Маломощные электродвигатели: применение и особенности

Какие виды маломощных электродвигателей существуют. Где применяются синхронные микродвигатели. Каковы принципы работы реактивных и гистерезисных двигателей. Как устроены и для чего используются шаговые двигатели.

Синхронные микродвигатели: принцип работы и области применения

Синхронные двигатели малой мощности (микродвигатели) отличаются от асинхронных моторов несколькими ключевыми особенностями:

• Ротор является постоянным магнитом или маломощным электромагнитом
• У маломощных агрегатов отсутствует обмотка возбуждения и щетки
• Токовая фаза может значительно опережать фазу напряжения
• Частота вращения постоянна и не зависит от нагрузки

Ротор микродвигателя обычно изготавливается из твердых магнитных материалов, которые намагничиваются однократным воздействием сильного импульсного поля. Намагниченность полюсов сохраняется длительное время. Для роторов из мягких магнитных материалов применяется специальная форма, обеспечивающая разное радиальное магнитное сопротивление магнитопровода.

При запуске синхронный микродвигатель первоначально работает как асинхронный, возбуждаясь от поля постоянных магнитов вращающегося ротора. В обмотке статора возникает ЭДС с переменной частотой, создающая тормозящие токи. После достижения синхронной скорости двигатель входит в нормальный синхронный режим работы.

Основные области применения синхронных микродвигателей:

• Фототехника
• Бытовые приборы
• Часовые механизмы
• Системы автоматики

Реактивные и гистерезисные синхронные двигатели малой мощности

Синхронные реактивные двигатели имеют равнополюсный ротор со стартовой обмоткой из специальной листовой стали. Короткозамкнутая обмотка выполняется путем заливки алюминием или другим диамагнетиком. Мощность таких двигателей обычно не превышает 100 Вт, что в 2-3 раза ниже мощности двигателей с постоянными магнитами. При этом реактивные двигатели проще и дешевле в изготовлении.

Какие характеристики имеют реактивные синхронные двигатели малой мощности?

• КПД составляет 0,35-0,4
• Максимальный коэффициент мощности — 0,5
• Простая и недорогая конструкция

Синхронные гистерезисные двигатели отличаются ротором из магнитотвердого сплава с широкой петлей гистерезиса. Вращающееся магнитное поле статора намагничивает ротор. Такие двигатели могут работать как в синхронном, так и в асинхронном режиме.

Основные преимущества гистерезисных двигателей:

• Высокий пусковой момент
• Небольшое изменение тока (20-30%) при переходе с холостого хода в режим короткого замыкания
• Плавный вход в синхронизм
• Простота конструкции
• Высокая надежность
• Малые габариты и вес

Гистерезисные двигатели выпускаются на частоту 50 Гц и другие частоты, имеют мощность до 400 Вт и могут быть одно- или двухскоростными.

Реверсивные и реактивно-гистерезисные микродвигатели

В реверсивных синхронных двигателях короткозамкнутые витки заменяются четырьмя катушками на обеих частях расщепленных полюсов. Для вращения вала в нужном направлении достаточно закоротить одну из пар катушек.

Реактивно-гистерезисные двигатели имеют статор явнополюсного типа, расположенный внутри обмоточного каркаса. Два полюса магнитопровода разрезаются продольным пазом на равные части. Выходной вал соединяется с ротором через редуктор, снижающий скорость до нескольких сотен или десятков оборотов в минуту.

Шаговые двигатели: принцип работы и особенности конструкции

Шаговые двигатели преобразуют электронные импульсы управления в дискретный угол поворота. Их статор содержит 2-3 идентичные обмотки, сдвинутые в пространстве и поочередно подключаемые к источнику прямоугольных импульсов.

Какие существуют типы роторов шаговых двигателей?

• Активные — имеют обмотку возбуждения и контактные щетки или постоянные магниты с чередующейся полярностью
• Реактивные — не имеют обмоток и постоянных магнитов

Шаговые двигатели широко применяются в системах точного позиционирования, робототехнике, печатающих устройствах и других механизмах, требующих прецизионного углового перемещения.

Классификация электродвигателей по типу тока и конструкции

Электродвигатели подразделяются на устройства постоянного и переменного тока. Двигатели постоянного тока в зависимости от наличия щеточно-коллекторного узла бывают:

• Коллекторные — компактные двигатели для бытовой техники и небольших промышленных установок
• Бесколлекторные — применяются в космической технике, робототехнике, приводах и компьютерных вентиляторах

Электродвигатели переменного тока по принципу работы делятся на:

• Асинхронные — имеют небольшой диапазон регулировки скорости, малые пусковые токи и момент
• Синхронные — применяются при необходимости высоких мощностей

Классификация электродвигателей по мощности

По уровню мощности электрические двигатели подразделяются на следующие категории:

Маломощные (до 4 кВт)

Отличаются надежностью и качеством работы при средних показателях шума. Широко применяются в приводах, робототехнике и промышленности.

Средней мощности (от 10 кВт)

Наиболее распространенный тип двигателей. Характеризуются легкостью и надежностью. Используются в электроинструментах, промышленном оборудовании и электротехнике.

Мощные (от 30 кВт)

Имеют большую массу, длительный срок эксплуатации и простоту текущего ремонта. Применяются в подъемно-транспортном оборудовании, электротранспорте и тяжелой промышленности.

Условия эксплуатации и требования к электродвигателям

Для обеспечения надежной и долговечной работы электродвигателей необходимо соблюдать следующие условия эксплуатации:

• Высота установки над уровнем моря — не более 1000 м
• Температура окружающего воздуха — от -45°C до +40°C
• Отсутствие в воздухе агрессивных газов и паров
• Невзрывоопасная окружающая среда
• Умеренная влажность воздуха

При выборе электродвигателя следует учитывать особенности конкретного применения и условия эксплуатации. Для работы во взрывоопасных средах, агрессивных условиях или при повышенной пожароопасности разрабатываются специальные конструкции с дополнительной защитой.

Низковольтные электродвигатели: особенности и применение

Низковольтными считаются электродвигатели, рассчитанные на напряжение питания от 50 до 1000 В переменного тока или от 120 до 1500 В постоянного тока. Такие двигатели широко применяются в промышленности для привода различного оборудования:

• Насосов
• Вентиляторов
• Компрессоров
• Конвейеров
• Подъемно-транспортных механизмов

Каковы основные преимущества низковольтных электродвигателей?

• Высокая энергоэффективность
• Широкий диапазон мощностей (от 1 кВт до 6 МВт)
• Возможность точного регулирования скорости
• Низкий уровень шума и вибраций
• Компактные размеры
• Простота монтажа и обслуживания

Низковольтные двигатели часто используются совместно с преобразователями частоты, что позволяет оптимизировать режимы работы и существенно снизить энергопотребление.

При выборе низковольтного двигателя важно учитывать не только требуемую мощность, но и условия эксплуатации, режим работы, необходимость регулирования скорости и другие факторы. Это позволит подобрать оптимальное решение для конкретного применения.

Синхронные двигатели малой мощности (микродвигатели)

В чем основное отличие синхронных двигателей малой мощности (микродвигателей) от асинхронных моторов?

• Их ротор является магнитом или электромагнитом малой мощности, а у маломощных агрегатов он не имеет обмотки возбуждения и щеток.
• Токовая фаза может заметно опережать фазу напряжения.
• Частота вращения постоянна и не зависит от нагрузки.

В целом на ротор из твердых магнитных материалов однократно воздействуют сильным импульсным полем, намагничивая его. Намагниченность полюсов сохраняется надолго. Если магнит изготовлен из мягкого материала, ротору придается соответствующая форма для того, чтобы магнитопровод обладал разным радиальным магнитным сопротивлением. Двигатели с постоянным магнитом имеют цилиндрический ротор из твердого магнитного материала. Их стартовая обмотка коротко замкнута.

Принципы работы синхронных двигателей малой мощности (микродвигателей)

При запуске такой двигатель действует по принципу асинхронного, возбуждаясь от поля постоянных магнитов в крутящемся роторе. Из-за этого в обмотке статора возникает эдс с непостоянной частотой. Она создает токи, вызывающие тормозящий момент. Достигнув скорости синхронизма, двигатель перестает быть в асинхронном состоянии, после чего входит в свой обычный режим синхронизма с соответствующей скоростью. Такие синхронные двигатели малой мощности (микродвигатели) используются в фототехнике, бытовых устройствах, часовых механизмах, в автоматике и т.д.

Синхронный реактивный мотор

Он оснащен равнополюсным ротором. Имеет стартовую обмотку и изготавливается из особой листовой стали. Короткозамкнутой обмоткой является заливка алюминиевым или другим диамагнетиком.

Мощность этих моторов обычно не превышает 100Вт, в целом, она в 2-3 раза ниже мощности двигателей с неизменными магнитами (хотя они проще в исполнении и дешевле). КПД от 0,35 до 0,4, а максимальный мощностной коэффициент – 0,5.

Реверсивные синхронные двигатели

Четыре катушки на обеих частях расщепленных полюсов заменяют у них короткозамкнутые витки. Закоротив одну из пар, достигают вращения вала в нужную сторону.

Синхронные гистерезисные моторы

Их роторы изготовлены из магнитотвердого сплава с широкой гистерезисной петлей, и их намагничивает вращающееся магнитное поле статора. Они могут действовать как синхронным, так и асинхронным способом.

Для них характерны:

• очень высокий пусковой момент;
• токовая конфигурация порядка 20-30% при переходе с холостого хода в режим КЗ;
• плавный вход в режим синхронизма.

Двигатели этого типа выгодно отличаются от реактивных простотой конструкции, надежностью и маломощностью в работе, а также небольшим размерам и весом. Их выпускают и на 50 герц, и на другие частоты. Обладая мощностью не более 400Вт, они бывают одно- и двухскоростными.

Реактивно-гистерезисные двигатели

Их статор явнополюсного типа находится внутри обмоточного каркаса. Продольный паз разрезает два полюса на магнитопроводе на одинаковые части. Редуктор соединяет выходной вал с ротором и уменьшает скорость вала до нескольких сот или десятков оборотов в минуту.

Шаговые моторы

Они превращают электронные импульсы управления в угол поворота, реализуемый дискретным способом. На магнитопроводе статора находятся 2 или 3 однообразные обмотки. Они сдвинуты в пространстве и поочередно подключаются к источнику прямоугольных импульсов. Ротор явнополюсного типа может быть как активным, так и реактивным. У активных роторов есть обмотка возбуждения и контактные щетки или неизменные магниты, чья полярность чередуется. Реактивным роторам все вышеизложенное не свойственно.

Электродвигатели — НикосПром

Электродвигатели – это особые механизмы, осуществляющие с выделением тепла преобразование электрической энергии в механическую.

Электрические двигатели применяются в вентиляторах, деревообрабатывающих механизмах, бытовых холодильниках и стиральных машинах, мотор-редукторах, разнообразных типах компрессоров, насосах и помпах, экскаваторах, кранах и в другой строительной технике.

Являясь важным элементом большого числа электроприводов и механизмов, их очень часто используют в различных отраслях промышленности.

Классификация электродвигателей

Электродвигатели подразделяются на устройства постоянного и переменного тока.

В зависимости от присутствия в конструкции щеточно-коллекторного компонента механизмы постоянного тока бывают:

1. Коллекторные – имеют небольшие размеры, применяются в бытовых приборах и небольших электроустановках в промышленности.
2. Бесколлекторные – выполняются по специальной технологии, конструкция представляет собой замкнутую систему, состоящую из силового преобразователя, системы управления и датчика положения. Применяются в космической промышленности, робототехнике, в приводах и компьютерных вентиляторах.

По принципу работы электродвигатели переменного тока можно разделить на две группы:

• Асинхронные. Имеют небольшой диапазон регулировки скорости, малые пусковые токи и пусковой момент, используют в промышленности, бытовых приборах и технике;
• Синхронные. Применяются, когда необходимы высокие показатели мощности.

Для конструкции механизмов, эксплуатируемых в сложных условиях, специально разрабатываются дополнительные защитные элементы, повышающие безотказность и надежность работы. Например, существуют взрывозащищенные электродвигатели, предназначающиеся для работы в химически активной среде или в условиях увеличенной пожарной опасности. Такие модели специально оснащают закрытым корпусом, устанавливают автономную систему вентиляции и защищают выходные контакты. Крановые и тяговые электродвигатели так же собираются с учетом своей среды применения.

По мощности электрические двигатели подразделяются на:

1. Маломощные (от 4 кВт). Востребованность данного устройства в приводах, робототехнике и промышленности обусловлена надежностью и качеством работы при средних показателях шума.
2. Средней мощности (от 10 кВт). Легкие и надежные механизмы являются наиболее распространенными. Отлично подходят для работы с большим числом оборудования и применяются в электроинструментах, промышленности и электрооборудовании.
3. Мощные (от 30 кВт). Характеризуются большой массой, продолжительным сроком эксплуатации и легким текущим ремонтом. Используются в подъемном оборудовании, электротранспорте и промышленности.

Условия эксплуатации электромоторов

Для увеличения срока службы устройств, надежной и бесперебойной работы необходимо соблюдать следующие положения:

• Чтобы не допустить снижение мощности, механизм необходимо использовать не выше одного километра над уровнем моря;
• Температура окружающего воздуха должна соответствовать значению от -45°C до +40°C;
• В сфере недопустимо содержание газов и паров, воздействующих негативно на металл;
• Окружающая среда не должна быть взрывоопасной;
• Небольшая влажность воздуха благотворно скажется на эксплуатационном сроке.

Приобретение

Компания НПО «НикосПром» осуществляет продажу электродвигателей различных серий, отвечающих стандартам качества ISO, по доступным ценам в городе Екатеринбурге и Свердловской области.

Вы можете купить электромоторы любого типа или получить подробную консультацию, позвонив нам по номеру телефона +7 (343) 344-65-96.

Низковольтные двигатели и двигатели постоянного тока

С линейкой двигателей низкого напряжения, которая включает стандартные двигатели NEMA и IEC для промышленного применения, охватывающих широкий диапазон напряжений от 220 В до 1000 В с номинальной мощностью от 1 кВт до 6 МВт, мы можем поставлять электродвигатели для промышленного применения, такие как насосы, вентиляторы, компрессоры и технологические линии, на самых разных рынках.

запросить дополнительную информацию

Страна

АндорраОбъединенные Арабские ЭмиратыАфганистанАнтигуа и БарбудаАнгильяАлбанияАрменияАнголаАргентинаАвстрияАвстралияАрубаАландские островаАзербайджанБосния и ГерцеговинаБарбадосБангладешБельгияБуркина-ФасоБолгарияБахрейнБурундиБенинСен-БартелемиБермудыБруней-ДаруссаламБоливия, Многонациональное Государство Бонайре, Синт-Эстатиус и СабаБразилияБагамыБутанОстров БувеБотсванаБеларусьБелизКанадаКокосовые острова (острова Килинг)Конго, Демократическая Республика Центральноафриканская РеспубликаКонгоШвейцарияКот-д’ИвуарОстрова КукаЧилиКамерунКитайКолумбияКоста-РикаКубаКабо-ВердеКюрасаоОстров РождестваКипрЧехияГерманияДжибутиДанияДоминикаДоминиканская РеспубликаАлжир ЭквадорЭстонияЕгипетЗападная СахараЭритреяИспанияЭфиопияФинляндияФиджиФолклендские (Мальвинские) островаФарерские островаФранцияГабонВеликобританияГренадаГрузияФранцузский ГвианаГернсиГанаГибралтарГренландияГамбияГвинеяГваделупаЭкваториальная ГвинеяГрецияЮжная Георгия и Южные Сандвичевы островаГватемалаГвинея-БисауГайанаОстров Херд и острова МакдональдГондурасХорватияГаитиВенгрияИндонезияИрландияИзраильОстров МэнИндияБританская территория в Индийском океанеИракИран, Исламская Республика ИсландияИталияДжерс eyЯмайкаИорданияЯпонияКенияКыргызстанКамбоджаКирибатиКоморыСент-Китс и НевисКорея, Корейская Народно-Демократическая Республика, Республика КувейтКаймановы островаКазахстанЛаосская Народно-Демократическая РеспубликаЛиванСент-ЛюсияЛихтенштейнШри-ЛанкаЛиберияЛесотоЛитваЛюксембургЛатвияЛивийская Арабская ДжамахирияМароккоМонакоMold ова, Республика Черногория Сен-Мартен (французская часть) МадагаскарМакедония, бывшая югославская республикаМалиМьянмаМонголияМакаоМартиникаМавританияМонтсерратМальтаМаврикийМальдивыМалавиМексикаМалайзияМозамбикНамибияНовая КаледонияНигерНорфолк-АйлендНигерияНикарагуаНидерландыНорвегияНепалНауруНиуэНовая ЗеландияОманПанамаПеруФранцузская ПолинезияПапуа-Новая ГвинеяPhi lippinesПакистанПольшаСен-Пьер и МикелонПиткэрнПалестинаПортугалияПарагвайКатарРеюньонРумынияСербияРоссийская ФедерацияРуандаСаудовская АравияСоломоновы островаСейшельские островаСуданШвецияСингапурСвятая Елена, Вознесение и Тристан-да-КуньяСловенияШпицберген и Ян-МайенСловакияСьерра-ЛеонеСан-МариноСенегалСомалиСуринамЮжный СуданСао То я и ПринсипиЭль-СальвадорСинт-Мартен (голландская часть)Сирийская Арабская РеспубликаСвазилендОстрова Теркс и КайкосЧадФранцузские Южные ТерриторииТогоТаиландТаджикистанТокелауТимор- ЛестеТуркменистанТунисТонгаТурцияТринидад и ТобагоТувалуТайваньТанзания, Объединенная Республика УкраинаУгандаСШАУругвайУзбекистанСвятой Престол (город-государство Ватикан)Сент-Винсент и ГренадиныВенесуэла, Боливарианская Республика Виргинские острова, БританскийВьетнамВануатуУоллис и ФутунаСамоаЙеменМайоттаЮжная АфрикаЗамбияЗимбаб мы

Рыночный продукт

Имя Фамилия Компания Номер телефона Электронная почта Сообщение Вложение

Я прочитал и принял Политику конфиденциальности

Растущая сеть

для круглосуточной поддержки по всему миру

свяжитесь с нами о нас

Что считается двигателем низкого напряжения?

блог | Что считается низковольтным двигателем? |

21 фев. 2022

|

Чтение за 2 минуты

На этот вопрос сложно ответить – Директива по низковольтному оборудованию определяет низкое напряжение от 50 до 1000 В переменного тока или от 120 до 1500 В постоянного тока, которое зависит от сетевого напряжения, используемого для питания электрической системы и соответствует специальным нормам IEC по безопасности и рискам поражения электрическим током и дугового разряда. Однако, когда низковольтные двигатели обсуждаются в контексте серводвигателей, низкое напряжение сосредоточено на приложениях с батарейным питанием. В то время как стандартные промышленные бесщеточные двигатели обычно работают при напряжении 120–480 В переменного тока, они оптимизированы для работы в диапазоне напряжений от 24 до 9 В.6 В постоянного тока. По определению, напряжения в этом диапазоне рассматриваются МЭК как относящиеся к категории сверхнизкого напряжения (СНН).

Что делает двигатель низковольтным?

Серводвигатель питается от привода, который получает питание от источника переменного или постоянного тока. Два конкретных параметра двигателя определяют характеристики скорости/крутящего момента двигателя – противо-ЭДС (Kb), измеряемая в Вольтах/об/мин, и чувствительность к моменту (Kt), измеряемая в Нм/А. Скорость двигателя напрямую зависит от приложенного напряжения, а крутящий момент двигателя напрямую зависит от приложенного тока. Эти две характеристики напрямую зависят от того, сколько витков провода используется в катушках двигателя, при этом обмотка двигателя обычно оптимизируется для напряжения, предназначенного для приложения. Двигатель может работать при напряжении до его максимального номинального напряжения, которое основано на системе изоляции, используемой в конструкции двигателя.

Пример: двигатель с номинальной скоростью 2000 об/мин и номинальным крутящим моментом 5 Нм будет использовать обмотки с 10 витками на катушку с номинальным напряжением 170 В постоянного тока и номинальным током 10 А. сделанный для обмотки, он будет способен развивать скорость только до 1000 об / мин при 5 Нм (при условии, что такой же ток доступен при более низком напряжении). Чтобы работать на том же уровне мощности с более низким напряжением, обмотка двигателя должна быть отрегулирована путем уменьшения количества витков (5 витков на катушку) для достижения 2000 об/мин при 85 В постоянного тока. Однако при этом изменяются характеристики чувствительности двигателя к крутящему моменту, и для достижения крутящего момента 5 Нм при 2000 об/мин при 85 В постоянного тока теперь потребуется 20 ампер.

Рассмотрим типичные приложения с батарейным питанием, такие как дистанционно управляемые транспортные средства (ROV) или робототехника, где используется напряжение от 24 до 96 В постоянного тока. Серводвигатель должен содержать обмотки, оптимизированные для соответствия точке нагрузки при определенном приложенном напряжении и доступном токе. Эти приложения идеально подходят для двигателей с низким напряжением, поскольку требования приложений обычно включают более низкие скорости и более высокий крутящий момент. Однако двигатель низкого напряжения может быть применим для работы и на более высоких скоростях, если обмотки двигателя оптимизированы для эффективной работы при номинальной скорости, крутящем моменте, доступном напряжении и токе.