Kādi ir elektromotoru veidi un kā tie atšķiras

Kā darbojas dzinēji

Visu veidu elektromotoru darbības princips sastāv no rotora un statora magnētisko lauku mijiedarbības. Šajā gadījumā magnētisko lauku var radīt nemainīgs magnēts vai tinums (spole-elektromagnēts).

Atkarībā no motora jaudas un veida tinumus var novietot tikai uz statora vai uz statora un uz rotora. Mēģināsim izskaidrot ierīci un manekena darbības principu elektrikā.

Sākumā mēs apsveram kolektoru motoru dizainu. Piemēram, mazos līdzstrāvas kolektoru motoros, tāpat kā radio modeļos, pastāvīgie magnēti atrodas uz statora, un rotorā ir iesietas vara stieples spoles. Strāva uz šāda elektromotora rotora spirālēm tiek piegādāta caur sukas komplektu, kas sastāv no sukām un kolektora. Uz kolektora ir lameles, pie kurām ir piestiprināti tinumu vadi.

Pēc strāvas ieslēgšanas rotors (enkurs) sāk griezties, uz tā tiek fiksēts kolektors, un fiksētās sukas pārmaiņus pieskaras dažādiem kolektoru lameļu pāriem. Caur sukām un lamelēm strāva tiek piegādāta uz rotora tinumiem vai nu uz vienu, vai otru, tādējādi izveidojot mainīgu magnētisko lauku, kas mijiedarbojas ar magnēta lauku. Rezultātā tiek piesaistīti rotējošo un stacionāro elektromagnētu stabi, tāpēc notiek rotācija.

Ja jūs izlaižat dažas nianses, tad jo lielāka ir rotora strāva, jo lielāks ir šis lauks un jo ātrāk rotors griežas. Tomēr tas galvenokārt attiecas uz līdzstrāvas un maiņstrāvas kolektoru mašīnām (tās ir universālas).

Ja mēs runājam par asinhronu motoru (HELL) ar vāveres būru rotoru - tas ir maiņstrāvas elektromotors bez sukām. Tajā tinumi atrodas uz statora (a), un rotors ir stienis (b), kuru īsi noslēdz gredzeni - tā sauktais vāveres būris.

Šajā gadījumā statora rotējošais magnētiskais lauks rotora stieņos rada strāvu, kuras dēļ parādās arī cits magnētiskais lauks. Un kas notiek, ja tuvumā atrodas divi magnēti?

Tos atgrūž vai piesaista viens otram. Tā kā rotors ir fiksēts gultņu galos, rotors sāk griezties.AM ir paredzēts tikai maiņstrāvai, un vārpstas griešanās ātrums ir atkarīgs no strāvas frekvences un statu tinumu polu skaita, mēs šo jautājumu sīkāk apspriedīsim rakstā par asinhroniem motoriem.

Bet, lai sāktu šāda motora vārpstas rotāciju, ir svarīgi vai nu to virzīt (lai dotu sākotnējo ātrumu), vai arī izveidot rotējošu magnētisko lauku. Tas tiek izveidots, izmantojot noteiktā veidā sakārtotus tinumus, savienotus ar trīsfāžu barošanas tīklu (piemēram, 380 V), vai izmantojot iedarbināšanas un darba kondensatorus (ts kondensatoru indukcijas motoros).

Papildus magnētisko lauku mijiedarbībai motora vārpstas rotācijā ir iesaistīta un Ampere spēks.

Tāpēc jums jāsaprot, ka abstrakta motora vārpstas moments un apgriezienu skaits ir atkarīgs no elektriskās mašīnas konstrukcijas un veida, kā arī no strāvas stipruma un tā frekvences. Es atkārtoju, ka šajā rakstā mēs neiedziļināsimies katra tipa un tipa elektromotoru ierīču īpašībās, bet par to mēs izveidosim atsevišķus rakstus.

Jāatzīmē, ka asinhronie un universālie kolektoru motori ir visbiežāk sastopami ikdienas dzīvē un ražošanā, celtniecības transportlīdzekļu piedziņās. Tos izmanto visur gan rūpniecisko mehānismu pārvietošanai, gan automašīnām, elektriskiem transportlīdzekļiem un izmanto sadzīves tehnikā līdz pat elektriskai zobu sukai.

Galvenā klasifikācija

Tātad elektromotori galvenokārt tiek sadalīti mašīnās, kas darbojas ar līdzstrāvu, kā arī ar maiņstrāvu. Kāda ir atšķirība starp maiņstrāvu un līdzstrāvu, mēs teicām rakstā: https://electro.tomathouse.com/lv/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. Mēs apsvērsim elektromotoru veidus no mašīnām, kas darbojas no pārtraukuma.

Maiņstrāvas motori

Lielākā daļa elektrisko mašīnu, ko izmanto ražošanā un ikdienā liftu vadīšanai, cita veida elektropiedziņas darbojas no maiņstrāvas.

Maiņstrāvas motorus var klasificēt šādi:

• asinhroni;
• sinhroni.

Šajā gadījumā indukcijas motorus atšķir ar rotora dizainu:

• vāveres būra rotors (visizplatītākais ar jebkuru fāžu skaitu);
• ar fāzes rotoru (tikai trīsfāzu).

Un pēc fāžu skaita:

• vienfāzes (ar sākuma kondensatoru) izmanto mājsaimniecības elektriskajos ventilatoros un citās mazjaudas ierīcēs;
• kondensatoru vai divfāžu (tas ir vienfāzes ar kondensatoru, kas darbības laikā neizslēdzas, kā dēļ tiek izveidota "otrā" fāze), tiek izmantoti mazos sūkņos, ventilācijā, uz "baby" tipa veļas mašīnām un veciem modeļiem, kas izgatavoti PSRS;
• trīsfāzes ir visizplatītākās, un ražošanā tās tiek izmantotas visur.

Ir dažādi vienfāzes asinsspiediena modeļi, sarakstā ir parādītas divas galvenās iespējas!

Visu asinhrono elektromotoru iezīme ir tāda, ka rotora ātrums ir nedaudz mazāks par statora magnētiskā lauka griešanās ātrumu un ir vienāds ar:

kur n ir apgriezienu skaits minūtē, f ir piegādes tīkla frekvence, p ir polu pāru skaits, s slīd, un "60" ir sekundes minūtē.

Tādējādi rotora ātrumu nosaka piegādes tīkla frekvence, tinumu konstrukcija vai drīzāk tajā esošo polu (spoļu) pāru skaits un slīdēšanas lielums.

Bīdāmā ir vērtība, kas raksturo, cik mazāks ir rotora ātrums attiecībā pret rotējoša magnētiskā lauka frekvenci. Normālos darba apstākļos tas ir diapazonā no 0,01-0,06. Vienkārši izsakoties, lauks statorā ar vienu polu pāri rotē ar ātrumu:

60 * 50/1 = 3000 apgr./min

Ar diviem pāriem - 1500 apgr./min, un ar trim pāriem - 1000 apgr./min.

Bīdot, piemēram, pie 0,05, rotora ātrums būs vienāds ar:

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

Lai pielāgotu šādu motoru ātrumu, izmantojiet frekvences pārveidotāji, jo mēs nevaram ietekmēt citus iepriekšminētās formulas mainīgos.

Visizplatītākie ir asinhronie motori ar barošanas spriegumu 220V tinumu savienošanai saskaņā ar trīsstūra ķēdi un 380V saskaņā ar zvaigznes ķēdi.

Ja trīsfāzu elektriskajā mašīnā rotējošo statora lauku rada tinumu atrašanās vieta un fāzes nobīde tīklā par 120˚, tad vienfāzes modeļos šis efekts netiek novērots. Vārpsta griezīsies, ja iestatīsit to sākotnējai rotācijai, pagriežot vārpstu ar roku vai uzstādot fāzes nobīdes kondensatoru, kas radīs fāzes nobīdi sākuma tinumā.

Divfāžu kondensatoru motori ir sakārtoti līdzīgi, bet otrais tinums neizslēdzas pēc palaišanas, bet turpina darboties caur kondensators. Tāpēc nosaukums "divfāžu" drīzāk attiecas uz konstrukciju un elektroinstalācijas shēmu, nevis uz strāvas ķēdēm. Gan divfāžu, gan vienfāzes ir paredzētas darbībai 220 V tīklā.

Sinhronos elektromotorus (LED) gandrīz vienmēr veic ar ierosmes tinumu pie armatūras, un ierosmes strāvu tam pārraida vai nu ar sukas komplektu, vai arī to ierosina elektromagnētiskā sistēma.

Tas ir nepieciešams, lai tā ass grieztos ar frekvenci, kas sakrīt ar statora lauka griešanās frekvenci. Tas ir, šajā gadījumā nav tāda parametra kā slīdēšana.

Uzbudinājuma strāva tiek piegādāta no īpašām ierosināšanas sistēmām, piemēram, no "ģeneratora-motora" vai tiristoru vai tranzistoru elektroniskajiem pārveidotājiem. Vietējos uzņēmumos visizplatītākās ir tādas ierīces kā VTE, TVU utt.

Ne vienmēr ir lauka tinums un sukas, piemēram, mikroviļņu krāsnī plākšņu rotācijas piedziņā tiek izmantots pastāvīgā magnēta sinhronais motors.

Sinhronās mašīnas ir skaidras un netiešas. Vizuālās atšķirības ir rotora dizainā, praksē ir atšķirīgas to īpašības, ražošanas metodes un dizains. Praksē maz ticams, ka parasts mājas elektriķis ar viņiem sastapsies.

Atliek pateikt galveno par maiņstrāvas motoriem - tiem ir grūti pielāgot griešanās ātrumu sakarā ar to, ka to ātrums ir saistīts ar ātrumu. Statora sprieguma (strāvas) samazināšanās vai ierosmes (sinhronajam un asinhronajam ar fāzes rotoru) dēļ samazinās griezes moments un palielinās slīdēšanas vērtība (HELL), kamēr vārpsta var griezties lēnāk. Lai regulētu šādu motoru ātrumu, jums ir nepieciešams frekvences pārveidotājs. Par to, kā izvēlēties chastotnik, mēs teicām rakstā: https://electro.tomathouse.com/lv/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

Līdzstrāvas motori

Ir pieejami šādi DC motoru veidi un veidi:

1. Līdzstrāvas suku motori Tie sastāv no magnētiem vai ierosmes spoles un armatūras; strāva uz armatūras tinumu tiek nodota, izmantojot sukas komplektu, kura trūkums ir pakāpeniska nodilšana.
2. Universālie kolektoru motori. Tie ir līdzīgi iepriekšējiem, taču var darboties gan no tiešās, gan no maiņstrāvas.
3. Bez sukas vai bez suku. Tas sastāv no statora tinumiem, uz rotora ir uzstādīti pastāvīgie magnēti. Tas ir savienots ar līdzstrāvas ķēdi caur īpašu kontrolieri, kas pārslēdz statora tinumus.

Kolektordzinējus var iedalīt grupās pēc ierosmes veida:

• ar sevis uzbudinājumu;
• ar neatkarīgu satraukumu.

Pēc lauka tinumu savienojuma veida tos izšķir šādi:

1. Secīga ierosme ļauj iegūt lielu momentu uz vārpstas, taču arī tukšgaitas ātrums ir ļoti liels un var sabojāt motoru (nonāks atstarpēs).
2. Paralēla ierosme - šajā gadījumā apgriezieni ir stabilāki un nemainās zem slodzes, bet griezes moments uz vārpstu ir mazāks.
3. Jaukts uzbudinājums apvieno abu veidu priekšrocības.

DCT mazjaudas kolektoros ierosināšana visbiežāk tiek organizēta, izmantojot pastāvīgos magnētus.

Ar neatkarīgu ierosmi pie kolektora elektromotora statora un rotora tinumi nav savienoti viens ar otru, bet būtībā tos darbina no dažādiem avotiem.Tādējādi ir iespējams organizēt momenta vai ātruma pielāgošanu, kā arī panākt lielāku energoefektivitāti.

Atkarībā no konstrukcijas šāds elektromotors var darboties vai nu tikai no līdzstrāvas, vai arī no maiņstrāvas un konstanta. Otrajā gadījumā tos sauc par "universālo komutatoru motoru". Tie ir plaši izplatīti ikdienas dzīvē, tiek izmantoti virtuves ierīcēs un elektroinstrumentos (slīpmašīnas, urbji utt.).

Bezkontakta motoriem trūkst komutatoru raksturīgo trūkumu, jo nav suku komplekta. Trim statora tinumiem tiek piegādāta strāva, un tinumus pārslēdz, izmantojot kontrolieri. Faktiski bez suku DCT darbina pārveidota maiņstrāva. Lai uzzinātu, kā šie dzinēji darbojas, varat noskatīties šo videoklipu:

Pēc konstrukcijas tie ir līdzīgi sinhronajiem motoriem, izņemot to, ka tiek izmantoti pastāvīgie magnēti, nevis elektromagnēti. Lai pagrieztu šādu motoru un palielinātu tā efektivitāti, Hall sensori tiek izmantoti, lai noteiktu vārpstas stāvokli un pareizi pārslēgtu tinumus.

Bieži vien tos sauc par vārstu motoriem, un angļu avotos šādus motorus, atkarībā no konstrukcijas, sauc par PWSM vai BLDC.

Tos izmanto datoru dzesētājos, kā piedziņu radiovadāmiem modeļiem, piemēram, kvadrocopteriem, kā arī velosipēda motora ritenī.

Papildu klasifikācija

Papildus iepriekš apspriestajiem motoriem, tas būtu jāsaka par citiem veidiem, piemēram:

• pakāpšanās;
• servos
• lineārs
• pulsācijas strāvas motori (līdzīgi kā līdzstrāvas motors, atšķirība ir tā, ka strāvu piegādā rektificēta pulsācijas strāva).

Pakāpju motori un servo tiek izmantoti tur, kur nepieciešams novietot kāda mehānisma mezglu. Vienkāršākais piemērs ir CNC, 3D printeris un daudz kas cits. Arī ar "shagovikov" palīdzību dažreiz tiek kontrolēts automašīnas droseļvārsta stāvoklis - un tā ir tikai maza daļa no to pielietojuma.

Šāda veida elektrisko piedziņu funkciju un īpašību apraksts ir atsevišķa raksta tēma. Ja jums ir interese, rakstiet komentārus, un mēs to publicēsim!

Lineārs motors, pretēji visam iepriekšminētajam, tā vārpstas kustība nav rotācijas, bet gan translatīva. Tas ir, tas nevis griežas, bet pārvietojas “uz priekšu un atpakaļ”. Tie ir atšķirīgi:

• Maiņstrāva, kuras darbības princips ir līdzīgs sinhroniem un asinhroniem motoriem;
• līdzstrāva;
• pjezoelektrisks;
• magnetostriktīvs.

Praksē tās ir reti sastopamas, tās tiek izmantotas kā dzelzceļa mono sliedes piedziņa, darba ķermeņa pabarošanai dažādās mašīnās.

Tomēr rakstā sniegtā klasifikācija tika izvēlēta no praktiskuma viedokļa, savukārt literatūrā tiek ierosināts sadalīt elektrisko piedziņu pēc šādiem kritērijiem.

Pēc radītā griezes momenta specifikas:

• histēriska;
• magnetoelektrisks.

Nākamā klasifikācijas opcija ir balstīta uz atšķirībām dizainā un to dizaina iezīmēm.

Pēc vārpstas veida un atrašanās vietas:

• ar vārpstas horizontālu izvietojumu;
• ar vertikālu vārpstas izvietojumu.

Sargāt no darbībām ar vidi:

• aizsargāts no augsta mitruma un putekļiem;
• darbībai sprādzienbīstamās telpās.

Pēc darbības režīma ilguma:

• intermitējošs (vinčas, celtņi, vārtu vārstu motori);
• pastāvīgai darbībai (sūkņi, ventilācija utt.).

Pēc jaudas jūs varat arī atšķirt automašīnas ar mazu, vidēju un lielu jaudu. Tomēr nav jēgas norādīt šo jaudu robežas, jo kaut kur ap 6 MW ir vidējā jauda, ​​bet kaut kur ap 1 kW ir kolosāls skaitlis.

Nav iespējams detalizēti apsvērt visus veidus vienā rakstā, tāpēc mēs apsvērsim katru versiju atsevišķi.Mēs ceram, ka sniegtā klasifikācija īsi palīdzēja jums saprast, kādi ir līdzstrāvas un maiņstrāvas motori, kā arī kādas ir to atšķirības un pielietojuma iespējas!

Saistītie materiāli:

• Kā iegūt maiņstrāvas strāvu
• Sprieguma stabilizatoru veidi
• Kā ar savām rokām izgatavot vienkāršu elektromotoru