Hvilke typer elektriske motorer er der, og hvordan adskiller de sig

Sådan fungerer motorer

Funktionsprincippet for alle typer elektriske motorer består i samspillet mellem rotorens og stators magnetfelter. I dette tilfælde kan magnetfeltet oprettes ved hjælp af en konstant magnetisk eller vikling (spoleelektromagnet).

Afhængigt af motorens kraft og type kan viklingerne kun placeres på statoren eller på statoren og på rotoren. Lad os prøve at forklare enheden og driftsprincippet for dummies i elektricitet.

Til at begynde med overvejer vi designet af kollektormotorer. For eksempel er der i små jævnstrømskollektormotorer, som for radiomodeller, permanente magneter placeret på statoren, og spoler af kobbertråd vikles i rotoren. Strømmen til rotorspolerne i en sådan elektrisk motor tilføres gennem en børsteenhed bestående af børster og en opsamler. På samleren er der lameller, som viklingernes ledninger er knyttet til.

Efter at have tændt for strømmen, begynder rotoren (ankeret) at dreje, kollektoren er fastgjort på den, og de faste børster berører skiftevis forskellige par kollektorlameller. Gennem børster og lameller tilføres strøm til rotorviklingerne enten til en vikling eller til en anden, hvilket skaber et skiftende magnetfelt, der interagerer med magnetfeltet. Som et resultat tiltrækkes polerne i de roterende og stationære elektromagneter, hvilket er grunden til, at der sker rotation.

Hvis vi udelater nogle nuancer, jo større rotoren er, jo større er dette felt, og jo hurtigere roterer rotoren. Dette gælder dog hovedsageligt for DC- og AC-opsamlingsmaskiner (de er universelle).

Hvis vi taler om en asynkron motor (HELL) med en egern-burrotor - er dette en vekselstrømsmotor uden børster. I den er viklingerne placeret på statoren (a), og rotoren er en stang (b), kortvarigt lukket af ringe - det såkaldte egernebur.

I dette tilfælde genererer statorens roterende magnetfelt en strøm i rotorens stænger, på grund af hvilket der også vises et andet magnetfelt. Og hvad sker der, når der findes to magneter i nærheden?

De frastøttes eller tiltrækkes af hinanden. Da rotoren er fastgjort ved enderne i lejerne, begynder rotoren at rotere.AM er kun beregnet til vekselstrøm, og akselens omdrejningshastighed afhænger af frekvensen af ​​strømmen og antallet af poler i statorviklingerne. Vi diskuterer dette spørgsmål mere detaljeret i artiklen om asynkronmotorer.

Men for at starte rotationen af ​​skaftet på en sådan motor, er det vigtigt enten at skubbe den (for at give den oprindelige hastighed) eller at skabe et roterende magnetfelt. Det oprettes ved hjælp af viklinger, der er arrangeret på en bestemt måde, forbundet til et trefaset strømforsyningsnetværk (for eksempel 380V), eller ved hjælp af start- og arbejdskondensatorer (i såkaldte kondensatorinduktionsmotorer).

Ud over samspillet mellem magnetiske felter i rotationen af ​​motorakslen er det involveret og Ampere kraft.

Derfor er du nødt til at forstå, at øjeblikket på akslen på den abstrakte motor og antallet af omdrejninger afhænger af konstruktionen og typen af ​​den elektriske maskine, samt af styrken af ​​strømmen og dens frekvens. Jeg gentager, at vi i denne artikel ikke vil gå nærmere på detaljerne om udstyrene til enhederne for hver type og type elektriske motorer, men vi vil lave separate artikler til dette.

Det skal bemærkes, at asynkrone og universelle kollektormotorer er mest almindelige i hverdagen og i produktionen, i drevene til byggekøretøjer. De bruges overalt, både til bevægelse af industrielle mekanismer og til biler, elektriske køretøjer og bruges i husholdningsapparater, op til en elektrisk tandbørste.

Hovedklassificering

Så elektriske motorer er hovedsageligt opdelt i maskiner, der arbejder på jævnstrøm samt på vekselstrøm. Hvad der adskiller vekselstrøm fra jævnstrøm, sagde vi i artiklen: https://electro.tomathouse.com/da/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. Vi vil overveje typer af elektriske motorer fra maskiner, der fungerer fra en pause.

AC-motorer

De fleste af de elektriske maskiner, der bruges i produktionen og i hverdagen, til at køre elevatorer, i andre typer elektriske drev fungerer fra vekselstrøm.

AC-motorer kan klassificeres som følger:

• asynkron;
• synkron.

I dette tilfælde adskilles induktionsmotorer enten ved konstruktionen af ​​rotoren:

• Ekornburrotor (mest almindelig med et hvilket som helst antal faser);
• med en faserotor (kun trefaset).

Og efter antallet af faser:

• enfaset (med en startkondensator) bruges i elektriske ventilatorer til husholdninger og andre enheder med lav effekt;
• kondensator eller to-fase (det er enfase med en kondensator, der ikke slukkes under drift, på grund af hvilken der oprettes en "anden" fase) bruges i små pumper, ventilation, på vaskemaskiner af typen "baby" og gamle modeller fremstillet i USSR;
• trefase er mest almindelige og bruges overalt i produktionen.

Der er forskellige design af enfaset blodtryk, listen viser to hovedindstillinger!

Et træk ved alle asynkrone elektriske motorer er, at rotorhastigheden er lidt mindre end statormagnetfeltets rotationshastighed og er lig med:

hvor n er antallet af omdrejninger pr. minut, f er frekvensen af ​​forsyningsnetværket, p er antallet af polpar, s glider, og "60" er sekunder pr. minut.

Rotorhastigheden bestemmes således af frekvensen af ​​forsyningsnetværket, designet af viklingerne eller rettere antallet af polpar (spoler) deri og glidens størrelse.

Glidning er en værdi, der kendetegner, hvor meget mindre er rotorhastigheden i forhold til frekvensen af ​​et roterende magnetfelt. Under normale driftsforhold ligger der i området 0,01-0,06. Enkelt sagt roterer feltet i statoren med et par poler med hastighed:

60 * 50/1 = 3000 o / min

Med to par - 1500 o / min og med tre par - 1000 o / min.

Når man for eksempel glider ved 0,05, vil rotorhastigheden være lig med:

3000 * (1-0,05) = 2850 o / min

Brug for at justere hastigheden for sådanne motorer frekvensomformere, da vi ikke kan påvirke de andre variabler med ovenstående formel.

De mest almindelige er asynkronmotorer med en forsyningsspænding på 220V til tilslutning af viklingerne i henhold til trekantkredsløbet og 380V ifølge stjernekredsløbet.

Hvis det roterende statorfelt i en trefaset elektrisk maskine oprettes af placeringen af ​​viklingerne og faseskiftet i netværket med 120˚, observeres denne effekt ikke i enfasede. Akslen roterer, hvis du indstiller den til den indledende rotation ved at dreje skaftet for hånd eller ved at installere en faseforskydningskondensator, hvilket skaber et faseskift på startviklingen.

To-fase kondensatormotorer er arrangeret på en lignende måde, men den anden vikling slukkes ikke efter start, men fortsætter med at arbejde igennem kondensator. Derfor henviser navnet "to-fase" snarere til design- og ledningsdiagrammet snarere end til strømkredsløb. Både tofase og enfase er designet til at fungere på et 220V netværk.

Synkroniske elektriske motorer (LED'er) udføres næsten altid med en excitation, der vikles ved ankeret, og excitationsstrømmen overføres til den enten gennem børsteindretningen eller induceres af et elektromagnetisk system.

Dette er nødvendigt, så dens aksel roterer med en frekvens, der falder sammen med statorfeltets rotationsfrekvens. Det vil sige, der er ingen sådan parameter som slip i dette tilfælde.

Excitationsstrømmen leveres fra specielle excitationssystemer, såsom en "generator-motor" eller elektroniske omformere på tyristorer eller transistorer. De mest almindelige hos indenlandske virksomheder er sådanne enheder som VTE, TVU osv.

Der er ikke altid en feltvikling og børster, for eksempel i en mikrobølgeovn bruges en permanent magnet-synkronmotor i pladens rotationsdrev.

Synkronmaskiner er eksplicit og implicit. De visuelle forskelle er i konstruktionen af ​​rotoren, i praksis er der en forskel i deres egenskaber, produktionsmetoder og design. I praksis er det usandsynligt, at en almindelig hjemmeelektriker støder på dem.

Det er tilbage at sige det vigtigste ved vekselstrømsmotorer - de er svære at justere rotationshastigheden på grund af det faktum, at deres hastighed er bundet til hastigheden. Et fald i spænding (strøm) på statoren eller excitation (for synkron og asynkron med en faserotor) fører til et fald i drejningsmoment og en stigning i glideværdien (for HELL), mens skaftet kan dreje langsommere. For at regulere hastigheden på sådanne motorer har du brug for en frekvensomformer. Om, hvordan man vælger en chastotnik, fortalte vi i artiklen: https://electro.tomathouse.com/da/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

DC-motorer

Følgende typer og typer DC-motorer er tilgængelige:

1. DC børste motorer De består af magneter eller en exciteringsspole og en anker; strøm til ankervindringen transmitteres ved hjælp af en børstesamling, hvis ulempe er gradvis slid.
2. Universal kollektormotorer. De ligner de foregående, men kan arbejde både fra direkte og fra vekselstrøm.
3. Børsteløs eller børsteløs. Det består af statorviklinger, permanente magneter er installeret på rotoren. Det er tilsluttet DC-kredsløbet gennem en speciel controller, der skifter statorviklingerne.

Samlermotorer kan opdeles i grupper afhængigt af typen af ​​excitation:

• med selv-excitation;
• med uafhængig ophidselse.

I henhold til typen af ​​forbindelse af feltviklingerne adskilles de som følger:

1. Sekventiel excitation giver dig mulighed for at få et højt øjeblik på skaftet, men tomgangshastigheden er også meget høj og kan beskadige motoren (vil gå ind i afstanden).
2. Parallel excitation - i dette tilfælde er omdrejningerne mere stabile og ændres ikke under belastning, men drejningsmomentet på akslen er mindre.
3. Blandet spænding kombinerer fordelene ved begge typer.

I DCT'er med lavt strømforsyning er organisering af excitation oftest ved hjælp af permanente magneter.

Med uafhængig excitation ved kollektorens elektriske motor er stator- og rotorviklingerne ikke forbundet med hinanden, men i det væsentlige drives de fra forskellige kilder.Det er således muligt at organisere justeringen af ​​øjeblikket eller hastigheden samt at opnå større energieffektivitet.

Afhængig af designet kan en sådan elektrisk motor kun arbejde fra jævnstrøm eller arbejde fra skiftevis og konstant. I det andet tilfælde kaldes de en "universal commutator motor." De er udbredt i hverdagen, der bruges i køkkenapparater og elværktøj (slibemaskiner, bor osv.).

Børsteløse motorer mangler de iboende ulemper ved en kommutator på grund af manglen på en børsteenhed. Der tilføres strøm til de tre statorviklinger, og viklingerne skiftes ved hjælp af regulatoren. Faktisk drives børsteløse DCT'er med transformeret vekselstrøm. Du kan finde ud af, hvordan disse motorer fungerer ved at se følgende video:

De ligner design som synkronmotorer, undtagen at der bruges permanente magneter, ikke elektromagneter. For at rotere en sådan motor og øge dens effektivitet bruges Hall-sensorer til at bestemme akselens position og skifte viklinger korrekt.

Ofte kaldes de ventilmotorer, og på engelske kilder kaldes sådanne motorer, afhængigt af designet, PWSM eller BLDC.

De bruges i computerkølinger, som et drev til radiostyrede modeller, såsom quadrocopters, samt i et motorhjul til en cykel.

Yderligere klassificering

Ud over de motorer, der er omtalt ovenfor, skal det siges om andre typer, såsom:

• stepper;
• servoer;
• lineær;
• rippelstrømmotorer (svarende til en jævnstrømsmotor, forskellen er, at strømmen leveres af en udbedret krusningsstrøm).

Trinmotorer og servoer bruges, hvor du har brug for at placere knuden til en eller anden mekanisme. Det enkleste eksempel er en CNC, en 3D-printer med mere. Også ved hjælp af "shagovikov" kontrollerer undertiden placeringen af ​​gashåndtaget på bilen - og dette er kun en lille del af deres anvendelse.

En beskrivelse af funktionerne og funktionerne i disse typer elektriske drev er et emne for en separat artikel. Hvis du er interesseret, skriv kommentarer, så offentliggør vi dem!

En lineær motor, i modsætning til alt det ovenstående, er bevægelsen af ​​dens skaft ikke roterende, men translationel. Det vil sige, det roterer ikke, men bevæger sig “frem og tilbage”. De er forskellige:

• AC baseret på driftsprincippet svarende til synkrone og asynkrone motorer;
• jævnstrøm;
• piezoelektriske;
• magnetostriktiv.

I praksis er de sjældne, de bruges som et drev til en ensidig jernbane til fodring af arbejdsorganet i forskellige maskiner.

Imidlertid blev klassificeringen, der er givet i artiklen, valgt ud fra det praktiske synspunkt, mens det i litteraturen foreslås at opdele det elektriske drev efter følgende kriterier.

I henhold til specifikationerne i det oprettede drejningsmoment:

• hysterese;
• magneto.

Den næste klassificeringsindstilling er baseret på forskelle i design og funktioner i deres design.

Efter skaftets type og placering:

• med et vandret arrangement af en skaft;
• med lodret akselplacering.

Beskyt mod miljøhandlinger:

• beskyttet mod høj luftfugtighed og støv;
• til drift i eksplosionsrum.

Efter varigheden af ​​driftsform:

• intermitterende (spil, kraner, portventilmotorer);
• til kontinuerlig drift (pumper, ventilation osv.).

Ved magt kan du også skelne biler med små, mellemstore og høj effekt. Det giver dog ikke mening at bringe grænserne for disse kapaciteter, da et sted omkring 6 MW er den gennemsnitlige effekt, og et sted omkring 1 kW er et kolossalt antal.

Det er umuligt at overveje alle typer i en artikel i detaljer, så vi vil overveje hver version separat.Vi håber, at klassificeringen, der blev leveret kort, hjalp dig med at forstå, hvilke typer DC- og AC-motorer der er, samt hvad der er deres forskelle og anvendelsesfunktioner!

Relaterede materialer:

• Sådan får du vekselstrøm
• Typer af spændingsstabilisatorer
• Hvordan man laver en simpel elektrisk motor med egne hænder