном это означает силу, прилагаемую к затяжке болта или гайки.
Заключение🧾
Здесь изложены основные принципы, которые следует учитывать при выборе двигателя. Подумайте о назначении приложения и о том, какой ток он использует, чтобы выбрать правильный тип двигателя.
Что такое электродвигатель?
27.08.2020
Что такое электродвигатель?
Электродвигатель — это устройство, которое превращает поток электрического тока в механическое вращение шпинделя или ротора. Во многих приложениях вращение превращается в линейное движение.
Что такое электродвигатель?
Электродвигатель представляет собой устройство, которое превращает поток электрического тока в механическое вращение шпинделя или ротора. Во многих приложениях вращение превращается в линейное движение. Как работает электродвигатель?
Существует множество вариантов и вариантов электродвигателей; например, двигатели постоянного тока – щеточные или бесщеточные и двигатели переменного тока – асинхронные (или асинхронные) и синхронные. Двигатели могут работать при различных напряжениях в зависимости от области применения и доступного источника питания.
Работа двигателя зависит от двух свойств электрического тока. Во-первых, электрический ток, протекающий по проводу или катушке, создает магнитное поле. Во-вторых, изменение тока в проводнике, например, от источника переменного тока, будет индуцировать напряжение в проводнике (самоиндукция) или во вторичном проводнике (взаимная индуктивность). Ток, протекающий в цепи вторичного проводника, также будет создавать магнитное поле, как указано выше.
У магнита одинаковые полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются. Во всех двигателях конструкция использует это свойство для обеспечения непрерывного вращения ротора.
На приведенной ниже диаграмме показана кривая трехфазного переменного тока; каждая фаза разделена фазовым углом 120 °, как показано на векторной диаграмме в середине.
При определенном фазовом угле будет результирующее направление поля, которое можно вычислить путем сложения векторов; постоянный магнит(ы) в роторе будет выглядеть так, чтобы выровняться с направлением поля, и по мере того, как форма волны переменного тока «прогрессирует» во времени, ротор будет вращаться, как показано на рисунке.
Для 30°:
Для 90°:
Для 180°:
И так далее в течение одного полного цикла (3600), где ротор фактически вернется в исходное положение и повторит процесс снова.
Как выбрать электродвигатель?
Не во всех случаях можно использовать трехфазный синхронный двигатель; хотя размер эффективен для его мощности, приведенный выше двигатель был бы слишком большим, например, для привода DVD-плеера. Кроме того, трехфазное питание не было бы идеальным для бытовых (или большинства коммерческих) ситуаций; Таким образом, применение является важным фактором при определении размера и напряжения питания.
Мощность (через крутящий момент), требуемая от двигателя, является важным фактором; каковы динамические аспекты применения – нагрузка, ускорение/торможение и расстояния, которые необходимо переместить в радиальном или поперечном направлении?
Также важна стабильность скорости вращения; двигатель должен работать с постоянной скоростью, даже при низких оборотах?
Наконец, следует учитывать условия окружающей среды – какова рабочая температура и могут ли возникнуть проблемы с водой или пылью? Будет ли двигатель работать во взрывоопасной среде и будет ли требоваться класс ATEX? Типы электродвигателей
Как указано выше, существует множество вариантов двигателей; с питанием от постоянного или переменного тока и различных напряжений, в зависимости от применения.
Важным фактором при выборе двигателей является разница между серводвигателями и шаговыми двигателями. Серводвигатель имеет механизм обратной связи – сигнал обратной связи сравнивается с заданным значением до тех пор, пока не будет нулевой разницы, когда двигатель достигнет желаемого положения
Шаговый двигатель также предлагает управление, но его можно рассматривать как оцифрованную версию двигателя с особая конструкция. Несколько независимых катушек статора (статор является неподвижной частью двигателя) и специально разработанный ротор позволяют двигателю перемещаться в заданное положение или под углом в соответствии с командой.
Шаговые двигатели идеально подходят для маломощных и недорогих приложений, таких как дисковод компакт-дисков. И наоборот, серводвигатели лучше подходят для приложений с более высокой мощностью, высоким ускорением и высокой точностью. Типичные области применения электродвигателей
Электродвигатели находят широкое применение в быту, например, в стиральных машинах для компакт-дисков, DVD-дисков и т. д., и в коммерческих целях, например, в медицине, офисах и промышленности. В сочетании с линейным исполнительным механизмом типичными приложениями являются, среди прочего, автомобилестроение, погрузочно-разгрузочные работы, робототехника, производство продуктов питания и напитков, а также упаковка.
Нужно ли мне что-то еще, чтобы электродвигатели работали?
Подходящее электропитание и соответствующие кабели для оборудования имеют важное значение. В любом случае двигатель должен быть соединен с его приводными компонентами напрямую, через шестерни или ремни, и для этого может потребоваться демпфирование вибрации. Датчики температуры являются разумным дополнением, и в случае возможного перегрева потребуется вентилятор с подходящей вентиляцией.
Кабели необходимы для подачи питания и сигналов управления между двигателем и приводом.
Посетите раздел «Электроприводы», чтобы узнать больше.
Вы здесь
Домашняя страница
Поддержка
Блог
Что такое электродвигатель?
Электродвигатель | Encyclopedia.com
Двигатель постоянного тока
Типы двигателей постоянного тока
Электродвигатели переменного тока
Принципы работы трехфазного двигателя
Ресурсы
Электродвигатель — это машина, используемая для преобразования электрической энергии в механическую. Электродвигатели важны для современной жизни, они используются в пылесосах, посудомоечных машинах, компьютерных принтерах, факсимильных аппаратах, водяных насосах, производстве, автомобилях (как обычных, так и гибридных), станках, печатных станках, системах метро и многом другом.
Основные физические принципы работы электродвигателя известны как закон Ампера и закон Фарадея. Первый утверждает, что электрический проводник, находящийся в магнитном поле, будет испытывать силу, если любой ток, протекающий через проводник, имеет составляющую, перпендикулярную этому полю. Изменение направления тока или магнитного поля создаст силу, действующую в противоположном направлении. Второй принцип гласит, что если проводник движется через магнитное поле, то любая составляющая движения, перпендикулярная этому полю, создаст разность потенциалов между концами проводника.
Электродвигатель состоит из двух основных элементов. Первый, статический компонент, который состоит из магнитных материалов и электрических проводников для создания магнитных полей желаемой формы, известен как статор . Второй, который также состоит из магнитных и электрических проводников для создания определенных магнитных полей, которые взаимодействуют с полями, создаваемыми статором, известен как ротор . Ротор содержит подвижный компонент двигателя, имеющий вращающийся вал для соединения с приводимой машиной и некоторые средства поддержания электрического контакта между ротором и корпусом двигателя (обычно угольные щетки, прижатые к токосъемным кольцам). При работе электрический ток, подаваемый на двигатель, используется для создания магнитных полей как в роторе, так и в статоре. Эти поля толкают друг друга, в результате чего ротор испытывает крутящий момент и, следовательно, вращается.
Электрические двигатели делятся на две большие категории, в зависимости от типа подаваемой электроэнергии: двигатели постоянного тока (DC) и двигатели переменного тока (AC).
Первый электрический двигатель постоянного тока был продемонстрирован Майклом Фарадеем в Англии в 1821 году. Поскольку единственными доступными источниками электроэнергии был постоянный ток, первые коммерчески доступные двигатели были типа постоянного тока, которые стали популярными в 1880-х годах. Эти двигатели использовались как для маломощных, так и для высокомощных приложений, таких как электрические уличные железные дороги. Только в 189 г.0s, с наличием электроэнергии переменного тока, двигатель переменного тока был разработан, в первую очередь, корпорациями Westinghouse и General Electric. В течение этого десятилетия было решено большинство проблем, связанных с однофазными и многофазными двигателями переменного тока. Следовательно, все основные характеристики электродвигателей были разработаны к 1900 году.
Работа двигателя постоянного тока зависит от взаимодействия полюсов статора с частью ротора или якоря. Статор содержит четное число полюсов с переменной магнитной полярностью, каждый полюс состоит из электромагнита, образованного полюсной обмоткой, намотанной на полюсный сердечник. При протекании постоянного тока через обмотку образуется магнитное поле. Якорь также содержит обмотку, в которой ток течет в указанном направлении. Этот ток якоря взаимодействует с магнитным полем в соответствии с законом Ампера, создавая крутящий момент, который вращает якорь.
Если бы обмотки якоря вращались вокруг следующего полюсного наконечника противоположной полярности, крутящий момент действовал бы в противоположном направлении, тем самым останавливая якорь. Чтобы предотвратить это, ротор содержит коммутатор, который изменяет направление тока якоря для каждого полюсного наконечника, мимо которого вращается якорь, таким образом гарантируя, что все обмотки, проходящие, например, через полюс северной полярности, будут иметь ток. в том же направлении, в то время как обмотки, проходящие через южные полюса, будут иметь противоположный ток, создавая крутящий момент в том же направлении, что и крутящий момент, создаваемый северными полюсами. Коллектор обычно состоит из разъемного контактного кольца, по которому перемещаются щетки, подающие постоянный ток.
Вращение обмоток якоря через поле статора создает напряжение на якоре, известное как противоЭДС (электродвижущая сила), поскольку оно противодействует приложенному напряжению: это следствие закона Фарадея. Величина встречной ЭДС зависит от напряженности магнитного поля и скорости вращения якоря. При первоначальном включении двигателя постоянного тока противоЭДС отсутствует и якорь начинает вращаться. Счетчик ЭДС увеличивается с вращением. Действующее напряжение на обмотках якоря равно приложенному напряжению за вычетом противоЭДС.
Электродвигатели постоянного тока встречаются чаще, чем мы думаем. Автомобиль может иметь до 20 двигателей постоянного тока для привода вентиляторов, сидений и окон. Они бывают трех разных типов, классифицируемых в соответствии с используемой электрической схемой. В шунтовом двигателе обмотки якоря и обмотки возбуждения соединены параллельно, поэтому токи в каждой из них относительно независимы. Ток через обмотку возбуждения можно регулировать с помощью реостата возбуждения (переменного резистора), что позволяет широко варьировать скорость двигателя в широком диапазоне условий нагрузки. Этот тип двигателя используется для привода станков или вентиляторов, которые требуют широкого диапазона скоростей.
В последовательном двигателе обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря, что приводит к очень высокому пусковому моменту, поскольку и ток якоря, и напряженность поля достигают своего максимума. Однако, как только якорь начинает вращаться, противоЭДС уменьшает ток в цепи, тем самым уменьшая напряженность поля. Серийный двигатель используется там, где требуется большой пусковой момент, например, в автомобильных стартерах, кранах и подъемниках.
Составной двигатель представляет собой комбинацию последовательного и параллельного двигателей, имеющих параллельные и последовательные обмотки возбуждения. Этот тип двигателя имеет высокий пусковой момент и возможность изменять скорость и используется в ситуациях, требующих обоих этих свойств, таких как штамповочные прессы, конвейеры и элеваторы.
Двигатели переменного тока гораздо более распространены, чем двигатели постоянного тока, потому что почти все системы электроснабжения работают на переменном токе. Существует три основных типа двигателей, а именно многофазные асинхронные, многофазные синхронные и однофазные двигатели. Поскольку трехфазные источники питания являются наиболее распространенными многофазными источниками, большинство многофазных двигателей работают от трехфазного тока. Трехфазные источники питания широко используются в коммерческих и промышленных условиях, тогда как однофазные источники почти всегда используются в домашних условиях.
Основное различие между двигателями переменного и постоянного тока заключается в том, что магнитное поле, создаваемое статором, вращается в корпусе переменного тока. Через клеммы вводятся три электрические фазы, каждая фаза питает отдельный полюс поля. Когда каждая фаза достигает своего максимального тока, магнитное поле на этом полюсе достигает максимального значения. По мере уменьшения тока уменьшается и магнитное поле. Поскольку каждая фаза достигает своего максимума в разное время в течение цикла тока, тот полюс поля, магнитное поле которого наибольшее, постоянно меняется между тремя полюсами, в результате чего магнитное поле, наблюдаемое ротором, вращается. Скорость вращения магнитного поля, известная как синхронная скорость, зависит от частоты источника питания и числа полюсов, создаваемых обмоткой статора. Для стандартного источника питания 60 Гц, используемого в США, максимальная синхронная скорость составляет 3600 об/мин.
В трехфазном асинхронном двигателе обмотки ротора подключены не к источнику питания, а к источнику питания.
DC— Постоянный ток, при котором ток в цепи примерно постоянен во времени.
Ротор — Та часть электродвигателя, которая может свободно вращаться, включая вал, якорь и соединение с машиной.
Статор — Та часть электродвигателя, которая не может свободно вращаться, включая катушки возбуждения.
Крутящий момент — Способность или сила, необходимая для поворота или вращения вала или другого объекта.
по сути являются короткими замыканиями. Наиболее распространенный тип обмотки ротора, обмотка с беличьей клеткой, очень похож на беговое колесо, используемое в клетках для домашних песчанок. Когда двигатель первоначально включен и ротор неподвижен, проводники ротора подвергаются воздействию изменяющегося магнитного поля, проходящего с синхронной скоростью. Согласно закону Фарадея, эта ситуация приводит к индукции токов вокруг обмоток ротора; величина этого тока зависит от импеданса обмоток ротора. Поскольку теперь выполнены условия для двигательного действия, то есть проводники с током находятся в магнитном поле, ротор испытывает крутящий момент и начинает вращаться. Ротор никогда не может вращаться с синхронной скоростью, потому что не было бы относительного движения между магнитным полем и обмотками ротора и не мог бы индуцироваться ток. Асинхронный двигатель имеет высокий пусковой момент.
В двигателях с короткозамкнутым ротором скорость двигателя определяется нагрузкой, которую он приводит в действие, и количеством полюсов, создающих магнитное поле в статоре. Если некоторые полюса включены или выключены, скорость двигателя можно регулировать постепенно. В двигателях с фазным ротором полное сопротивление обмоток ротора можно изменять извне, что изменяет ток в обмотках и, таким образом, обеспечивает непрерывное регулирование скорости.
Трехфазные синхронные двигатели сильно отличаются от асинхронных двигателей. В синхронном двигателе ротор использует катушку с постоянным током для создания постоянного магнитного поля. После приближения ротора к синхронной скорости двигателя северный (южный) полюс магнита ротора замыкается на южный (северный) полюс вращающегося поля статора, и ротор вращается с синхронной скоростью. Ротор синхронного двигателя обычно включает в себя обмотку с короткозамкнутым ротором, которая используется для запуска вращения двигателя до подачи питания на катушку постоянного тока. Беличья клетка не действует на синхронных скоростях по причине, описанной выше.
Однофазные асинхронные двигатели и синхронные двигатели, используемые в большинстве бытовых ситуаций, работают по принципу, аналогичному описанному для трехфазных двигателей. Однако для создания пусковых крутящих моментов необходимо внести различные модификации, поскольку одна фаза не будет генерировать вращающееся магнитное поле само по себе.