Elektrik motoru çeşitleri nelerdir ve nasıl farklılıklar gösterir?

Motorlar nasıl çalışır?

Her türlü elektrik motorunun çalışma prensibi, rotor ve statorun manyetik alanlarının etkileşiminden oluşur. Bu durumda, manyetik alan sabit bir manyetik veya sarım (bobin-elektromıknatıs) ile oluşturulabilir.

Motorun gücüne ve tipine bağlı olarak, sargılar sadece statorda veya statorda ve rotorda bulunabilir. Elektrik ve aptallar için cihazı ve çalışma prensibini açıklamaya çalışalım.

Başlangıç ​​olarak, kollektör motorlarının tasarımını düşünüyoruz. Örneğin, küçük DC kolektör motorlarında, radyo modellerinde olduğu gibi, statorda kalıcı mıknatıslar bulunur ve bakır tel bobinleri rotorda sarılır. Böyle bir elektrik motorunun rotor bobinlerine akım, fırçalar ve bir toplayıcıdan oluşan bir fırça düzeneği yoluyla sağlanır. Kollektörde, sarımların uçlarının tutturulduğu lameller vardır.

Gücü açtıktan sonra, rotor (çapa) dönmeye başlar, üzerine bir toplayıcı sabitlenir ve sabit fırçalar dönüşümlü olarak farklı çift toplayıcı lamellerine temas eder. Fırçalar ve lameller vasıtasıyla, rotor sargılarına bir sargıya veya diğerine akım verilir, böylece mıknatıs alanı ile etkileşen değişen bir manyetik alan oluşturulur. Sonuç olarak, dönen ve sabit elektromıknatısların kutupları çekilir, bu yüzden rotasyon meydana gelir.

Bazı nüansları atlarsanız, rotor akımı ne kadar büyük olursa, bu alan o kadar büyük olur ve rotor o kadar hızlı döner. Bununla birlikte, bu esas olarak DC ve AC toplayıcı makineler için geçerlidir (evrenseldir).

Sincap kafesli bir rotor ile asenkron bir motordan (HELL) bahsedersek - bu fırçasız bir AC elektrik motorudur. İçinde, sarımlar stator (a) üzerinde bulunur ve rotor, kısa bir süre halkalarla kapatılan bir çubuktur (b) - sincap kafesi olarak adlandırılır.

Bu durumda, statorun dönen manyetik alanı, rotorun çubuklarında başka bir manyetik alanın da göründüğü bir akım üretir. Yakınlarda iki mıknatıs bulunduğunda ne olur?

Püskürürler veya birbirlerine çekilirler. Rotor, yatakların uçlarına sabitlendiğinden, rotor dönmeye başlar.AM sadece alternatif akım için tasarlanmıştır ve şaft dönüş hızı, akımın frekansına ve stator sargılarındaki kutup sayısına bağlıdır, bu sorunu asenkron motorlarla ilgili makalede daha ayrıntılı olarak tartışacağız.

Ancak böyle bir motorun şaftının dönüşünü başlatmak için, onu itmek (başlangıç ​​hızını vermek) veya dönen bir manyetik alan oluşturmak önemlidir. Belirli bir şekilde düzenlenmiş, üç fazlı bir güç kaynağı ağına (örneğin 380V) bağlanan sargılar veya başlangıç ​​ve çalışma kapasitörleri (kapasitör endüksiyon motorlarında) kullanılarak oluşturulur.

Manyetik alanların motor şaftının dönüşündeki etkileşimine ek olarak ve Amper kuvveti.

Bu nedenle, soyut motorun şaftındaki anın ve devir sayısının, elektrik makinesinin tasarımına ve tipine, ayrıca akımın gücüne ve frekansına bağlı olduğunu anlamanız gerekir. Bu makalede, her bir elektrik motoru tipinin ve tipinin cihazlarının özellikleri hakkında ayrıntılara girmeyeceğimizi, ancak bunun için ayrı makaleler yapacağımızı tekrar ediyorum.

Asenkron ve evrensel kollektör motorlarının, günlük hayatta ve üretimde, inşaat araçlarının tahriklerinde en yaygın olduğu belirtilmelidir. Her yerde, hem endüstriyel mekanizmaların hareketi hem de otomobiller, elektrikli araçlar için kullanılır ve elektrikli ev aletlerinde elektrikli diş fırçasına kadar kullanılırlar.

Ana sınıflandırma

Bu nedenle, elektrik motorları esas olarak doğru akımın yanı sıra alternatif akımda çalışan makinelere ayrılır. Alternatif akım ve doğru akım arasındaki fark nedir, makalede dedik: https://electro.tomathouse.com/tr/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. Bir aradan çalışan makinelerden gelen elektrik motoru türlerini ele alacağız.

AC motorlar

Üretimde ve günlük yaşamda asansörleri sürmek için kullanılan elektrikli makinelerin çoğu, diğer elektrikli sürücü türlerinde AC'den çalışır.

AC motorlar aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

• uyumsuz;
• senkron.

Bu durumda, endüksiyon motorları rotorun tasarımı ile ayırt edilir:

• sincap kafesli rotor (herhangi bir sayıda fazda en yaygın olanı);
• bir faz rotoru ile (sadece üç fazlı).

Ve aşama sayısına göre:

• tek fazlı (başlangıç ​​kapasitörlü) ev tipi elektrikli fanlarda ve diğer düşük güçlü cihazlarda kullanılır;
• kondansatör veya iki fazlı (çalışma sırasında kapanmayan, bir "ikinci" fazın yaratılması nedeniyle bir kondansatörlü tek fazlı), küçük pompalarda, havalandırmada, "bebek" tipi çamaşır makinelerinde ve SSCB'de yapılan eski modellerde kullanılır;
• üç faz en yaygın olanıdır ve üretimin her yerinde kullanılır.

Tek fazlı kan basıncının farklı tasarımları vardır, liste iki ana seçeneği gösterir!

Tüm asenkron elektrik motorlarının bir özelliği, rotor hızının stator manyetik alanının dönüş hızından biraz daha düşük olması ve aşağıdakilere eşit olmasıdır:

burada n, dakikadaki devir sayısıdır, f, besleme şebekesinin frekansıdır, p, kutup çiftleri sayısıdır, s, kaymaktadır ve "60", saniye başına saniyedir.

Bu nedenle, rotor hızı, besleme ağının frekansı, sargıların tasarımı veya daha doğrusu içindeki kutup çiftlerinin (bobinler) sayısı ve kaymanın büyüklüğü ile belirlenir.

Kayma, dönen bir manyetik alanın frekansına göre rotor hızının ne kadar az olduğunu karakterize eden bir değerdir. Normal çalışma koşulları altında 0.01-0.06 aralığındadır. Basit bir ifadeyle, bir çift kutuplu statordaki alan hız ile döner:

60 * 50/1 = 3000 rpm

İki çift - 1500 rpm ve üç çift - 1000 rpm.

Örneğin, 0.05'te kayarken, rotor hızı şuna eşit olacaktır:

3000 * (1-0.05) = 2850 rpm

Bu tür motorların hızını ayarlamak için frekans dönüştürücüler, yukarıdaki formülün diğer değişkenlerini etkileyemeyeceğimiz için.

En yaygın olanları, sargıları üçgen devrelere göre bağlamak için 220V besleme ve yıldız devresine göre 380V olan asenkron motorlardır.

Üç fazlı bir elektrikli makinede dönen stator alanı, sargıların yeri ve ağdaki faz kayması 120˚ ile oluşturulduysa, bu etki tek fazlı olanlarda gözlenmez. Mili elle döndürerek veya başlangıç ​​sargısında bir faz kayması oluşturacak bir faz kaydırma kapasitörü takarak, ilk dönüşe ayarlarsanız, şaft dönecektir.

İki fazlı kapasitör motorları benzer şekilde düzenlenir, ancak ikinci sargı başladıktan sonra kapanmaz, ancak çalışmaya devam eder kondansatör. Bu nedenle, "iki fazlı" adı güç devreleri yerine tasarım ve kablolama şemasını ifade eder. Hem iki fazlı hem de tek fazlı bir 220V ağda çalışacak şekilde tasarlanmıştır.

Senkron elektrik motorları (LED'ler) neredeyse her zaman armatürdeki bir uyarma sargısı ile gerçekleştirilir ve uyarma akımı, fırça tertibatı yoluyla veya bir elektromanyetik sistem tarafından indüklenir.

Bu, şaftının stator alanının dönme sıklığına denk gelen bir frekansla dönmesi için gereklidir. Yani, bu durumda slip gibi bir parametre yoktur.

Uyarma akımı, "jeneratör-motor" veya tristörler veya transistörler üzerindeki elektronik dönüştürücüler gibi özel uyarma sistemlerinden sağlanır. Yerli işletmelerde en yaygın olanları VTE, TVU vb.

Her zaman bir alan sargısı ve fırça yoktur, örneğin bir mikrodalga fırında, plaka dönüş sürücüsünde kalıcı bir mıknatıslı senkron motor kullanılır.

Senkron makineler açık ve kapalıdır. Görsel farklılıklar rotor tasarımındadır, pratikte özellikleri, üretim yöntemleri ve tasarımı arasında bir fark vardır. Uygulamada, sıradan bir ev elektrikçisinin onlarla karşılaşması olası değildir.

AC motorlar hakkında ana şey söylemeye devam ediyor - hızlarının hıza bağlı olması nedeniyle dönüş hızını ayarlamak zordur. Statorda veya uyarımda (bir faz rotoru ile senkron ve asenkron için) voltajda (akımda) bir azalma torkta bir düşüşe ve kayma değerinde (HELL için) bir artışa neden olurken, şaft daha yavaş dönebilir. Bu tür motorların hızını düzenlemek için bir frekans dönüştürücüye ihtiyacınız vardır. Bir chastotnik'in nasıl seçileceği hakkında, makalede anlattık: https://electro.tomathouse.com/tr/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

DC Motorlar

Aşağıdaki DC motor tipleri ve tipleri mevcuttur:

1. DC Fırça Motorları Mıknatıslar veya bir uyarma bobini ve bir armatürden oluşurlar, armatür sargısına akım, dezavantajı kademeli aşınma olan bir fırça düzeneği kullanılarak iletilir.
2. Üniversal kolektör motorları. Önceki olanlara benzerler, ancak hem doğru hem de alternatif akımdan çalışabilirler.
3. Fırçasız veya fırçasız. Stator sargılarından oluşur, rotor üzerine kalıcı mıknatıslar monte edilir. Stator sargılarını değiştiren özel bir kontrolör aracılığıyla DC devresine bağlanır.

Toplayıcı motorlar, uyarma türüne göre gruplara ayrılabilir:

• kendini uyarma ile;
• bağımsız uyarılma ile.

Alan sargılarının bağlantı türüne göre, bunlar aşağıdaki gibi ayırt edilir:

1. Sıralı uyarma, şaft üzerinde yüksek bir an elde etmenizi sağlar, ancak rölanti hızı da çok yüksektir ve motora zarar verebilir (vitese geçecektir).
2. Paralel uyarma - bu durumda, devirler daha kararlıdır ve yük altında değişmez, ancak şaft üzerindeki tork daha azdır.
3. Karışık heyecan, her iki tipin avantajlarını birleştirir.

Düşük güçlü toplayıcı DCT'lerde, uyarma çoğunlukla kalıcı mıknatıslar kullanılarak düzenlenir.

Toplayıcı elektrik motorunda bağımsız uyarım ile stator ve rotor sargıları birbirine bağlı değildir, ancak özünde farklı kaynaklardan güç alırlar.Böylece, moment veya hızın ayarlanmasını organize etmek ve daha fazla enerji verimliliği elde etmek mümkündür.

Tasarıma bağlı olarak, böyle bir elektrik motoru sadece doğru akımdan veya alternatif ve sabitten çalışabilir. İkinci durumda, bunlara "evrensel komütatör motoru" denir. Günlük yaşamda yaygındır, mutfak aletlerinde ve elektrikli aletlerde (öğütücüler, matkaplar vb.)

Fırçasız motorlar, bir fırça tertibatının olmaması nedeniyle bir komütatörün doğal dezavantajlarına sahip değildir. Üç stator sargısına akım verilir ve sargılar kontrolör kullanılarak anahtarlanır. Aslında, fırçasız DCT'ler dönüştürülmüş alternatif akım ile güçlendirilir. Aşağıdaki videoyu izleyerek bu motorların nasıl çalıştığını öğrenebilirsiniz:

Tasarımda senkron motorlara benzerler, ancak kalıcı mıknatıslar kullanılır, elektromıknatıslar değil. Böyle bir motoru döndürmek ve verimliliğini artırmak için şaftın konumunu belirlemek ve sargıları doğru bir şekilde değiştirmek için Hall sensörleri kullanılır.

Genellikle valf motorları olarak adlandırılırlar ve İngilizce kaynaklarda tasarıma bağlı olarak bu motorlara PWSM veya BLDC denir.

Bilgisayar soğutucularında, quadrocopters gibi radyo kontrollü modeller için bir sürücü olarak ve bir bisiklet için motor tekerleğinde kullanılırlar.

Ek sınıflandırma

Yukarıda tartışılan motorlara ek olarak, aşağıdaki gibi diğer tipler hakkında söylenmelidir:

• step;
• servo;
• doğrusal;
• dalgalanma akımı motorları (bir DC motoruna benzer şekilde, fark gücün doğrultulmuş bir dalgalanma akımı tarafından sağlanmasıdır).

Step motorlar ve servolar, bazı mekanizmaların düğümünü konumlandırmanız gereken yerlerde kullanılır. Bunun en basit örneği bir CNC, bir 3D yazıcı ve daha fazlasıdır. Ayrıca, "shagovikov" yardımıyla bazen arabanın gaz pozisyonunu kontrol - ve bu uygulamalarının sadece küçük bir kısmı.

Bu tür elektrikli sürücülerin işlevlerinin ve özelliklerinin açıklaması ayrı bir makale için bir konudur. Eğer ilgileniyorsanız, yorum yazın ve biz yayınlayacağız!

Doğrusal bir motor, yukarıdakilerin hepsinin aksine, şaftının hareketi dönme değil, ötelenir. Yani, dönmüyor ama “ileri geri” hareket ediyor. Farklılar:

• AC senkron ve asenkron motorlara benzer çalışma prensibine dayanır;
• doğru akım;
• piezoelektrik;
• Manyetostriktif.

Pratikte, nadirdirler, monoraylı bir demiryolu için, çeşitli makinelerde çalışma gövdesini beslemek için kullanılırlar.

Bununla birlikte, makalede verilen sınıflandırma pratiklik açısından seçilmiştir, literatürde elektrikli tahrikin aşağıdaki kriterlere göre bölünmesi önerilmektedir.

Oluşturulan torkun özelliklerine göre:

• histerezis;
• manyeto.

Bir sonraki sınıflandırma seçeneği, tasarımdaki farklılıklara ve tasarımlarının özelliklerine dayanmaktadır.

Milin türüne ve konumuna göre:

• bir şaftın yatay bir düzenlemesi ile;
• dikey şaft yerleşimli.

Çevresel eylemlerden koruyun:

• yüksek nem ve tozdan korunmuş;
• patlayıcı odalarda kullanım için.

Çalışma modunun süresine göre:

• aralıklı (vinçler, vinçler, sürgülü vana motorları);
• sürekli çalışma için (pompalar, havalandırma, vb.).

Güçle, küçük, orta, yüksek güçlü makineler arasında da ayrım yapabilirsiniz. Bununla birlikte, bu kapasitelerin sınırlarını getirmek mantıklı değildir, çünkü 6 MW civarında bir yer ortalama güçtür ve 1 kW civarında bir yer devasa bir sayıdır.

Bir makaledeki tüm türleri ayrıntılı olarak ele almak imkansızdır, bu nedenle her sürümü ayrı ayrı ele alacağız.Kısaca sunulan sınıflamanın, hangi DC ve AC motor türlerinin yanı sıra farklılıklarının ve uygulama özelliklerinin ne olduğunu anlamanıza yardımcı olduğunu umuyoruz!

İlgili malzemeler:

• Alternatif elektrik akımı nasıl alınır
• Voltaj dengeleyici çeşitleri
• Kendi elinizle basit bir elektrik motoru nasıl yapılır