Основные части электродвигателя: типы, устройство, принцип работы, параметры, производители

Устройство электродвигателя постоянного тока

Электрический двигатель – это электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии, поступающей от источника тока в механическую энергию. Часть потребляемой электроэнергии расходуется на перемагничивание ферромагнетиков, преодоление электрического сопротивления и силы трения, что сопровождается образованием тепла.

Электродвигатель, работающий от источника постоянного тока, называют двигателем постоянного тока. В зависимости от особенностей конструкции электрические двигатели постоянного тока подразделяются на коллекторные и бесколлекторные. Рассмотрим устройство двигателя постоянного тока на примере изделия коллекторной конструкции. Основные элементы электродвигателя постоянного тока: статор, ротор, коллектор и токопроводящие щетки.

Статор, он же индуктор, – неподвижная часть машины, в большинстве вариантов исполнения – внешняя. Статор состоит из станины и магнитных полюсов. В зависимости от конструкции двигателя на статоре могут устанавливаться постоянные магниты, электромагниты с обмотками возбуждения или короткозамкнутые обмотки. Кроме основных магнитных полюсов на статоре могут устанавливаться дополнительные полюса. Статор необходим для создания магнитного потока в системе.

Подвижная вращающаяся часть машины, как правило, внутренняя – ротор или якорь. Ротор электродвигателя постоянного тока состоит из многочисленных катушек с токопроводящими обмотками, по которым проходит электрический ток. Количество катушек в конструкции ротора может достигать нескольких десятков. Таким образом частично устраняется неравномерность крутящего момента, уменьшается коммутируемый ток, обеспечивается оптимальное взаимодействие магнитных полей статора и ротора.

Щеточно-коллекторный узел представляет собой связующее звено между ротором и статором. В коллекторе объединены выводы всех катушек ротора. Этот узел служит переключателем тока со скользящими контактами и дополнительно выполняет функции датчика углового положения ротора.

Щетки – неподвижные контакты, подводящие ток к ротору. Чаще всего в двигателях применяются медно-графитовые и графитовые щетки. При вращении ротора происходит замыкание и размыкание контактов коллектора. При этом в обмотках ротора происходят переходные процессы, приводящие к искрению. Искрение и трение при работе двигателя постоянного тока приводят к тому, что щеточно-коллекторный узел является самым уязвимым элементом конструкции. Для уменьшения искрения чаще всего используется установка дополнительных полюсов. Порядка 25% поломок электродвигателей происходит по причине неисправности щеточно-коллекторного узла. В некоторых областях применения электродвигателей постоянного тока поломки по причине износа щеточно-коллекторного узла составляют свыше 60% от общего количества.

При подаче тока на ротор, помещенный в магнитное поле статора, в системе возникает момент силы, под действием которого ротор начинает вращаться. Направление вращения ротора зависит от направления тока. Чтобы ротор вращался в одном и том же направлении, направление тока в нем должно оставаться постоянным. Это условие выполняется с помощью коллекторного узла. Механическая энергия вращения ротора передается другим механизмам посредством присоединенного к ротору шкива и ременной передачи.

Асинхронный электродвигатель. Устройство и принцип действия. – www.motors33.ru

Асинхронный электродвигатель имеет две основные части – статор и ротор. Неподвижная часть двигателя называется статор. С внутренней стороны статора сделаны пазы, куда укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Вращающаяся часть машины называется ротор, в пазах его тоже уложена обмотка. Статор и ротор собираются из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Отдельные листы стали изолируются один от другого слоем лака. Воздушный зазор между статором и ротором делается как можно меньше (0,3-0,35 мм в машинах малой мощности и 1-1,5 мм в машинах большой мощности).

В зависимости от конструкции ротора асинхронные двигатели бывают с короткозамкнутым и с фазным роторами. Наибольшее распространение получили двигатели с короткозамкнутым ротором, они просты по устройству и удобны в эксплуатации.
Трехфазная обмотка статора помещается в пазы и состоит из ряда катушек, соединенных между собой. Каждая катушка сделана из одного или нескольких витков, изолированных между собой и от стенок паза.

Рис. 1. Различные виды обмотки статора асинхронных электродвигателей

На рис. 1, а) показана обмотка статора асинхронного электродвигателя. У этой обмотки каждая катушка состоит из двух проводников. Обмотка, состоящая из трех катушек, создает магнитное поле с двумя полюсами. За один период трехфазного тока магнитное поле сделает один оборот. При частоте 50 Гц это будет соответствовать 50 об/сек, или 3000 об/мин.
На рис. 1, б) показана обмотка, у которой каждая сторона катушки состоит из двух проводников.

Скорость вращения магнитного поля четырехполюсного статора вдвое меньше скорости вращения поля двухполюсного статора, т. е. 1500 об/мин (при 50 Гц). Обмотка четырехполюсного статора с одним проводником на полюс и фазу показана на рис. 1, в), а с двумя проводниками на полюс и фазу – на рис. 1, г). Магнитное поле шестиполюсного статора имеет втрое меньшую скорость, чем двухполюсного, т. е. 1000 об/мин (при 50 Гц). Обмотка шестиполюсного статора с одним проводником на полюс и фазу представлена на рис. 1, д). Число всех пазов на статоре равно утроенному произведению числа полюсов статора на число пазов, приходящееся на полюс и фазу.

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором является самым распространенным из электрических двигателей, применяемых в промышленности. Рассмотрим его устройство. На неподвижной части двигателя – статоре 1 – размещается трехфазная обмотка 2 (рис. 2), питаемая трехфазным током. Начала трех фаз этой обмотки выводятся на общий щиток, укрепленный снаружи на корпусе электродвигателя.

Рис. 2. Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором
Собранный сердечник статора укрепляют в чугунном корпусе 3 двигателя. Вращающуюся часть двигателя – ротор 4 – собирают также из отдельных листов стали. В пазы ротора закладывают медные стержни, которые с двух сторон припаивают к медным кольцам

Рис. 3. Короткозамкнутый ротор
а — ротор с короткозамкнутой обмоткой, б — «беличье колесо»,
в — короткозамкнутый ротор, залитый алюминием;
1 — сердечник ротора, 2 — замыкающие кольца, 3 — медные стержни,
4 — вентиляционные лопатки
Таким образом, все стержни оказываются замкнутыми с двух сторон накоротко. Если представить себе отдельно обмотку такого ротора, то она по внешнему виду будет напоминать «беличье колесо». В настоящее время у всех двигателей мощностью до 100 кВт «беличье колесо» делается из алюминия путем заливки его под давлением в пазы ротора. Вал 6 вращается в подшипниках, закрепленных в

подшипниковых щитах 7 и 8. Щиты при помощи болтов крепятся к корпусу двигателя. На один конец вала ротора насаживается шкив для передачи вращения рабочим машинам или станкам.
Устройство статора асинхронного двигателя с фазным ротором и его обмотка не отличаются от устройства статора двигателя с короткозамкнутым ротором. Различие между этими электродвигателями заключается в устройстве ротора.

Рис. 4. Разрез асинхронного двигателя с фазным ротором
1 — вал двигателя, 2 — ротор, 3 — обмотка ротора, 4 — статор, 5 — обмотка статора, 6 — корпус, 7 — подшипниковые крышки, 8 — вентилятор, 9 — контактные кольца
Фазный ротор имеет три фазные обмотки, соединенные между собой звездой (реже треугольником). Концы фазных обмоток ротора присоединяют к трем медным кольцам, укрепленным на валу ротора и изолированным как между собой, так и от стального сердечника ротора, вследствие чего этот двигатель получил также название двигателя с контактными кольцами. Три кольца жестко насажены на вал ротора (через изоляционные прокладки). На кольца накладываются щетки, которые размещены в щеткодержателях, укрепленных на одной из подшипниковых крышек.

Щетки, скользящие по поверхности колец ротора, все время имеют с ними хороший электрический контакт и соединены, таким образом, с обмотками ротора. Щетки соединены с трехфазным реостатом.

Источник: Кузнецов М. И. Основы электротехники. Учебное пособие.
Изд. 10-е, перераб. «Высшая школа», 1970.

Коллекторный двигатель постоянного тока: устройство, принцип работы

Содержание:

Виды КД

В зависимости от типа питания классифицируют:

1. Коллекторные двигатели, работающие от источника постоянного тока,
2. Универсальные — работают как от постоянного тока, так и от переменного.

Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Коллекторный двигатель постоянного тока состоит из двух основных частей – ротора и статора. Ротор — вращающаяся часть двигателя – несёт на себе обмотку и коллектор. Статор – неподвижная часть двигателя – включает в себя источник постоянного магнитного поля – постоянный магнит или обмотку возбуждения, щётки и корпус.

Обмотка на роторе является одной из основных частей электрического двигателя постоянного тока. По ней течёт ток нагрузки. Обмотка состоит из нескольких сегментов. Их электрические выводы подключены к пластинам коллектора.

Коллектор – представляет собой набор металлических пластин, уложенных параллельно друг другу по цилиндрической поверхности, но не касающихся друг друга. К каждой пластине подключён вывод обмотки ротора. При вращении двигателя коллекторные пластины помогают переключать ток на всё новые секции обмотки, что приводит к дальнейшему вращению двигателя.

Коллекторный мотор с сердечником

Коллекторный мотор без сердечника

Щётки производят переключение секций обмотки по мере вращения электродвигателя и обеспечивают возможность подключения обмотки двигателя на роторе к выводам на корпусе мотора. В зависимости от материала конструкция щёток отличается: графитовые щётки, выполненные в виде прямоугольных брусков или металлические щётки в виде тонких пластин.

Конструкция неподвижной части двигателя – статора – отличается в зависимости от разновидности электродвигателя постоянного тока. У двигателей постоянного тока с обмоткой возбуждения на статоре располагается обмотка возбуждения, чаще всего выполненная на сердечнике из стальных пластин. У двигателей постоянного тока с постоянными магнитами, на статоре расположен постоянный магнит, создающий магнитное поле двигателя.

Обмотка ротора и коллектор установлены на валу, который опирается на подшипники, установленные в боковых фланцах корпуса.

Корпус выступает несущей конструкцией, куда устанавливаются остальные части двигателя, а также может выступать в роли наружной оболочки, защищающей мотор от пыли, грязи и механических воздействий.

Варианты конструкции двигателя

Типы обмоток

Обмотка без стального сердечника

 

Обмотки ротора отличаются между собой по конструкции. Применяются обмотки классической конструкции, намотанные на стальной сердечник, широко распространены полые обмотки без стального сердечника. Кроме того, ротор может иметь печатную обмотку плоской или цилиндрической конструкции. Ротор двигателя классической конструкции, со стальным сердечником, имеет значительный момент инерции, большую индуктивность обмотки и дополнительные потери в стали сердечника ротора. Двигатели с полым ротором и с печатным ротором отличаются низкой инерцией и малыми потерями.

Обмотки отличаются по своему устройству: толщина провода и схема намотки (например наличие параллельных ветвей в обмотке и их количество). Это даёт возможность изготавливать электродвигатели работающие при разном номинальном напряжении и токе.

Обмотки отличаются друг от друга по температурной стойкости, которая обеспечивается выбором соответствующего типа изоляции. Повышенная температурная стойкость позволяет обмотке нагреваться до более высокой температуры, не теряя работоспособности, что даёт возможность мотору работать при более высокой температуре окружающей среды или выдерживать более высокую токовую нагрузку.

Различные материалы магнитов

За время пока существуют электрические двигатели, было разработано и применено на практике немало различных материалов для постоянных магнитов. Ферриты, AlNiCo, SmCo, NdFeB. Основная разница между ними – в их мощности (т.е. в удельной энергии) и температурной стойкости. В настоящее время в высокопроизводительных малогабаритных двигателях с постоянными магнитами чаще всего применяется NdFeB из-за своей высокой мощности и SmCo из-за высокой рабочей температуры.

Типы щёток

 

Графитовые щётки

Металлические щётки

 

 

В настоящее время распространены два материала щёток – графитовые и металлические. Графитовые щётки изготавливаются из медно-графитового сплава и работают с коллектором из медных пластин. Они хорошо работают на больших токах, хорошо переносят частые пуски, но являются источником сильных электромагнитных шумов. Металлические щётки делают из благородных металлов, и они работают коллектором, в котором также применены благородные металлы. Они хорошо работают на небольших токах при малых изменениях скорости вращения и испускают гораздо меньше помех чем графитовые щётки.

Варианты подшипников

Два основных типа подшипников, применяемых в малогабаритных двигателях постоянного тока – шарикоподшипники и подшипники скольжения. В случае применения шарикоподшипников, для снижения осевого биения вала может применяться их предварительное поджатие

Преимущества и недостатки коллекторных двигателей

Простота управления.  Коллекторный двигатель достаточно прост в управлении, особенно когда речь идёт о двигателях с постоянными магнитами. Для того чтобы заставить его вращаться необходим один источник постоянного напряжения. Математическая модель такого мотора достаточно проста, но с её помощью можно реализовывать достаточно сложные алгоритмы управления современными быстродействующими приводными системами. Сопоставимая по возможностям система управления, например, асинхронным двигателем гораздо сложнее математически и требует заметно больше ресурсов при реализации.

Низкая надёжность. Щёточно-коллекторный узел – это скользящий электрический контакт, который серьёзно ограничивает надёжность коллекторных двигателей постоянного тока по сравнению с бесколлекторными.

Отсутствие электронных компонентов. Коллекторные двигатели не содержат электронных компонентов – как например датчики Холла в бесколлекторных моторах, которые необходимы для их работы. Это может давать коллекторным двигателям преимущество при работе, например, в условиях высокой радиации.

Ограничение скорости вращения. Когда щётки перемещаются по пластинам коллектора очень быстро, то начинается искрение, которое сокращает срок службы коллектора и щёток. Для того чтобы искрения не происходило должны быть ограничена скорость перемещения щёток по коллектору и нагрузка на щётки (ток). Максимально допустимая линейная скорость перемещения щёток по коллектору определяется материалами, применёнными для изготовления щёток и коллектора. И именно она является причиной различия в скорости у двигателей с графитовыми щётками и со щётками из благородных металлов.

Области применения

Несмотря на то, что во многих областях происходит активная замена коллекторных двигателей постоянного тока на бесколлекторные, в ряде применений продолжают использоваться коллекторные двигатели:

• Во многих применениях с жёсткими требованиями по стоимости решения, которые ограничивают применение сложной и дорогой управляющей электроники
• В  системах, работающих в жёстких условиях (например, высокая температура или радиация) или в которых имеются жёсткие ограничения по размерам.

блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун

Для будущего автомобильного механика, диагноста устройство двигателя автомобиля является одной из ключевых тем. Именно двигатель обеспечивает транспортное средство энергией, которая нужна для его движения. 

Чаще всего механизм запуска устройства двигателя автомобиля возможен за счёт применения бензина или дизеля (дизельного топлива). Сгораемое внутри мотора топливо продуцирует тепло, что приводит к увеличению температуры газов внутри цилиндра двигателя и росту давления газов. Подвижные части двигателя под их влиянием вступают в работу, и тепловая энергия преображается в механическую.

Базовые части двигателя

Чтобы хорошо понимать устройство двигателя автомобиля, важно разбираться, что из себя представляет блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун.

Блок 

Металлическую основу мотора, остов называют блоком. Это корпусная деталь. Именно к блоку крепятся механизмы и отдельные части мотора и его систем.

Иногда можно встретиться с термином «блок», иногда – с терминами «блок двигателя», «блок цилиндров». Всё это одно и тоже.
Блок двигателя берёт на себя серьёзные нагрузки. Поэтому контроль качества при его изготовлении должен быть предельно высок. Огромное внимание уделяется как материалу, так и уровню точности изготовления детали. Для производства используются высокоточные станки.

Раньше блоки изготавливали из перлитного чугуна с легирующими добавками. Популярность чугуна при изготовлении блоков легко объяснима тем, что материал износостоек, стабилен по своим свойствам, малочувствителен к перегреву, адаптивен к ремонту. Сейчас некоторые производители также выпускают блоки из алюминиевого, магниевого сплава. В этом случае есть выигрыш, связанный с весом мотора. Это очень актуально для блоков моторов спорткаров.

Цилиндр 

Рядом с понятием «блок» стоит понятие «цилиндр». Под цилиндром подразумевается цилиндрическое отверстие, высверленное в блоке.  То есть это рабочая камера объёмного вытеснения.

Уплотнение верхней стороны цилиндра обеспечивает головка. Именно в ней находятся: 

• Клапаны. Обеспечивают (в процессе открытия-закрытия) поступление в цилиндр воздуха, топливовоздушной смеси. Также среди функций клапанов обеспечивают очистку камеры сгорания цилиндра от отработавших (выхлопных) газов. Закрытие клапанов и удержание их в таком состоянии обеспечивают клапанные пружины.
• Распредвалы (элементы привода клапанов). От них зависит то, как открываются клапаны, сколько времени они находятся в открытом состоянии
• Механизмы привода клапанов. Функция идентична. И, как видно, из названия – это привод клапанов. Но сами механизмы могут быть разными. Всё зависит от мотора: например, бензиновый, дизельный.

Цилиндр играет роль направляющего для поршня.

Поршень, поршневые кольца и шатун

Цилиндрическая деталь или совокупность деталей, которая преобразует энергию горения топливо в механическую энергию, называется поршнем.

В проточках на боковой поверхности поршня вставлены поршневые кольца. Благодаря им между поршнем и стенкой цилиндра создаётся уплотнение. Задача поршневых колец заключается в создании барьера для перетекания из камеры сгорания в картер коленчатого вала газов.

Среди задач поршня:

• Оказание силового воздействия на шатун.
• Отвод тепла от камеры сгорания.
• Герметизация камеры сгорания.

Подвижное соединение между поршнем и коленчатым валом обеспечивает шатун. Именно шатун передаёт силу движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.

Коленчатый вал 

Коленчатый вал – это важная составляющая кривошипно-шатунного механизма. Кривошип коленчатого вала создает возвратно-поступательное движение поршня через шатун (подвижный элемент), то есть возвратно-поступательное движение поршня превращается в крутящий момент. Физически коленвал расположен в нижней части двигателя. Снизу коленвал прикрыт картером – самой внушительной неподвижной и полой частью двигателя, закреплённой на блоке сбоку. Визуально картер напоминает поддон.

Конструкция коленчатого вала состоит из несколько шеек (коренных и шатунных). Они соединены щеками, соединенных между собой щеками. Место перехода от шейки к щеке всегда является самым нагруженным у коленвала.

На коленчатый вал приходятся переменные нагрузки от сил давления газов.
Для того, чтобы не возникало осевых перемещений коленчатого вала, используется упорный подшипник скольжения. Он устанавливается на одной из шеек (средней или крайней).

Несколько важных терминов, касающихся устройства двигателя автомобиля

Камера сгорания –замкнутое пространство, где осуществляется воспламенение и горение топливовоздушной смеси. Сверху камера сгорания ограничена нижней поверхностью головки цилиндра, сбоку – стенками цилиндра, снизу –днищем поршня.
Толкатели клапанов, подъёмники –промежуточное звено, необходимое для передачи движения от распределительного вала к остальным частям механизма привода клапанов.
Коромысла (рокеры). Детали двигателя, функции которых заключаются в передаче движения от распределительного вала к клапанам.

Маховик. Деталь, ответственная за обеспечение равномерного вращения коленчатого вала. На цилиндрической устанавливается зубчатый венец. Он помогает провести пуск электростартера.

На схеме представлено расположение основных частей двигателя при рассмотрении его со стороны его задней части. На фланце коленчатого вала видны отверстия под болты, с помощью которых к фланцу крепится маховик с зубчатым венцом, или платина привода гидравлического трансформатора автоматической трансмиссии. Источник: Ford.

Автомобильные двигатели

Большинство двигателей автомобилей многоцилиндровые. Это значит при работе используется два или несколько цилиндров и два или несколько поршней.  

Автопром выпускает машины с 2-; 3-; 4-; 5-; 6; 8-; 10- и 12-цилиндровыми двигателями. 
Чем больше цилиндров у мотора, тем больше возможностей для увеличения мощности двигателя. Если нужен двигатель, предназначенный для езды по бездорожью либо машина, развивающая сверхвысокие скорости, актуально именно устройство двигателя автомобиля, ориентированное на большое количество цилиндров. Устройство двигателя с большим количеством цилиндров обеспечивает отличную равномерность вращения коленчатого вала, ведь угол поворота коленчатого вала при 10, 12 цилиндрах – очень небольшой.

Но у 2-х цилиндровых двигателей есть другое преимущество: самые лучшие показатели топливной эффективности.

Циклы двигателя

Устройство двигателя автомобиля всегда рассматривается в купе с его рабочим циклом.
Физически цикл – это периодически повторяющиеся процессы в каждом его цилиндре. Достаточно подробно разница между работой четырёхтактного и двухтактного двигателя отражена в нашей статье о двигателе внутреннего сгорания.

Сегодня мы остановимся на работе четырёхтактных моторов. Именно по четырёхтактному циклу работает большинство современных автодвигателей. Хотя сам принцип двигателя был изобретён Николаусом Отто в 19-м веке.

Поршень четырёхтактного двигателя совершает нисходящее и восходящее движение. Эта работа укладывается в один оборот коленчатого вала. При втором обороте коленчатого вала вновь повторяют эти движения.

1. Такт впуска (всасывания). Поступление в цилиндр двигателя свежего заряда: воздуха- от дизельного мотора бензинового двигателя с прямым вспрыском или топливовоздушной смеси, от газово-топливного двигателя, мотора с распределенным или центральным впрыском топлива, или газо-топливные двигатели). В результате разрежения, созданного поршнем, перепад давления между давлением в цилиндре и давление окружающего воздуха, заряд втягивается непосредственно в цилиндр.

2. Такт сжатия. Шатун толкает поршень. Поршень сжимает газообразный свежий заряд в цилиндре. Устройство дизельного двигателя настроено на то, чтобы температура сжатых газов должна достигла температуры воспламенения топлива. Если же речь идёт об устройстве газо-топливного, бензинового двигателя температура в конце такта сжатия достигать температуры воспламенения топлива не должна. Воспламенение производится от электроискрового разряда свечи зажигания.

3. Такт рабочего хода. Температура газов в цилиндре снижается, энергия горящих газов преобразуется в механическую энергию.

4. Такт выпуска отработавших газов. Поршень движется снизувверх. Отработавшие газы выходят из цилиндра через выпускной клапан.

Устройство двигателя автомобиля устроено так, что четыре такта повторяются циклично. Посредством маховика механическая энергия превращается во вращательное движение коленвала.

Модульное обучение автоосновам доступно при изучении электронных программ по профессиям. Удобный дистанционный формат обучения.

Электродвигатель — урок. Физика, 8 класс.

Практически важное значение имеет вращение проводника с током в магнитном поле.

 

Поместим квадратную рамку, по которой течёт ток, между полюсами дугообразного магнита перпендикулярно линиям магнитного поля магнита (рис. \(1\)).

 

Рис. \(1\)

 

Тогда со стороны магнитного поля на вертикальные участки рамки будут действовать силы \(F\), направленные перпендикулярно току в рамке. Поскольку в вертикальных участках рамки ток имеет противоположное направление (в левой части рамки — вниз, а в правой — вверх), то и силы, действующие на вертикальные участки рамки, будут одинаковы по модулю, но противоположны по направлению (слева — вперёд, к наблюдателю, а справа — назад, от наблюдателя).

Действие равных по модулю, но противоположных по направлению сил на рамку приведёт к повороту рамки на \(180\)° против часовой стрелки, если смотреть на неё сверху.

Если каким-либо образом в этот момент изменить направление тока в рамке в другую сторону, то рамка сделает ещё пол-оборота против часовой стрелки. Таким образом, изменяя направление тока в рамке на противоположное каждые пол-оборота, можно заставить рамку вращаться в одну и ту же сторону.

 

Рассмотрим насаженную на вертикальную ось прямоугольную рамку \(ABCD\). Рамка представляет собой небольшое количество витков изолированного провода (рис. \(2\)). Концы провода соединяются с полукольцами \(2\).

 

Рис. \(2\)

 

Для соединения рамок с электрической цепью полукольца прижимаются к металлическим пластинам, которые называют щётками. Одна из щёток соединена с положительным полюсом источника, вторая соединена с отрицательным полюсом источника напряжения.

 

Так как за направление тока принимают движение от положительного полюса к отрицательному полюсу, то на участках проводника \(AB\) и \(CD\) токи противоположны по направлению. Поэтому силы, действующие на стороны рамки \(AB\) и \(CD\) направлены в противоположные стороны, что и вызывает поворот рамки (в данном случае по часовой стрелке). Так как к рамке присоединены полукольца, то и они тоже повернутся и образуют контакт уже с другой  щёткой. При этом ток начнет протекать в другую сторону. Силы, возникающие при этом, будут продолжать вращать рамку в прежнем направлении (по часовой стрелке).

 

Вращение катушки с током в магнитном поле используется в устройстве электрического двигателя.

 

В  технике применяют электродвигатели, обмотка которых содержится большое количество витков проволоки, которые размещаются в специальных прорезях железного цилиндра — ротора двигателя (рис. \(3\)). Иногда его называют якорем. Он служит для усиления магнитного поля, возникающего при протекании тока по виткам проволоки.

 

Рис. \(3\)

 

Магнитное поле, в котором вращается ротор двигателя, создаётся статором, который также является сильным электромагнитом. Питание электромагнита осуществляется от того же источника тока, что питает обмотку ротора. Внутри ротора проходит металлический вал — он по сути является осью вращения. Этот вал соединяется с механизмом, который нужно привести во вращение. И во время поворота якоря начинает вращаться весь механизм.

  

Электродвигатели постоянного тока чаще всего можно встретить в транспорте — троллейбусы, трамваи, метро) или в промышленности (подъёмные краны, станки металлопроката).

При работе с легковоспламеняющимися веществами, например, с бензином или нефтью, используются безыскровые электродвигатели. Такие двигатели ставят в насосах нефтяных скважин и бензоколонках.

 

Кроме электродвигателей постоянного тока используют электродвигатели переменного тока. Они есть в каждой квартире, как составная часть стиральной машины, холодильника, пылесоса.  

 

Почему все большее и большее используют электродвигатели? Это связано с их размерами (они меньше, чем тепловые аналоги той же мощности), но самое главное преимущество связано с воздействием на окружающую среду. Электродвигатели не выделяют выхлопные газы и дым. Например, электромобиль (начиная с производства комплектующих частей) за срок службы оказывается в 5-7 раз экологичнее, чем его аналог с тепловым двигателем. Мощности электродвигателя позволяют достичь высоких КПД.

Условное обозначение электродвигателя на электрических схемах представлено на рисунке \(4\).

 

Рис. \(4\)

Борис Семёнович Якоби, русский учёный, считается одним из первых изобретателем электрических двигателей.

Отрицательным свойством любого двигателя является именно потеря энергии в виде рассеивания тепла, что приводит к перегреванию атмосферы при большом количестве двигателей.

\( \) 

Принцип работы электродвигателей — MirMarine

Источник статьи Книга «Электродвигатели» — результат совместной работы специалистов GRUNDFOS. (www.grundfos.com). В ней подробно рассмотрены основные элементы электродвигателя, принципы его работы, стандарты, способы защиты и вопросы технического обслуживания.

В данном разделе мы рассмотрим основные принципы работы электродвигателей. Здесь Вы получите общую информацию, которая потребуется в дальнейшем. Мы приведем основные сведения о магнетизме, AC (переменном токе), электромагнетизме, вращающем моменте и подробнее поговорим об электродвигателях.

Магнетизм

Наиболее характерное магнитное явление — притяжение магнитом кусков железа — известно со времен глубокой древности. Ещё одной очень важной особенностью магнитов является наличие у них полюсов: северного (отрицательного) и южного (положительного). Противоположные полюса притягиваются, а одинаковые — отталкиваются друг от друга.

Магнитное поле

Магнитное поле можно условно изобразить линиями в виде магнитного потока, движущегося от северного полюса к южному. В некоторых случаях определить, где северный, а где южный полюс, достаточно сложно.

Электромагнетизм

Вокруг проводника, при пропускании по нему электрического тока, создаётся магнитное поле. Это явление называется электромагнетизмом. Физические законы одинаковы для магнетизма и электромагнетизма.

Магнитное поле вокруг проводников можно усилить, если намотать их на катушку со стальным сердечником. Когда проводник намотан на катушку, все линии магнитного потока, образуемого каждым витком, сливаются и создают единое магнитное поле вокруг катушки.

Чем больше витков на катушке, тем сильнее магнитное поле. Это поле имеет такие же характеристики, что и естественное магнитное поле, а, следовательно, у него тоже есть северный и южный полюса.

Вращение вала электродвигателя обусловлено действием магнитного поля. Основные части электродвигателя: статор и ротор.

Ротор — Подвижная часть электродвигателя, которая вращается с валом электродвигателя, двигаясь вместе с магнитным полем статора.

Статор — Неподвижный компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Вращение под действием магнитного поля

Преимуществом магнитных полей, которые создаются токопроводящими катушками, является возможность менять местами полюса магнита посредством изменения направления тока. Именно эта возможность смены полюсов и используется для преобразования электрической энергии в механическую.

Одинаковые полюса магнитов отталкиваются друг от друга, противоположные полюса — притягиваются. Можно сказать, что это свойство используется для создания непрерывного движения ротора с помощью постоянной смены полярности статора. Ротором здесь, является магнит, который может вращаться.

Чередование полюсов с помощью переменного тока

Полярность постоянно меняется с помощью переменного тока (AC). Далее мы увидим, как ротор заменяется магнитом, который вращается под действием индукции. Здесь важную роль играет переменный ток, поэтому будет полезно привести здесь краткую информацию о нём.

Переменный ток — AC

Под переменным током понимается электрический ток, периодически изменяющий свое направление в цепи так, что среднее значение силы тока за период равно нулю. Вращающееся магнитное поле можно создать с помощью трёхфазного питания. Это означает, что статор подсоединяется к источнику переменного тока с тремя фазами. Полный цикл определяется как цикл в 360 градусов. Это значит, что каждая фаза расположена по отношению к другой под углом в 120 градусов. Фазы изображаются в виде синусоидальных кривых, как представлено на рисунке.

Смена полюсов

Дальше мы объясним, как взаимодействуют ротор и статор, заставляя электродвигатель вращаться. Для наглядности мы заменили ротор вращающимся магнитом, а статор — катушками. В правой части страницы приведено изображение двухполюсного трёхфазного электродвигателя. Фазы соединены парами:

1-й фазе соответствуют катушки A1 и A2, 2-й фазе — B1 и B2, а 3-й соответствуют C1 и C2. При подаче тока на катушки статора одна из них становится северным полюсом, другая — южным. Таким образом, если A1 — северный полюс, то A2 — южный.

Питание в сети переменного тока

Обмотки фаз A, B и C расположены по отношению друг к другу под углом в 120 градусов. Количество полюсов электродвигателя определяется количеством пересечений поля обмотки полем ротора. В данном случае каждая обмотка пересекается дважды, что означает, что перед нами двухполюсный статор. Таким образом, если бы каждая обмотка появлялась четыре раза, это был бы четырехполюсный статор и т.д.

Когда на обмотки фаз подаётся электрический ток, вал электродвигателя начинает вращаться со скоростью, обусловленной числом полюсов (чем меньше полюсов, тем ниже скорость).

Вращение ротора

Ниже рассказывается о физическом принципе работы электродвигателя (как ротор вращается внутри статора). Для наглядности, заменим ротор магнитом. Все изменения в магнитном поле происходят очень быстро, поэтому нам необходимо разбить весь процесс на этапы. При прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам статора в нем создается магнитное поле, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля.

Начав вращение, магнит будет следовать за меняющимся магнитным полем статора. Поле статора меняется таким образом, чтобы поддерживалось вращение в одном направлении.

Индукция

В предыдущем разделе мы установили, как обыкновенный магнит вращается в статоре.

В электродвигателях переменного тока AC установлены роторы, а не магниты. Наша модель очень схожа с настоящим ротором, за исключением того, что под действием магнитного поля ротор поляризуется. Это вызвано магнитной индукцией, благодаря которой в проводниках ротора наводится электрический ток.

Индукция

В основном ротор работает так же, как магнит.

Когда электродвигатель включен, ток проходит по обмотке статора и создаёт электромагнитное поле, которое вращается в направлении, перпендикулярном обмоткам ротора. Таким образом, в обмотках ротора индуцируется ток, который затем создаёт вокруг ротора электромагнитное поле и поляризацию ротора.

В предыдущем разделе, чтобы было проще объяснить принцип действия ротора, заменив его для наглядности магнитом. Теперь заменим магнитом статор. Индукция — это явление, которое наблюдается при перемещении проводника в магнитном поле. Относительное движение проводника в магнитном поле приводит к появлению в проводнике так называемого индуцированного электрического тока.

Этот индуцированный ток создаёт магнитное поле вокруг каждой обмотки проводника ротора. Так как трёхфазное AC питание заставляет магнитное поле статора вращаться, индуцированное магнитное поле ротора будет следовать за этим вращением. Таким образом вал электродвигателя будет вращаться. Электродвигатели переменного тока часто называют индукционными электродвигателями переменного тока, или ИЭ (индукционными электродвигателями).

Когда к статору подаётся питание, он создает магнитное поле, вектор которого направлен перпендикулярно проводникам ротора, магнитное поле создаёт ток в роторе.

Принцип действия

Индукционные электродвигатели состоят из ротора и статора.

Токи в обмотках статора создаются фазовым напряжением, которое приводит в движение индукционный электродвигатель. Эти токи создают вращающееся магнитное поле, которое также называется полем статора. Вращающееся магнитное поле статора определяется токами в обмотках и количеством фазных обмоток.

Вращающееся магнитное поле формирует магнитный поток. Вращающееся магнитное поле пропорционально электрическому напряжению, а магнитный поток пропорционален электрическому току.

Вращающееся магнитное поле статора движется быстрее ротора, что способствует индукции токов в обмотках проводников роторов, в результате чего образуется магнитное поле ротора.

Магнитные поля статора и ротора формируют свои потоки, эти потоки будут притягиваться друг к другу и создавать вращающий момент, который заставляет ротор вращаться. Принципы действия индукционного электродвигателя представлены на иллюстрациях.

Таким образом, ротор и статор являются наиболее важными составляющими индукционного электродвигателя переменного тока. Они проектируются с помощью САПР (системы автоматизированного проектирования). Далее мы подробнее поговорим о конструкции ротора и статора.

Статор

Статор — это неподвижный электрический компонент электродвигателя. Он включает в себя несколько обмоток, полярность которых всё время меняется при прохождении через них переменного тока (AC). Таким образом, создаётся комбинированное магнитное поле статора.

Все статоры устанавливаются в раму или корпус. Корпус статора электродвигателей Grundfos для электродвигателей мощностью до 22 кВт чаще всего изготавливается из алюминия, а для электродвигателей с большей мощностью — из чугуна. Сам статор устанавливается в кожухе статора. Он состоит из тонких пластин электротехнической стали, обмотанных изолированным проводом. Сердечник состоит из сотен таких пластин. При подаче питания переменный ток проходит по обмоткам, создавая электромагнитное поле, перпендикулярное проводникам ротора. Переменный ток (AC) вызывает вращение магнитного поля.

Изоляция статора должна соответствовать требованиям IEC 62114, где приведены различные классы защиты (по уровням температуры) и изменения температуры (Δ Т). Электродвигатели Grundfos имеют класс защиты F, а при увеличении температуры — класс B. Grundfos производит 2-полюсные электродвигатели мощностью до 11 кВт и 4-полюсные электродвигатели мощностью до 5,5 кВт. Более мощные электродвигатели Grundfos закупает у других компаний, уровень качества продукции которых соответствует принятым в Grundfos стандартам. Для насосов, в основном, используются статоры с двумя, четырьмя и шестью полюсами, так как частота вращения вала электродвигателя определяет давление и расход насоса. Можно изготовить статор для работы с различными напряжениями, частотами и мощностями на выходе, а также для переменного количества полюсов.

Ротор

В электродвигателях Grundfos используются так называемые «беличьи колеса» (короткозамкнутые роторы), конструкция которых напоминает барабаны для белок. При вращении статора магнитное поле движется перпендикулярно обмоткам проводников ротора; появляется ток.

Этот ток циркулирует по обмоткам проводников и создаёт магнитные поля вокруг каждого проводника ротора. Так как магнитное поле в статоре постоянно меняется, меняется и поле в роторе. Это взаимодействие и вызывает движение ротора. Как и статор, ротор изготовлен из пластин электротехнической стали. Но, в отличие от статора, с обмотками из медной проволоки, обмотки ротора выполнены из литого алюминия или силумина, которые выполняют роль проводников.

Асинхронные электродвигатели

В предыдущих разделах мы разобрали, почему электродвигатели переменного тока называют также индукционными электродвигателями, или электродвигателями типа «беличье колесо». Далее объясним, почему их ещё называют асинхронными электродвигателями. В данном случае во внимание принимается соотношение между количеством полюсов и числом оборотов, сделанных ротором электродвигателя.

Частоту вращения магнитного поля принято считать синхронной частотой вращения (N_s). Синхронную частоту вращения можно рассчитать следующим образом: частота сети (F), умноженная на 120 и разделенная на число полюсов (P).

Если, например, частота сети 50 Гц, то синхронная частота вращения для 2-полюсного электродвигателя равна 3000 мин-1.

Синхронная частота вращения уменьшается с увеличением числа полюсов. В таблице, приведенной ниже, показана синхронная частота вращения для различного количества полюсов.

Скольжение

Теперь мы уже знаем, что электродвигатели переменного тока называют асинхронными, потому что движущееся поле ротора отстает от поля статора.

В электродвигателях переменного тока вращающий момент возникает в результате взаимодействия между ротором и вращающимся магнитным полем статора. Магнитное поле обмоток ротора будет стремиться к тому, чтобы приблизиться к магнитному полю статора, как это было описано раньше. Во время работы частота вращения ротора всегда ниже частоты вращения магнитного поля статора. Таким образом, магнитное поле ротора может пересекать магнитное поле статора и создавать вращающий момент. Эта разница в частоте вращения полей ротора и статора называется скольжением и измеряется в %. Скольжение необходимо для создания вращающего момента. Чем больше нагрузка, а, следовательно, и вращающий момент, тем больше скольжение.

Литература

GRUNDFOS – Электродвигатели
www.grundfos.com

Похожие статьи

Электродвигатели

Электродвигатели

Подробности

Категория: Электротехника

Электрические двигатели

В бытовой технике в основном применяют электродвигатели переменного тока двух видов: коллекторные (электробритва, швейная машина, пылесос, универсальная кухонная машина, электродрель и др.) и асинхронные (стиральная машина, холодильник).
Коллекторный электродвигатель является универсальным. Он может работать от постоянного и переменного токов. Принцип действия двигателя основан на взаимодействии проводника (якоря) с электрическим током и магнитным полем, создаваемым электромагнитом (индуктором). Механическая сила, возникающая при таком взаимодействии, заставляет вращаться якорь (ротор). Направление движения проводника с током определяется по правилу левой руки. Электрический двигатель с вращающимся валом был впервые сконструирован в 1834 г. русским физиком Б.С. Якоби (1801-1874).

На рисунке ниже показано устройство коллекторного двигателя.

Станина и сердечник электромагнита двигателя переменного тока выполнена из листов электротехнической стали для уменьшения потерь энергии на нагревание сердечника. У двигателя постоянного тока эти детали в основном делают сплошными. Обмотка возбуждения электромагнита в двигателях переменного тока включается последовательно с обмоткой якоря. При таком соединении весь ток якоря проходит по обмотке возбуждения, обеспечивая большой пусковой момент двигателя.

Асинхронный двигатель не имеет коллектора и щеток, следовательно, в нем не возникает искра.
Принцип работы асинхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля с токами, которые наводятся этим полем в проводниках короткозамкнутого ротора. По закону Ленца в проводниках наводится ток такого направления, что своим магнитным полем препятствует причине, его создающей, т.е. тормозит вращающееся магнитное поле. Поскольку ротор укреплен в подшипниках, то он приходит в движение в направлении вращения поля. Скорость вращения ротора не совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора, поэтому такие двигатели называются асинхронными. Отставание вращения ротора относительно магнитного поля статора называется скольжением. Оно составляет 3-6%.
При скорости вращения магнитного поля 3000 об/мин ротор вращается со скоростью 2800 об/мин. Если в статор двигателя уложено шесть обмоток (две пары полюсов), то поле статора вращается со скоростью 1500 об/мин, а ротор — со скоростью 1400 об/мин.

На рисунке ниже изображен асинхронный двигатель в разобранном виде.

Конструктивно асинхронный двигатель, как и всякая электрическая машина, состоит из двух основных частей: неподвижной части — статора и вращающейся части — ротора.

Статор имеет три обмотки, расположенные на кольцевом сердечнике и смещенные в пространстве на 120°, а ротор имеет обмотку в виде многих короткозамкнутых витков, уложенных на цилиндрическом сердечнике. Обмотка ротора без сердечника похожа на беличье колесо и называется коротко-замкнутой или обмоткой беличьего колеса. Она представляет собой стержни, замкнутые по торцам кольцами.
Асинхронные двигатели просты по устройству, надежны в работе. Они применяются во всех отраслях народного хозяйства. Из общего количества электродвигателей, изготавливаемых заводами, асинхронные двигатели составляют примерно 95%.
К недостаткам этих двигателей относятся: 1) невозможность получить постоянное и точное число оборотов на валу; 2) при пуске имеют большой ток; 3) чувствительны к колебаниям напряжения в сети.

Квартирная электропроводка является однофазной. Поэтому для использования трехфазного асинхронного двигателя в домашних условиях необходимо подключать дополнительно конденсаторы. На рис. справа показано включение трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Недостатком этого способа подключения трехфазных двигателей в однофазную сеть является использование дорогостоящих бумажных конденсаторов большой емкости. Так, на каждые 100 Вт мощности нужен конденсатор емкостью 10 мкФ, рассчитанный на напряжение 250-450 В.
Наряду с трехфазными асинхронными двигателями применяются однофазные асинхронные двигатели. Эти двигатели имеют на статоре две обмотки: рабочую и пусковую. Обмотки расположены под углом 90° относительно друг друга. При включении в сеть обмоток образуется вращающееся магнитное поле и короткозамкнутый ротор приходит во вращение так же, как у трехфазного асинхронного двигателя. При этом появляется скольжение ротора и пусковая обмотка может быть отключена с помощью индукционного выключателя или специального реле.

Электродвигатели обладают большими преимуществами по сравнению с другими видами двигателей (паровыми, внутреннего сгорания): они экологичны—при работе не выделяют вредных газов, дыма или пара; экономичны — для них не нужен запас топлива и воды; их легко установить в любом доступном месте (на стене, под полом трамвая, троллейбуса, в корпусе игрушки и т. д.).
Для нужд народного хозяйства промышленность выпускает большое количество разнообразных электродвигателей: от миниатюрных, например для игрушек и моделей, до двигателей огромных размеров — для кораблей, электровозов. Электродвигатели различаются не только размерами, но и назначением, конструкцией, частотой вращения ротора.

На электротехнических предприятиях изготовлением электродвигателей занимаются рабочие разных профессий. Намотку катушек статора и ротора, соединение отдельных их частей осуществляют электромонтеры-обмотчики. Собирают электродвигатели слесари-сборщики. Они должны владеть навыками выполнения не только электромонтажных, но и слесарных работ.

Шесть ключевых компонентов, из которых состоит ваш промышленный электродвигатель

Ваш промышленный электродвигатель имеет несколько важных компонентов, которые позволяют ему эффективно преобразовывать электрическую энергию в механическую. Каждый из них помогает управлять критическим взаимодействием между магнитным полем вашего двигателя и электрическим током в его проволочной обмотке, создавая силу в виде вращения вала. Именно механическая энергия, производимая этим вращением вала, помогает поддерживать бесперебойную работу вашего предприятия.

Эти шесть компонентов включают:

1) Ротор

Ротор — это движущаяся часть вашего электродвигателя. Он вращает вал, который передает указанную выше механическую мощность. В типичной конфигурации ротор имеет проложенные в нем проводники, по которым проходят токи, которые затем взаимодействуют с магнитным полем статора, создавая силы, которые вращают вал. При этом некоторые роторы несут постоянные магниты, и именно статор удерживает проводники.

2) Статор (и сердечник статора)

Статор — это неподвижная часть электромагнитной цепи вашего двигателя и обычно состоит из обмоток или постоянных магнитов. Сердечник статора состоит из множества тонких металлических листов, называемых пластинами. Ламинирование используется для уменьшения потерь энергии, которые могут возникнуть при использовании твердого сердечника.

3) Подшипники

Ротор вашего электродвигателя поддерживается подшипниками, которые позволяют ему вращаться вокруг своей оси. Эти подшипники, в свою очередь, опираются на корпус двигателя.Вал двигателя проходит через подшипники за пределы двигателя, где действует нагрузка. Поскольку силы нагрузки действуют за пределы самого внешнего подшипника, нагрузка называется «выступающей».

4) Обмотки

Обмотки — это провода, уложенные в катушки, обычно намотанные вокруг многослойного магнитного сердечника из мягкого железа, чтобы образовывать магнитные полюса при возбуждении током. Электродвигатели бывают двух основных конфигураций полюсов магнитного поля: явнополюсной и невыраженной.В двигателе с явнополюсным двигателем магнитное поле полюса создается обмоткой, намотанной вокруг полюса под лицевой стороной полюса. В двигателе с невыпадающими полюсами обмотка распределена в пазах на лицевой стороне полюсов. Двигатель с экранированными полюсами имеет обмотку вокруг части полюса, которая задерживает фазу магнитного поля для этого полюса.

5) Воздушный зазор

Воздушный зазор — это расстояние между ротором и статором, хотя и не является физическим компонентом. Воздушный зазор вашего двигателя имеет важное значение и, как правило, должен быть как можно меньше, поскольку большой зазор оказывает сильное негативное влияние на производительность.Это основной источник низкого коэффициента мощности, с которым работают двигатели. Поскольку ток намагничивания увеличивается с увеличением воздушного зазора, ваш воздушный зазор должен быть минимальным. При этом очень маленькие зазоры могут создавать механические проблемы в дополнение к шуму и потерям.

6) Коммутатор

И, наконец, коммутатор — это механизм, используемый вашим двигателем для переключения входа большинства двигателей постоянного тока и некоторых двигателей переменного тока. Он состоит из сегментов контактных колец, изолированных друг от друга и от вала.Ток якоря вашего двигателя подается через неподвижные щетки, контактирующие с вращающимся коммутатором, что вызывает требуемое изменение направления тока и подает мощность на машину оптимальным образом, когда ротор вращается от полюса к полюсу. (Отсутствие такого реверсирования тока может привести к остановке двигателя.)

Что общего у всех этих компонентов?

Каждый из них может нуждаться в техническом обслуживании, ремонте или замене в любой момент. Вот тут и приходит на помощь Red Stick Armature Works.Мы обеспечиваем более 60 лет передового опыта в области обслуживания, хранения и продажи промышленных электродвигателей. Наши преданные своему делу и опытные специалисты доступны на месте 24-7-365, чтобы помочь вам поддерживать ваши двигатели — и ваши операции — в рабочем состоянии и работать без сбоев. Свяжитесь с нами или позвоните нам сегодня по телефону 800-895-0443, чтобы узнать больше.

деталей двигателя | Sciencing

Конструкции электродвигателей могут сильно различаться, хотя в целом они состоят из трех основных частей: ротора, статора и коммутатора.Эти три части используют силы притяжения и отталкивания электромагнетизма, заставляя двигатель непрерывно вращаться, пока он получает постоянный поток электрического тока.

Основные принципы

Двигатели работают на принципах электромагнетизма. Если пропустить электричество по проводу, он создаст магнитное поле. Если вы намотаете проволоку на стержень и пропустите по ней электричество, вокруг стержня будет создано магнитное поле. Один конец стержня будет иметь северный магнитный полюс, а другой — южный.Противоположные полюса притягиваются друг к другу, как отталкиваются. Когда вы окружите этот стержень другими магнитами, стержень будет вращаться под действием сил притяжения и отталкивания.

Статор

Каждый электродвигатель состоит из двух основных частей: неподвижной и вращающейся. Стационарная часть — это статор. Хотя конфигурации различаются, статор чаще всего представляет собой постоянный магнит или ряд магнитов, выстилающих край корпуса двигателя, который обычно представляет собой круглый пластиковый барабан.

Ротор

В статор вставлен ротор, обычно состоящий из медной проволоки, намотанной на катушку вокруг оси.Когда через катушку протекает электрический ток, возникающее магнитное поле противодействует полю, создаваемому статором, и заставляет ось вращаться.

Коммутатор: основы

Электродвигатель имеет еще один важный компонент — коммутатор, который находится на одном конце катушки. Это металлическое кольцо, разделенное на две половины. Он меняет местами электрический ток в катушке каждый раз, когда катушка вращается на пол-оборота. Коммутатор периодически меняет направление тока между ротором и внешней цепью или батареей.Это гарантирует, что концы катушек не перемещаются в противоположных направлениях, и гарантирует, что ось вращается в одном направлении.

Подробнее Коммутатор: магнитные полюса

Коммутатор необходим, потому что вращающийся ротор получает свое движение от магнитного притяжения и отталкивания между ротором и статором. Чтобы понять это, представьте, что двигатель медленно вращается. Когда ротор вращается до точки, где южный полюс магнита ротора встречается с северным полюсом статора, притяжение между двумя полюсами останавливает вращение.Чтобы ротор продолжал вращаться, коммутатор меняет полярность магнита, так что южный полюс ротора становится северным. Затем северный полюс ротора и северный полюс статора отталкиваются друг от друга, заставляя ротор продолжать вращаться.

Щетки и клеммы

На одном конце двигателя находятся щетки и клеммы. Они находятся на противоположном конце от того места, где ротор выходит из корпуса двигателя. Щетки подают электрический ток на коммутатор и обычно сделаны из графита.Клеммы — это места, где аккумулятор прикрепляется к двигателю и посылает ток для вращения ротора.

Определение двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного или постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую. Это один из двух основных типов двигателей: другой тип — двигатель переменного тока или двигатель переменного тока. Среди двигателей постоянного тока есть двигатели с шунтовой обмоткой, с последовательной обмоткой, с составной обмоткой и с постоянными магнитами.

Функция

Двигатель постоянного тока состоит из статора, якоря, ротора и коммутатора со щетками.Противоположная полярность между двумя магнитными полями внутри двигателя заставляет его вращаться. Двигатели постоянного тока — это самый простой тип двигателя, который используется в бытовых приборах, таких как электрические бритвы, и в электрических стеклоподъемниках в автомобилях.

Базовая работа двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного тока оборудован магнитами, постоянными магнитами или электромагнитными обмотками, которые создают магнитное поле. Когда ток проходит через якорь, также известный как катушка или провод, расположенный между северным и южным полюсами магнита, поле, создаваемое якорем, взаимодействует с полем магнита и создает крутящий момент.В двигателе постоянного тока магнит образует статор, якорь размещен на роторе, а коммутатор переключает ток от одной катушки к другой. Коммутатор соединяет стационарный источник питания с якорем с помощью щеток или токопроводящих стержней. Кроме того, двигатели постоянного тока работают с фиксированной скоростью при фиксированном напряжении и без проскальзывания.

Типы двигателей постоянного тока

Катушки возбуждения и якорь в двигателе с шунтирующей обмоткой соединены параллельно, также известное как шунтирующее образование, в результате чего ток возбуждения пропорционален нагрузке на двигатель.

В двигателях с последовательной обмоткой катушки возбуждения и якорь соединены последовательно, и ток протекает только через катушки возбуждения.

Двигатель с комбинированной обмоткой является гибридом как с параллельной обмоткой, так и с последовательной обмоткой, и имеет обе конфигурации. Поле в двигателе с постоянными магнитами создается постоянными магнитами, как позволяет название.

Проблема коммутатора

Функция коммутатора заключается в передаче тока от неподвижной точки к вращающемуся валу.Щетки, электрические контакты на коммутаторе, подключают источник питания к якорю. В определенные моменты времени во время вращения двигателя постоянного тока коммутатор должен реверсировать ток. Это может привести к сокращению срока службы двигателя из-за износа, возникающего из-за трения и искрения.

Бесщеточные двигатели постоянного тока

Бесщеточные двигатели постоянного тока уменьшают износ коллектора в обычных двигателях постоянного тока. В этих типах постоянный магнит расположен в роторе, а катушки — в статоре.Обмотки катушки создают вращающееся магнитное поле, потому что они электрически отделены друг от друга, что позволяет их включать и выключать. Коммутатор в этом двигателе не передает ток на ротор. Вместо этого постоянное магнитное поле ротора преследует поле вращающегося статора, создавая поле ротора. Еще одним ключевым компонентом бесщеточного двигателя постоянного тока является использование электронной схемы и датчиков с коммутатором для возбуждения двигателя для создания крутящего момента.

Какие 3 части электродвигателя?

Различная эклектическая конструкция двигателя различается в зависимости от использования двигателя.Знание того, как работает двигатель и различных компонентов двигателя, может помочь вам при поиске нужных продуктов. Выбирайте подходящие электродвигатели для продажи в следующий раз, когда вам потребуется ремонт или замена.

Основы двигателя

Независимо от типа двигателя, есть три основных части: статор, коммутатор и ротор. Вместе они используют электромагнетизм, чтобы заставить двигатель вращаться. Пока двигатель получает постоянный ток, двигатель работает. Проблемы с двигателем могут привести к поиску продаваемых электродвигателей или компонентов для замены сломанных деталей.

Электричество, проходящее по проводу, создает магнитное поле. Если взять провод и намотать его на стержень с помощью электричества, создается магнитное поле. Магнитное поле вокруг стержня имеет два полюса: северный и южный.

При базовом магнетизме подобные полюса отталкивают друг друга. Следовательно, противоположные полюса притягиваются друг к другу. Окружив стержень многочисленными магнитами, стержень начинает вращаться. Что вызывает спиннинг? Стержень движется между силами отталкивания и притяжения на полюсах.

Статор электродвигателя во время вращения остается неподвижным. Обычно статор имеет ряд магнитов. Эти магниты имеют корпус, часто похожий на барабан. Ротор вставлен в статор. Обычно ротор состоит из медной проволоки в катушке. Катушка находится вокруг вращающейся оси.

Коммутатор

На конце катушки находится металлическое кольцо, называемое коммутатором. Эта деталь меняет направление тока между ротором и батареей. Это позволяет оси вращаться в одном направлении.Меняя полярность магнита на противоположную, ротор продолжает вращаться за счет отталкивания и притяжения.

Прочие компоненты

Дополнительно щетки могут быть изготовлены из графита. Их роль — подавать электрический ток на коммутатор двигателя. Клеммы посылают ток для вращения ротора. Обычно они располагаются там, где прикреплены мотор и аккумулятор.

Нужна качественная замена и ремонт электродвигателя? Обратитесь к специалистам по двигателям в LN Electric Motor.Позвоните нам сегодня.

6 частей электродвигателя

Отправлено 17 февраля 2021 года автором Мэтт Пассаннанте

Электродвигатели играют большую роль в обеспечении бесперебойной работы промышленных предприятий. Электродвигатели состоят из нескольких ключевых частей, которые позволяют им эффективно преобразовывать электрическую энергию в механическую, которая затем создает вращение вала, чтобы ваша установка работала. Как могут объяснить специалисты Kurz Industrial, электродвигатель состоит из шести основных частей, которые позволяют ему правильно работать.

Ротор

Ротор — это часть электродвигателя, отвечающая за вращение вала, который, в свою очередь, передает механическую энергию на ваш завод. Ротор содержит другие компоненты, называемые проводниками, у которых есть токи, которые работают с магнитным полем, расположенным в статоре, другой части двигателя, чтобы помочь управлять валом.

Статор и сердечник статора

В отличие от ротора, статор представляет собой неподвижную часть электродвигателя, которая не движется.Статор и связанная с ним часть, называемая сердечником статора, являются частями электромагнитной цепи в двигателях. Статор состоит из постоянных магнитов или обмоток. Сердечник статора состоит из частей, называемых пластинами, которые представляют собой тонкие металлические листы. Пластины предназначены для минимизации потерь энергии, которые в противном случае могли бы возникнуть, если бы статор содержал твердый сердечник.

Подшипники

Подшипники находятся в корпусе двигателя. Они также поддерживают ротор, позволяя ему вращаться вокруг своей оси.Подшипники соединены с валом двигателя, который выходит за пределы подшипников к внешней оболочке двигателя.

Обмотки

Обмотки — это другие важные части двигателей. Их часто можно найти встроенными в катушки, и они обычно обернуты вокруг железного сердечника, чтобы они могли создавать магнитные полюса, когда они заряжаются током. В электродвигателях используются две распространенные конструкции магнитных полюсов: выступающие и незаметные. Электродвигатели с явнополюсными полюсами имеют магнитные полюса, которые образуются, когда обмотка наматывается на полюс под лицевой стороной полюса.В системе с невыпадающими полюсами обмотка размещается в пазах на лицевой стороне полюса. Двигатели также могут иметь конфигурацию с заштрихованными полюсами, которая задерживает фазу магнитного поля.

Воздушный зазор

Воздушный зазор также является важной частью двигателя. Воздушный зазор означает расстояние между статором и ротором. Это термин, обозначающий пространство между двумя компонентами, хотя технически это не сам компонент. В идеале воздушный зазор должен быть небольшим, так как больший воздушный зазор может отрицательно сказаться на характеристиках двигателя.Воздушный зазор также является основным источником низкого коэффициента мощности двигателя.

Коммутатор

Коммутатор — шестой важный компонент двигателя. Коммутатор используется для изменения входа некоторых двигателей переменного и постоянного тока. Он содержит сегменты контактного кольца, которые защищены от вала и других сегментов слоем изоляции. Вращающийся коммутатор обеспечивает питание оборудования, используемого на вашем предприятии, позволяя ротору вращаться от одного полюса к другому. Коммутатор достигает этого за счет реверсирования тока.

Если вы хотите узнать больше о том, как работают электродвигатели, не стесняйтесь обращаться к экспертам Kurz Industrial прямо сегодня.

Эта запись была размещена в Промышленные решения. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Комментарии закрыты.

7 частей простого электродвигателя и функции

Электродвигатель — Вы когда-нибудь замечали блендер или вентилятор? Почему может компонент отжим? Если вам интересно, просто успокойтесь, потому что на этот раз мы обсудить принципы работы и детали простых электродвигателей и их функции.

В мире электроники электродвигатель становится неотделимая составляющая. Это касается и автомобильного транспорта. Электрический моторы нельзя разделять в автомобиле или мотоцикле. Примеры использования электродвигатели в машине, вы можете увидеть на системе стартера, дворнике и силе окна.

Хотя в целом электродвигатели встретить будет очень просто. в повседневной жизни. Примеры: вентиляторы, водяные насосы, стиральные машины и блендеры. Тогда знаете ли вы, почему эти объекты могут вращаться?

Что такое электродвигатель?

Цитата из Википедии, электродвигатель — это инструмент, который служит преобразовывать электрическую энергию в энергию движения.Эти инструменты включают динамические электроинструментами, поскольку они производят движение. Принцип работы электродвигателей следующий: использовать силу магнитного притяжения.

Мы, конечно, понимаем, когда два магнита с одинаковым полюса сближаются, два магнита отодвигаются. И наоборот, если магнитные полюса разные, тогда они будут притягивать друг друга. Это бацик принцип электродвигателей.

Когда магнитный стержень помещается в магнитное поле, он будет произвести движение на магнитной планке.Ствол, магнит размещен на повернуться с контуром таким образом, чтобы он мог производить вращательное движение, когда эти два компонента взаимодействуют.

Основные компоненты электродвигателя

1. Катушка статора

2. Катушка ротора

3. Главный вал

4. Кисть

5. Подшипник

6. Ведущий шкив

7. Корпус двигателя

Простые части двигателя и их функции

1. Катушка статора / якоря

Статор включает в себя основные компоненты электрического мотор.Поскольку этот компонент будет напрямую контактировать с производительностью мотор. Статор представляет собой статическую медную обмотку, расположенную вокруг главной оси. Функция статора заключается в создании магнитного поля вокруг ротора.

Этот компонент состоит из железных пластин, обернутых медью. Этот котел подключен к источнику тока. Итак, когда обмотка электрическая ток вызовет магнетизм в статоре. На моторе вообще три обмотка статора. Конечно, это зависит от мощности самого двигателя.В чем больше количество катушек, тем больше создается магнетизм. Это будет безусловно влияет на скорость мотора.

Но для простых электродвигателей обычно просто дополняют статор с помощью постоянного магнита. Таким образом, используемый ток также легче. Так, можно ли использовать постоянный магнит на бессильных электродвигателях? Конечно может, но в результате получается небольшой раунд. Вот почему магнитный обмотка — это вариант, чтобы сделать выход удовлетворительным.

Эта деталь также напоминает статор, за исключением того, что ротор динамический медный провод.Почему это динамично? Поскольку катушка прикреплена главный вал или главная ось двигателя, который будет вращаться.

2. Катушка ротора

Как и обмотка статора, тем больше количество витков ротор, тем больше крутящий момент. Обычно используется медь с маленьким диаметр. Он направлен на увеличение количества обмоток, даже если для этого требуется большая длина провода.

Конец намотки будет подключен к другому ротору, расположенному в конец главного вала.

3. Главный вал

Главный вал — это металлический компонент, выступающий в качестве места прикрепить некоторые компоненты. Помимо ротора катушки, компонент К этому валу прикреплен ведущий шкив. Обычно главный вал изготавливается из антикоррозийный алюминий. Кроме того, этот компонент также должен быть стабильным при высокая скорость вращения и температура.

4. Щетка

Щетка — это медная щетка, которая будет подключать литовый ток. источник с спиральным ротором.Эта щетка прикреплена к небольшому ротору, расположенному в конец несущего винта. Возникающее трение приведет к протеканию тока в в том же направлении, даже если ротор вращается. Так что вращение может быть синхронный и непрерывный.

Это трение будет поддерживаться пружиной, расположенной сзади. медная щетка. Эта пружина всегда будет бить по щетке, так что эта кисть будет всегда придерживаться ротора, несмотря на вращение на высоких оборотах.

В простом электродвигателе должны быть установлены два кисти.Эта щетка будет подавать ток и время для ротора змеевика. В Кроме того, этот компонент является распространенной причиной выхода из строя электродвигателя. Корка, прикрепленная к поверхности кисти, вызовет растекание ток, который должен быть запрещен. Кроме того, состояние кисти изношено. поскольку его продолжают тереть, это также может препятствовать потоку препятствующего потока.

5. Подшипник

Поскольку этот инструмент производит вращение, необходимо специальный компонент, который будет использоваться как подкладка для гладкого круга.Это функция подшипника, как подшипника между поверхностью вала и двигателем Корпус. Подшипник обычно изготавливается из алюминия с легким трением. Чтобы не препятствовать вращению двигателя.

6. Шкив приводной

Этот компонент расположен на внешнем конце основного вал. Его функция — передавать вращение двигателя другим компонентам. Этот компонент обычно имеет форму шестерни или шкива, который готов к работе. связаны с компонентами, которые должны приводиться в действие этим двигателем.

7. Корпус двигателя

Снаружи электродвигателя мы увидим железную пластину, которая используется для защиты всех частей электродвигателя. Кроме того, корпус двигателя также служит для защиты нас как пользователей роторов с очень высокой скоростью вращения.

Тип электродвигателя

1. Двигатель переменного тока

Электродвигатель переменного тока — это тип электродвигателя, работающего с источником напряжения переменного тока (AC, Alternating Current). Этот электродвигатель переменного тока можно отличить ресурсы следующим образом.

Синхронный двигатель , это двигатель переменного тока, работающий с фиксированной скоростью. на определенной частотной системе. Этот двигатель требует постоянного тока (DC) для питания. генерации и имеет низкий начальный крутящий момент, поэтому синхронные двигатели подходит для начального использования при низкой нагрузке, например, в воздушных компрессорах, при изменении частоты и мотор-генераторы. Синхронные двигатели могут повысить мощность системы фактор, поэтому он часто используется в системах, которые потребляют много электроэнергии.

Асинхронный двигатель — это силовой двигатель переменного тока, работающий на индукционная магнитная среда между ротором и статором.

2. Двигатель постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока — это разновидность электродвигателя. который работает с источником постоянного напряжения постоянного тока (DC, Direct Current). ОКРУГ КОЛУМБИЯ Электродвигатель постоянного тока можно снова различить на основании следующих Ресурсы.

Двигатель с автономным возбуждением . Это тип двигателя постоянного тока, который источник тока возбуждения питается от отдельного источника, поэтому электрический ток постоянного тока Двигатель называется отдельным источником постоянного тока (с отдельным возбуждением).

Двигатель Самовозбужденный двигатель . Это тип двигателя постоянного тока, который источник тока возбуждения питается от того же источника, что и катушка электродвигателя, поэтому электродвигатель постоянного тока называется силовым двигателем постоянного тока с самовозбуждением.

Это все входы и выходы компонентов электродвигателя и их соответствующие функции. Надежда может расширить наши знания и, надеюсь, полезный.

Основные компоненты электрических двигателей ~ Электрические ноу-хау

В предыдущей теме «Классификация электрических нагрузок и Типы », я показываю, что электрические нагрузки можно классифицировать по различным категориям в зависимости от различных факторов; один из этих факторов зависит от функции нагрузки / использования следующим образом:

Третья классификация: Классификация электрической нагрузки в соответствии с функцией нагрузки

1. Освещение нагрузки.
2. Нагрузка бытовой техники.
3. Силовые нагрузки.

В следующих предыдущих темах я объяснил первый тип; световая нагрузка:

И я объяснил второй тип; Загрузка устройств в следующем предыдущем разделе:

И я показал, что третий и последний тип электрических нагрузок в соответствии с функцией нагрузки / использованием — это силовые нагрузки, которые можно разделить на следующие основные нагрузки:

1. Нагрузки HVAC (Нагрузки на системы отопления, вентиляции и кондиционирования).
2. Лифты, эскалаторы и движущиеся тротуары Грузы (нагрузки транспортных систем).
3. Моторные и насосные нагрузки (системы пожаротушения, водоснабжения, ирригации и т. Д.).

С этого курса EE-1 предназначен для новичков в области электрического проектирования. Я должен подробно объяснить эти нагрузки или системы и указать их конструкцию, принципы работы и различные типы. Итак, я объяснил первый тип силовых нагрузок; Нагрузки HVAC в следующих предыдущих темах:

Также я объяснил второй пункт силовых нагрузок; Лифты, эскалаторы и движущиеся дорожки Нагрузки (Нагрузки на транспортную систему) в следующих предыдущих темах:

Введение

• Электродвигатели, определяемые как электромеханические устройства, преобразующие электрическую энергию в механическую; они являются связующим звеном между электрическими и механическими системами объекта.
• Электродвигатели — важная часть любой электрической системы. Они используются на всех производственных предприятиях, в офисах и домах, потребляя около 64% ​​всей вырабатываемой электроэнергии.
• Существует множество способов спроектировать двигатель, поэтому существует много различных типов двигателей, и каждый из них обладает разными рабочими характеристиками (которые будут перечислены позже). На основании этих характеристик двигатель может быть выбран для конкретного применения.

Принцип работы двигателей:

Принцип работы двигателей

1. Электрический ток, протекающий по петле из проволоки, создает магнитное поле в петле.
2. Когда эта петля окружена полем другого магнита, петля поворачивается, создавая силу (называемую крутящим моментом), которая приводит к механическому движению

Основные части двигателя:

Электрические машины подразделяются на две категории двигателей постоянного и переменного тока, основные части для каждого типа будут разными для каждого типа следующим образом:

1- Основные части двигателя переменного тока:

Основные детали двигателя переменного тока

Основные части для двигателей переменного тока следующие:

1. Корпус.
2. Статор.
3. Ротор.
4. Подшипники.
5. Коробка для кабелепровода.
6. Болт с проушиной.

1- Корпус

Корпус

Корпус состоит из рамы (или вилки) и двух концевых кронштейнов (или корпусов подшипников).

Кожух двигателя не только скрепляет компоненты двигателя, но также защищает внутренние компоненты от влаги и препятствий.Степень защиты зависит от типа корпуса. Кроме того, тип корпуса влияет на охлаждение двигателя. Есть две категории корпусов:

• Открытый корпус.
• Полностью закрытый корпус.

Открытые и закрытые типы

A- Открытый корпус

открытый каплезащищенный (ODP) корпус

Открытые корпуса позволяют охлаждающему воздуху проходить через двигатель.Один из типов открытого корпуса — это открытый каплезащищенный корпус (ODP). В этом корпусе есть вентиляционные отверстия, через которые проходит воздух. Лопасти вентилятора, прикрепленные к ротору, перемещают воздух через двигатель, когда ротор вращается. Вентиляционные отверстия расположены таким образом, чтобы жидкости и твердые частицы, падающие сверху под углом до 15 ° от вертикали, не могли попасть внутрь двигателя, когда двигатель установлен на горизонтальной поверхности. Когда двигатель установлен на вертикальной поверхности, например на стене или панели, может потребоваться специальная крышка.Кожухи ODP следует использовать в среде, свободной от загрязнений.

B- Полностью закрытый корпус

В эту категорию будут входить следующие три типа:

• Полностью закрытый невентилируемый корпус.
• Полностью закрытый корпус с вентиляторным охлаждением.
• Взрывозащищенный корпус.

a- Полностью закрытый невентилируемый корпус (TENV)

Полностью закрытый невентилируемый корпус (TENV)

В некоторых случаях воздух, окружающий двигатель, содержит коррозионные или вредные элементы, которые могут повредить внутренние части двигателя.Полностью закрытый невентилируемый кожух двигателя (TENV) ограничивает поток воздуха в двигатель, но не является воздухонепроницаемым. Однако уплотнение в месте прохождения вала через корпус предотвращает попадание воды, пыли и других посторонних веществ в двигатель вдоль вала.

Большинство двигателей TENV имеют дробную мощность. Однако двигатели TENV со встроенной мощностью в лошадиных силах используются для специальных применений. Отсутствие вентиляционных отверстий означает, что все тепло внутри двигателя должно рассеиваться через корпус за счет теплопроводности.Эти более мощные двигатели TENV имеют корпус с ребрами жесткости для более быстрого отвода тепла. Двигатели TENV можно использовать как в помещении, так и на открытом воздухе.

b — Полностью закрытый корпус с вентиляторным охлаждением (TEFC)

Полностью закрытый корпус с вентиляторным охлаждением (TEFC)

Полностью закрытый двигатель с вентиляторным охлаждением (TEFC) похож на двигатель TENV, но имеет внешний вентилятор, установленный напротив приводной стороны двигателя.Вентилятор обдувает двигатель снаружи воздухом для дополнительного охлаждения. Вентилятор закрыт кожухом, чтобы никто не мог к нему прикоснуться. Двигатели TEFC могут использоваться в грязных, влажных или умеренно агрессивных средах.

c- Взрывозащищенный корпус (XP)

Взрывозащищенный корпус (XP)

• Применение в опасных условиях обычно встречается в химической, горнодобывающей, литейной, целлюлозно-бумажной, переработке отходов и нефтехимической промышленности.В этих приложениях двигатели должны соответствовать самым строгим стандартам безопасности для защиты жизни, машин и окружающей среды. Это часто требует использования взрывозащищенных двигателей (XP).
• Двигатель XP внешне похож на двигатель TEFC, однако большинство корпусов XP изготовлены из чугуна.
• Раздел I обычно содержит опасные материалы в атмосфере.
В помещениях
• категории II при ненормальных условиях в атмосфере могут находиться опасные материалы.
• Места, определяемые как опасные, далее определяются по классу и группе опасности. Например,

— Класс I, группы A – D содержат газы или пары.

— Класс II, группы E, F и G содержат легковоспламеняющуюся пыль, такую ​​как кокс или зерновая пыль.

— Класс III не делится на группы. В этот класс входят горючие волокна и пух.

2- Статор

Статор

Статор двигателя состоит из двух основных частей:

A- Сердечник статора
Статор — это неподвижная часть электромагнитной цепи двигателя.Статор представляет собой электрическую цепь, выполняющую роль электромагнита. Сердечник статора состоит из множества тонких металлических листов, называемых пластинами. Ламинирование используется для уменьшения потерь энергии, которые могут возникнуть при использовании твердого сердечника.

B- Статор (обмотки)
Пластины статора сложены вместе, образуя полый цилиндр. Катушки изолированного провода вставляются в пазы сердечника статора.

При работе собранного двигателя обмотки статора подключаются непосредственно к источнику питания.Каждая группа катушек вместе со стальным сердечником, который она окружает, при подаче тока становится электромагнитом. Электромагнетизм — это основной принцип работы двигателя.

3-роторный

Ротор

Ротор — это вращающаяся часть электромагнитной цепи двигателя. Магнитное поле статора наводит на ротор противоположное магнитное поле, заставляя ротор «отталкиваться» от поля статора.

Существует много типов ротора, таких как ротор с короткозамкнутым ротором и ротор с обмоткой, они будут объяснены позже.

4- Подшипники

Подшипники, установленные на валу, поддерживают ротор и позволяют ему вращаться. Не все подшипники подходят для любого применения; универсального универсального подшипника не существует. Выбор подшипниковой опоры основывается на следующих качествах:

• Грузоподъемность в осевом и радиальном направлении.
• Превышение скорости и продолжительность.
• Скорость вращения.
• Ресурс подшипника.

Размер подшипника, который будет использоваться, первоначально выбирается на основе его несущей способности, в зависимости от несущей нагрузки, а также требований, касающихся его срока службы и надежности.

Также необходимо принимать во внимание другие факторы, такие как рабочая температура, грязные и пыльные условия окружающей среды, а также вибрация и удары, влияющие на подшипники в условиях работы и покоя.

Типы подшипников:
На рынке существует множество типов подшипников, каждый с разными характеристиками и различными применениями, это следующие типы:

A- Радиальные шарикоподшипники

Радиальные шарикоподшипники являются наиболее распространенным типом подшипников и могут выдерживать как радиальные, так и осевые нагрузки. Благодаря низкому крутящему моменту трения они подходят для высоких скоростей.

В шарикоподшипнике нагрузка передается от внешнего кольца к шару и от шара к внутреннему кольцу.

Поскольку мяч является сферой, он контактирует с внутренней и внешней обоймами только в очень маленькой точке, что помогает ему вращаться очень плавно. Это также означает, что площадь контакта, удерживающая нагрузку, не так велика, поэтому при перегрузке подшипника шарики могут деформироваться, разрушая подшипник.

B- Цилиндрические роликоподшипники

Эти роликовые подшипники используются там, где они должны выдерживать большие радиальные нагрузки. В роликовых подшипниках ролик представляет собой цилиндр, поэтому контакт между внутренним и внешним кольцом представляет собой не точку, а линию.Это распределяет нагрузку на большую площадь, позволяя подшипнику выдерживать гораздо большие радиальные нагрузки, чем шарикоподшипник.

Однако этот тип подшипника не предназначен для выдерживания больших осевых нагрузок.

C- Радиально-упорные шарикоподшипники

Радиально-упорные шарикоподшипники имеют дорожки качения на внутреннем и внешнем кольцах, которые смещены относительно друг друга в направлении оси подшипника. Это означает, что они подходят для восприятия комбинированных нагрузок, таких как одновременно действующие радиальные и осевые нагрузки в вертикальных машинах.

D- Сферический упорный роликовый подшипник

В упорных сферических роликоподшипниках нагрузка передается от одной дорожки качения к другой под углом к ​​оси подшипника. Они подходят для восприятия высоких осевых нагрузок в дополнение к одновременно действующим небольшим радиальным нагрузкам. Упорные сферические роликоподшипники также являются самоустанавливающимися.

E- подшипник скольжения

Подшипники скольжения не имеют движущихся частей, они опираются на тонкий слой масла, который снижает трение и позволяет валу двигателя свободно вращаться.Эта масляная пленка имеет решающее значение для срока службы подшипников скольжения.

При правильной смазке между подшипником и валом фактически нет физического контакта. Если по какой-либо причине масляная пленка разрушается, контакт металл-металл между валом и подшипником приведет к очень быстрому износу подшипника и его быстрому выходу из строя.

Подшипники скольжения часто выбираются из-за их относительно тихой работы и более низкой стоимости по сравнению с к шариковым подшипникам.

Подшипники скольжения можно разделить на:

a- Подшипники скольжения с фланцем используются в машинах с высотой вала до 1120 мм.Машины с подшипниками этого типа легко и быстро выравниваются. Воздушный зазор между статором и ротором уже отрегулирован на заводе и не требует дополнительной регулировки на месте во время установки.

b- Подшипники скольжения на лапах установлены на опоре. Подставка может быть встроена в статорную раму или может быть установлена ​​отдельно. Если он интегрирован с рамой статора, его легко и быстро выровнять.

5-кабельная коробка

Распределительная коробка

Точка подключения электроэнергии к обмоткам статора двигателя.

6-рым-болт

Болт с проушиной

Используется для подъема тяжелых двигателей с помощью подъемника или крана для предотвращения повреждения двигателя.

2- Основные детали двигателя постоянного тока:

Основные детали двигателя постоянного тока

Основные части двигателей постоянного тока следующие:

1- Статор

Статор несет обмотку возбуждения и полюса.Статор вместе с ротором составляет магнитную цепь или сердечник машины. Это полый цилиндр.

2- Ротор

Он несет обмотку якоря. Арматура — это несущий элемент. Ротор имеет цилиндрическую форму.

3- Обмотка якоря

Эта обмотка вращается в магнитном поле, созданном на неподвижной обмотке (обмотка возбуждения).Это несущий элемент, установленный на роторе. Обмотка якоря — это непрерывная обмотка; то есть у него нет ни начала, ни конца. Он состоит из нескольких последовательно соединенных катушек.

4- Обмотка возбуждения

Это система возбуждения, которая может быть электрической обмоткой или постоянным магнитом и расположена на статоре.

Примечание. Двигатели постоянного тока обычно классифицируются по способу подключения их якоря и обмоток возбуждения к источнику постоянного тока.

5- Коммутатор

Обмотка коммутатора

Катушки на якоре оканчиваются и соединяются между собой через коммутатор, который состоит из ряда стержней или сегментов коммутатора, изолированных друг от друга. Коммутатор вращается вместе с ротором и служит для выпрямления индуцированного напряжения и тока в якоре, оба из которых равны A.C.

6- Щетки

Щетки

Они проводят подпружиненный угольный графит, который перемещается по коммутатору и действует как интерфейс между внешней схемой и обмоткой якоря.

7 полюсов

Полюса

Обмотка возбуждения размещена в полюсах, количество которых определяется номинальными значениями напряжения и тока машины.

8- паз / зубья

Для механической поддержки, защиты от истирания и дополнительной электроизоляции непроводящие вкладыши паза часто вклиниваются между катушками и стенками паза. Магнитный материал между пазами называется зубцами.

9- Корпус двигателя

Корпус двигателя поддерживает железный сердечник, щетки и подшипники.

В следующей теме я объясню электрические двигатели типа .Итак, продолжайте следить.

Примечание: эти темы о двигателях в этом курсе EE-1: Курс электрического проектирования для начинающих является введением только для новичков, чтобы получить общую базовую информацию о двигателях и насосах как типе силовых нагрузок.