Quins són els tipus de motors elèctrics i en què es diferencien

Com funcionen els motors

El principi de funcionament de tot tipus de motors elèctrics consisteix en la interacció dels camps magnètics del rotor i l'estator. En aquest cas, el camp magnètic pot ser creat per un magnètic o bobinat constant (bobina-electroimant).

Depenent de la potència i el tipus de motor, els bobinatges només es poden localitzar a l'estator oa l'estator i al rotor. Intentem explicar el dispositiu i el principi de funcionament dels maniquins en les elèctriques.

Per començar, considerem el disseny dels motors col·lectors. Per exemple, en petits motors col·lectors de corrent continu, com en els models de ràdio, els imants permanents estan situats a l’estator i les bobines de fil de coure s’enrotllen al rotor. El corrent a les bobines del rotor d’un motor elèctric és subministrat mitjançant un conjunt de raspalls constituït per pinzells i un col·lector. Al col·lector hi ha làmines, a les quals s’uneixen els cables dels enrotllaments.

Després d’encendre l’alimentació, el rotor (àncora) comença a girar, un col·lector es fixa al damunt i els pinzells fixos toquen alternativament diferents parells de làmpades col·lectores. A través de pinzells i làmines, es subministra corrent als enrotllaments del rotor, tant a una bobinada com a una altra, creant així un camp magnètic canviant que interactua amb el camp imant. Com a resultat, els pols dels electroimants giratoris i estacionaris són atrets, motiu pel qual es produeix la rotació.

Si ometeu alguns dels matisos, més gran sigui el corrent del rotor, més gran serà aquest camp i més ràpid gira el rotor. Tot i això, això s'aplica principalment a les màquines col·lectores de corrent continu i continu (són universals).

Si parlem d’un motor asíncron (HELL) amb rotor de gàbia d’esquirol, es tracta d’un motor elèctric de CA sense pinzells. En ella, els enrotllaments estan situats a l'estator (a), i el rotor és una vara (b), poc tancada per anells, l'anomenada gàbia d'esquirol.

En aquest cas, el camp magnètic giratori de l'estator genera un corrent a les varetes del rotor, a causa del qual també apareix un altre camp magnètic. I què passa quan es troben dos imants a prop?

Són repel·lits o atrets els uns dels altres. Com que el rotor es fixa als extrems dels coixinets, el rotor comença a girar.AM està destinada només a corrent altern i la velocitat de rotació de l’eix depèn de la freqüència del corrent i del nombre de pols dels bobinats de l’estator, tractarem aquest tema amb més detall a l’article sobre motors asíncrons.

Però per iniciar la rotació de l’eix d’un motor d’aquest tipus, és important o bé empènyer-lo (per donar la velocitat inicial), o bé crear un camp magnètic giratori. Es crea mitjançant bobinatges disposats d’una forma específica, connectats a una xarxa d’alimentació trifàsica (per exemple, 380V), o bé mitjançant condensadors d’arrencada i de treball (en els anomenats motors d’inducció de condensadors).

A més de la interacció de camps magnètics en la rotació de l’eix motor hi intervé i Amperi força.

Per tant, heu d’entendre que el moment en l’eix del motor abstracte i el nombre de revolucions depenen del disseny i del tipus de la màquina elèctrica, així com de la força del corrent i la seva freqüència. Repeteixo que en aquest article no entrarem en detalls sobre les característiques dels dispositius de cadascun dels tipus i tipus de motors elèctrics, sinó que farem articles separats per a això.

Cal destacar que els motors col·lectors asíncrons i universals són més habituals en la vida quotidiana i en la producció, en les traccions dels vehicles de construcció. S’utilitzen arreu, tant per al moviment de mecanismes industrials, com per a vehicles, vehicles elèctrics i utilitzats en electrodomèstics, fins a un raspall de dents elèctric.

Classificació principal

Així doncs, els motors elèctrics es divideixen principalment en màquines que funcionen en corrent directe, així com en corrent altern. Quina és la diferència entre corrent altern i corrent directe, dèiem a l'article: https://electro.tomathouse.com/ca/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. Considerem els tipus de motors elèctrics provinents de màquines que funcionen des d’una pausa.

Motors de CA

La majoria de les màquines elèctriques utilitzades en la producció i en la vida quotidiana per conduir ascensors, en altres tipus d’accionaments elèctrics funcionen des de CA.

Els motors de CA es poden classificar de la següent manera:

• asíncron;
• sincrònica.

En aquest cas, els motors d’inducció es distingeixen o bé pel disseny del rotor:

• rotor de gàbia d'esquirol (més comú amb qualsevol nombre de fases);
• amb rotor de fase (només trifàsic).

I pel nombre de fases:

• monofàsics (amb un condensador d’arrencada) s’utilitzen en ventiladors elèctrics domèstics i altres dispositius de baix consum;
• condensador o bifàsic (és monofàsic amb un condensador que no s’apaga durant l’operació, a causa del qual es crea una “segona fase”) s’utilitzen en petites bombes, ventilació, rentadores de tipus “bebè” i models antics fabricats a l’URSS;
• trifàsics són més comuns i s’utilitzen arreu en la producció.

Hi ha diferents dissenys de pressió arterial monofàsica. La llista mostra dues opcions principals.

Una característica de tots els motors elèctrics asíncrons és que la velocitat del rotor és lleugerament inferior a la velocitat de gir del camp magnètic de l'estator i és igual a:

on n és el nombre de revolucions per minut, f és la freqüència de la xarxa de subministrament, p és el nombre de parells de pols, s és lliscant i "60" és segons en un minut.

Així, la velocitat del rotor està determinada per la freqüència de la xarxa d’alimentació, el disseny dels bobinats, o més aviat, el nombre de parells de pals (bobines) que hi ha i la magnitud del lliscament.

El lliscament és un valor que caracteritza quant menys és la velocitat del rotor en relació amb la freqüència d’un camp magnètic giratori. En condicions de funcionament normals, es troba entre 0,01 i 0,06. En termes senzills, el camp de l'estator amb un parell de pols gira amb velocitat:

60 * 50/1 = 3000 rpm

Amb dos parells: 1500 rpm, i amb tres parells - 1000 rpm.

Si es llisca, per exemple, a 0,05, la velocitat del rotor serà igual a:

3000 * (1-0,05) = 2850 rpm

Per ajustar la velocitat d’ús d’aquests motors convertidors de freqüència, ja que no podem afectar les altres variables de la fórmula anterior.

Els més comuns són els motors asíncrons amb una tensió d’alimentació de 220V per connectar els enrotllaments segons el circuit de triangles i 380V segons el circuit d’estrelles.

Si en una màquina elèctrica trifàsica, el camp d’estator giratori es crea mitjançant la ubicació dels enrotllaments i el desplaçament de fase a la xarxa per 120˚, aquest efecte no s’observa en les monofàsiques. L’eix girarà si l’ajusteu a la rotació inicial girant l’eix a mà o mitjançant la instal·lació d’un condensador de desplaçament de fase, que generarà un desplaçament de fase al bobinat inicial.

Els motors de condensadors trifàsics estan disposats de manera similar, però el segon enrotllament no s’apaga després de començar, però continua funcionant condensador. Per tant, el nom de "dues fases" es refereix més aviat al disseny i esquema de cablejat, més que als circuits d'alimentació. Les dues fases i les monofàsiques estan dissenyades per funcionar en una xarxa de 220V.

Els motors elèctrics sincrònics (leds) gairebé sempre es duen a terme amb una bobina d’excitació a l’armadura, i el corrent d’excitació es transmet fins a través del conjunt de raspalls o induït per un sistema electromagnètic.

Això és necessari perquè el seu eix gira amb una freqüència que coincideixi amb la freqüència de gir del camp estator. És a dir, en aquest cas no hi ha cap paràmetre com el lliscament.

El corrent d’excitació es subministra a partir de sistemes especials d’excitació, com ara un “motor generador” o convertidors electrònics en tiristors o transistors. Els més habituals a les empreses domèstiques són dispositius com VTE, TVU, etc.

No sempre hi ha una bobinada de camp i pinzells, per exemple, en un forn de microones, s’utilitza un motor sincrònic d’imant permanent en l’accionament de rotació de plaques.

Les màquines síncrones són explícites i implícites. Les diferències visuals es troben en el disseny del rotor, a la pràctica hi ha una diferència en les seves característiques, mètodes de producció i disseny. A la pràctica, és probable que un electricista domèstic normal els trobi.

És important dir el que és important sobre els motors CA: són difícils d’ajustar la velocitat de gir a causa del fet que la seva velocitat està lligada a la velocitat. Una disminució de la tensió (corrent) a l'estator o excitació (per sincrònica i asíncrona amb un rotor de fase) comporta una caiguda del parell i un augment del valor de lliscament (per a HELL), mentre que l'eix pot girar més lentament. Per regular la velocitat d'aquests motors, cal un convertidor de freqüència. Sobre com triar un chastotnik, en l’article us expliquem: https://electro.tomathouse.com/ca/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

Motors de corrent continu

Estan disponibles els tipus i tipus de motors de corrent continu:

1. Motors DC Brush Consisteixen en imants o una bobina d’excitació i una armadura, el corrent al bobinat de l’armadura es transmet mitjançant un conjunt de raspalls, l’inconvenient del qual és el desgast gradual.
2. Motors col·lectors universals. Són similars a les anteriors, però poden funcionar tant de corrent directe com de corrent altern.
3. Sense raspalls o sense pinzell. Consisteix en bobinats estatoris, s’instal·len imants permanents al rotor. Està connectat al circuit de corrent continu mitjançant un controlador especial que commuta els bobinatges de l'estator.

Els motors col·lectors es poden dividir en grups segons el tipus d’excitació:

• amb autoexcitació;
• amb excitació independent.

Segons el tipus de connexió dels bobinats de camp, es distingeixen de la manera següent:

1. L’excitació seqüencial permet obtenir un moment elevat sobre l’eix, però la velocitat de ralentí també és molt elevada i pot danyar el motor (entrarà en marxa).
2. Excitació paral·lela: en aquest cas, les revolucions són més estables i no canvien sota càrrega, però el parell a l’eix és menor.
3. La il·lusió mixta combina els avantatges dels dos tipus.

En els DCT de col·lectors de baixa potència, l’excitació s’organitza sovint amb l’ajut d’imants permanents.

Amb excitació independent al motor elèctric del col·lector, els bobinatges de l'estator i del rotor no estan connectats entre si, però en essència s'alimenten des de diferents fonts.Així, és possible organitzar l’ajust del moment o la velocitat, així com aconseguir una major eficiència energètica.

Depenent del disseny, un motor elèctric pot funcionar només des de corrent continu o bé pot funcionar alternant i constantment. En el segon cas, se'ls anomena "motor commutador universal". Són generalitzats en la vida quotidiana, utilitzats en electrodomèstics de cuina i eines elèctriques (rectificadores, broques, etc.).

Els motors sense escombretes tenen els inconvenients inherents d’un commutador per la manca d’un conjunt de raspalls. Es subministra corrent als tres bobinatges del stat, i els bobinatges es canvien mitjançant el controlador. De fet, els DCTs sense escombretes són alimentats per corrent altern transformat. Podeu esbrinar com funcionen aquests motors veient el següent vídeo:

Són similars en disseny als motors síncrons, excepte que s'utilitzen imants permanents, no electroimants. Per fer girar aquest motor i augmentar la seva eficiència, s’utilitzen els sensors Hall per determinar la posició de l’eix i canviar correctament els enrotllaments.

Sovint s’anomenen motors de vàlvules i, en fonts angleses, aquests motors, segons el disseny, s’anomenen PWSM o BLDC.

S’utilitzen en refrigeradors d’ordinadors, com a unitat per a models de radiocontrol, com els quadrocopters, així com en una roda del motor per a una bicicleta.

Classificació addicional

A més dels motors que hem comentat anteriorment, cal parlar d'altres tipus, com ara:

• trepitjar;
• servos
• lineal
• motors de corrent d’ondulació (similar a un motor de corrent continu, la diferència és que l’alimentació la proporciona un corrent d’ondulació rectificat).

S'utilitzen motors i servos pas a pas, on cal situar el node d'algun mecanisme. L’exemple més senzill és un CNC, una impressora 3D i molt més. A més, amb l'ajuda de "shagovikov" de vegades controlen la posició de l'acceleració del cotxe - i això només és una petita part de la seva aplicació.

Una descripció de les funcions i característiques d’aquests tipus d’accionaments elèctrics és un tema per a un article a part. Si esteu interessats, escriviu comentaris i el publicarem!

Un motor lineal, en contrast amb tots els anteriors, el moviment del seu eix no és de rotació, sinó de translació. És a dir, no gira, sinó que es mou "endavant i endavant". Són diferents:

• CA basada en el principi de funcionament similar als motors sincrònics i asíncrons;
• corrent directe;
• piezoelèctric;
• magnetostrictiu.

A la pràctica, són rares, s’utilitzen com a impulsor d’un ferrocarril monorail, per alimentar el cos de treball en diverses màquines.

Tanmateix, la classificació donada a l’article es va triar des del punt de vista de la pràctica, mentre que a la literatura es proposa dividir l’accionament elèctric segons els criteris següents.

Segons les especificitats del parell creat:

• histèric;
• magnetoelèctric.

La següent opció de classificació es basa en diferències de disseny i característiques del seu disseny.

Per tipus i ubicació de l’eix:

• amb una disposició horitzontal d’un eix;
• amb col·locació d’eix vertical.

Protegiu-vos de les accions mediambientals:

• protegit de gran humitat i pols;
• per operació en sales explosives.

Per la durada del mode de funcionament:

• intermitents (cabrestants, grues, motors de vàlvules de porta);
• per funcionament continu (bombes, ventilació, etc.).

Per potència, també podeu distingir els cotxes de potència petita, mitjana i alta. Tanmateix, no té sentit portar els límits d’aquestes capacitats, ja que en algun lloc d’uns 6 MW és la potència mitjana, i en algun lloc al voltant d’1 kW és un nombre colossal.

És impossible considerar en detall tots els tipus d’un article, per la qual cosa considerarem cada versió per separat.Esperem que la classificació proporcionada breument us hagi ajudat a comprendre quins tipus de motors de corrent continu i alternatiu es diferencien i quines són les seves característiques d’aplicació!

Materials relacionats:

• Com obtenir corrent elèctric altern
• Tipus d’estabilitzadors de tensió
• Com fer un motor elèctric senzill amb les teves pròpies mans