Hva er typen elektriske motorer, og hvordan skiller de seg

Hvordan motorer fungerer

Prinsippet om drift av alle typer elektriske motorer består i samspillet mellom magnetfeltene til rotoren og statoren. I dette tilfellet kan magnetfeltet opprettes av en konstant magnetisk eller svingete (spiralelektromagnet).

Avhengig av motorens kraft og type, kan viklingene bare plasseres på statoren eller på statoren og på rotoren. La oss prøve å forklare enheten og driftsprinsippet for dummier innen elektrikk.

Til å begynne med vurderer vi utformingen av kollektormotorer. For eksempel, i små likestrømssamlermotorer, som for radiomodeller, er permanente magneter plassert på statoren, og spoler av kobbertråd vikles i rotoren. Strømmen til rotorspolene til en slik elektrisk motor tilføres gjennom en børsteenhet som består av børster og en oppsamler. På samleren er lameller, som viklingenes ledninger er festet til.

Etter å ha slått på strømmen, begynner rotoren (ankeret) å rotere, en kollektor er festet på den, og faste børster berører vekselvis forskjellige par samlerlameller. Gjennom børster og lameller tilføres strøm til rotorviklingene enten til en vikling eller til en annen, og skaper således et magnetisk felt som skifter som samvirker med magnetfeltet. Som et resultat tiltrekkes polene i de roterende og stasjonære elektromagnetene, og det er grunnen til at rotasjon oppstår.

Hvis du utelater noen av nyansene, jo større rotorstrømmen er, jo større er dette feltet og desto raskere roterer rotoren. Dette gjelder imidlertid hovedsakelig DC og AC samlermaskiner (de er universelle).

Hvis vi snakker om en asynkronmotor (HELL) med en ekorn-burrotor - er dette en AC-elektrisk motor uten børster. I den er viklingene plassert på statoren (a), og rotoren er en stang (b), kort avstengt av ringer - det såkalte ekornburet.

I dette tilfellet genererer det roterende magnetfeltet til statoren en strøm i rotorens stenger, på grunn av hvilket et annet magnetfelt også vises. Og hva skjer når to magneter ligger i nærheten?

De blir frastøtt eller tiltrukket av hverandre. Siden rotoren er festet i endene i lagrene, begynner rotoren å rotere.AM er kun beregnet på vekselstrøm, og akselens rotasjonshastighet avhenger av frekvensen av strømmen og antall poler i statorviklingene. Vi vil diskutere dette problemet nærmere i artikkelen om asynkronmotorer.

Men for å starte rotasjonen av akselen til en slik motor, er det viktig å skyve den (for å gi den første hastigheten), eller å lage et roterende magnetfelt. Den lages ved hjelp av viklinger som er ordnet på en spesifikk måte, koblet til et trefaset strømforsyningsnett (for eksempel 380V), eller ved å bruke start- og arbeidskondensatorer (i såkalte kondensatorinduksjonsmotorer).

I tillegg til samspillet mellom magnetiske felt i rotasjonen av motorakselen er involvert og Amperekraft.

Derfor må du forstå at øyeblikket på akselen til den abstrakte motoren og antall omdreininger avhenger av designen og typen til den elektriske maskinen, samt styrken til strømmen og dens frekvens. Jeg gjentar at i denne artikkelen vil vi ikke gå inn på detaljer om funksjonene til enhetene til hver av typene og typene av elektriske motorer, men vi vil lage separate artikler for dette.

Det skal bemerkes at asynkrone og universelle kollektormotorer er vanligst i hverdagen og i produksjonen, i drevene til anleggskjøretøyer. De brukes overalt, både for bevegelse av industrielle mekanismer, og til biler, elektriske kjøretøyer og brukes i husholdningsapparater, opp til en elektrisk tannbørste.

Hovedklassifisering

Så elektriske motorer er hovedsakelig delt inn i maskiner som fungerer på likestrøm, så vel som på vekselstrøm. Hva er forskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm, sa vi i artikkelen: https://electro.tomathouse.com/no/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. Vi vil vurdere typer elektriske motorer fra maskiner som fungerer fra en pause.

AC-motorer

De fleste av de elektriske maskinene som brukes i produksjon og i hverdagen, for å kjøre heiser, i andre typer elektriske stasjoner, fungerer fra vekselstrøm.

AC-motorer kan klassifiseres som følger:

• asynkron;
• synkron.

I dette tilfellet kjennetegnes induksjonsmotorer enten ved utformingen av rotoren:

• ekornburrotor (vanligst med et hvilket som helst antall faser);
• med en faserotor (bare trefase).

Og etter antall faser:

• enfase (med en startkondensator) brukes i elektriske vifter og andre enheter med lav effekt;
• kondensator eller tofase (det er enfase med en kondensator som ikke slås av under drift, på grunn av hvilken en "andre" fase opprettes) brukes i små pumper, ventilasjon, på vaskemaskiner av typen "baby" og gamle modeller laget i USSR;
• trefase er vanligst og brukes overalt i produksjonen.

Det er forskjellige design av enfaset blodtrykk, listen viser to hovedalternativer!

Et kjennetegn ved alle asynkrone elektriske motorer er at rotorhastigheten er litt mindre enn rotasjonshastigheten til statormagnetfeltet og er lik:

hvor n er antall omdreininger per minutt, f er frekvensen til forsyningsnettet, p er antall polpar, s glir, og "60" er sekunder per minutt.

Dermed bestemmes rotorhastigheten av frekvensen til forsyningsnettet, utformingen av viklingene, eller rettere antall poler (spoler) deri og glidens størrelse.

Glidning er en verdi som kjennetegner hvor mye mindre rotorhastigheten er i forhold til frekvensen til et roterende magnetfelt. Under normale driftsforhold ligger i området 0,01-0,06. Enkelt sagt roterer feltet i statoren med ett par poler med hastighet:

60 * 50/1 = 3000 o / min

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

Når du for eksempel glir på 0,05, vil rotorhastigheten være lik:

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

For å justere hastigheten på slike motorer, bruk frekvensomformere, siden vi ikke kan påvirke de andre variablene i formelen ovenfor.

De vanligste er asynkrone motorer med en forsyningsspenning på 220V for tilkobling av viklingene i henhold til trekantkretsen og 380V i henhold til stjernekretsen.

Hvis det roterende statorfeltet opprettes i en trefaset elektrisk maskin av stedet for viklingene og faseforskyvningen i nettverket med 120˚, blir denne effekten ikke observert i enfasede. Skaftet vil rotere hvis du setter den på den første rotasjonen ved å vri akselen for hånd eller ved å installere en faseforskyvningskondensator, som vil skape et faseskift på startviklingen.

To-fase kondensatormotorer er ordnet på en lignende måte, men den andre viklingen slås ikke av etter start, men fortsetter å jobbe gjennom kondensatoren. Derfor refererer navnet "to-fase" heller til design- og ledningsdiagrammet, snarere enn til strømkretser. Både tofase og enfase er designet for å operere i et 220V nettverk.

Synkroniske elektriske motorer (LED) utføres nesten alltid med en eksitasjonsvikling som ligger i ankeret, og eksitasjonsstrømmen overføres til den enten gjennom børsteenheten eller indusert av et elektromagnetisk system.

Dette er nødvendig slik at akselen roterer med en frekvens som faller sammen med statorfeltets rotasjonsfrekvens. Det vil si at det ikke er noen parameter som slip i dette tilfellet.

Excitasjonsstrømmen tilføres fra spesielle eksitasjonssystemer, for eksempel en "generator-motor" eller elektroniske omformere på tyristorer eller transistorer. Det vanligste innenlandske foretak er slike enheter som VTE, TVU, etc.

Det er ikke alltid en feltvikling og børster, for eksempel i en mikrobølgeovn brukes en permanent magnet-synkronmotor i platerotasjonsdrevet.

Synkronmaskiner er eksplisitte og implisitte. De visuelle forskjellene er i utformingen av rotoren, i praksis er det en forskjell i deres egenskaper, produksjonsmetoder og design. I praksis er det lite sannsynlig at en vanlig hjemmeelektriker kommer til å møte dem.

Det gjenstår å si det viktigste med vekselstrømsmotorer - de er vanskelige å justere rotasjonshastigheten på grunn av at hastigheten er bundet til hastigheten. En reduksjon i spenning (strøm) på statoren eller eksitasjonen (for synkron og asynkron med en faserotor) fører til et fall i dreiemomentet og en økning i glideverdien (for HELL), mens akselen kan rotere saktere. For å regulere hastigheten på slike motorer, trenger du en frekvensomformer. Om hvordan du velger en chastotnik, fortalte vi i artikkelen: https://electro.tomathouse.com/no/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

DC-motorer

Følgende typer og typer DC-motorer er tilgjengelige:

1. DC-børstemotorer De består av magneter eller en eksitasjonsspole og en anker, strømmen til ankerviklingen blir overført ved bruk av en børsteenhet, hvis ulempe er gradvis slitasje.
2. Universelle kollektormotorer. De ligner de forrige, men kan fungere både fra likestrøm og fra vekselstrøm.
3. Børsteløs eller børsteløs. Den består av statorviklinger, permanente magneter er installert på rotoren. Den er koblet til DC-kretsen gjennom en spesiell kontroller som bytter statorviklingene.

Samlermotorer kan deles inn i grupper i henhold til type eksitasjon:

• med selveksitasjon;
• med uavhengig spenning.

I henhold til typen tilkobling av feltviklingene skilles de på følgende måte:

1. Sekvensiell eksitasjon lar deg få et høyt øyeblikk på akselen, men tomgangshastigheten er også veldig høy og kan skade motoren (vil gå i gir).
2. Parallell eksitasjon - i dette tilfellet er omdreiningene mer stabile og endres ikke under belastning, men momentet på akselen er mindre.
3. Blandet spenning kombinerer fordelene med begge typene.

I DCT-er med lav effekt, er eksitasjon oftest organisert ved hjelp av permanente magneter.

Med uavhengig eksitasjon ved kollektorens elektriske motor er stator- og rotorviklingene ikke koblet til hverandre, men i hovedsak drives de fra forskjellige kilder.Dermed er det mulig å organisere justeringen av øyeblikket eller hastigheten, samt å oppnå større energieffektivitet.

Avhengig av design, kan en slik elektrisk motor enten fungere fra likestrøm, eller jobbe fra vekslende og konstant. I det andre tilfellet kalles de en "universal commutator motor." De er utbredt i hverdagen, brukt i kjøkkenapparater og elektroverktøy (kverner, driller, etc.).

Børsteløse motorer mangler de iboende ulempene ved motorer på grunn av mangelen på en børsteenhet. Strøm tilføres til de tre statorviklingene, og viklingene byttes ved hjelp av kontrolleren. Faktisk er børsteløse DCT-er drevet av transformert vekselstrøm. Du kan finne ut hvordan disse motorene fungerer ved å se på følgende video:

De ligner i design som synkronmotorer, bortsett fra at permanente magneter brukes, ikke elektromagneter. For å rotere en slik motor og øke dens effektivitet, brukes Hall-sensorer for å bestemme akslingen og skifte viklingene riktig.

Ofte kalles de ventilmotorer, og på engelske kilder kalles slike motorer, avhengig av design, PWSM eller BLDC.

De brukes i datakjøler, som en stasjon for radiostyrte modeller, for eksempel quadrocopters, samt i et motorhjul for en sykkel.

Ytterligere klassifisering

I tillegg til motorene omtalt ovenfor, skal det sies om andre typer, for eksempel:

• stepping;
• servoer
• lineær
• krusningsstrømmotorer (likt en likestrømsmotor, forskjellen er at strømmen tilføres av en utbedret krusningsstrøm).

Trinnmotorer og servoer brukes der du trenger å plassere noden til en eller annen mekanisme. Det enkleste eksemplet er en CNC, en 3D-skriver og mer. Også, ved hjelp av "shagovikov", kontrollerer noen ganger plasseringen av gassen på bilen - og dette er bare en liten del av bruken av dem.

En beskrivelse av funksjonene og funksjonene til denne typen elektriske stasjoner er tema for en egen artikkel. Hvis du er interessert, skriv kommentarer, så publiserer vi det!

En lineær motor, i motsetning til alt det ovennevnte, er bevegelsen til akselen ikke roterende, men translasjonell. Det vil si at den ikke snurrer, men beveger seg “frem og tilbake”. De er forskjellige:

• AC basert på driftsprinsippet som ligner synkrone og asynkrone motorer;
• likestrøm;
• piezoelektrisk;
• magnetostriktive.

I praksis er de sjeldne, de brukes som en stasjon for en ensidig jernbane, for å mate arbeidsorganet i forskjellige maskiner.

Imidlertid ble klassifiseringen gitt i artikkelen valgt ut fra praktisk synsvinkel, mens det i litteraturen er foreslått å dele den elektriske drivenheten i henhold til følgende kriterier.

I henhold til detaljene i det opprettede dreiemomentet:

• hysteresiske;
• magneto.

Det neste klassifiseringsalternativet er basert på forskjeller i design og funksjoner i designet deres.

Etter skaftets type og plassering:

• med et horisontalt arrangement av en sjakt;
• med vertikal akselplassering.

Beskytt mot miljøhandlinger:

• beskyttet mot høy luftfuktighet og støv;
• for drift i eksplosjonsrom.

Etter varigheten av driftsmodusen:

• intermitterende (vinsjer, kraner, portventilmotorer);
• for kontinuerlig drift (pumper, ventilasjon, etc.).

Med kraft kan du også skille biler med liten, middels høy effekt. Det gir imidlertid ikke mening å bringe begrensningene for disse kapasitetene, siden et sted rundt 6 MW er den gjennomsnittlige effekten, og et sted rundt 1 kW er et kolossalt antall.

Det er umulig å undersøke alle typer i en artikkel i detalj, så vi vil vurdere hver versjon separat.Vi håper at klassifiseringen som ble gitt kort hjalp deg med å forstå hvilke typer likestrøms- og vekselstrømsmotorer, samt hva som er forskjeller og bruksfunksjoner!

Relaterte materialer:

• Hvordan få vekselstrøm
• Typer spenningsstabilisatorer
• Hvordan lage en enkel elektrisk motor med egne hender