Эл двигатель из чего состоит: Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Когда механизм соединяется с источником питания, на обмотке возникает магнитное поле, которое и вращает ротор в статоре. Это происходит по закону Ампера. Ведь создается отталкивающая сила, способная вращать вал и приводить в движение другие детали. Частота оборотов ротора напрямую зависит от частоты приходящего на витки электричества, а также от количества пар магнитных полюсов. Кстати, название данной разновидности пошло от того факта, что скорость вращения ротора различалась с частотой оборотов магнитного поля, то есть эти показатели были асинхронными.

Синхронные же двигатели немного отличаются строением ротора. В таком типе электродвигателей, ротор играет роль магнита, который и создает поле для вращения. Здесь магнитное поле статора и сам ротор вращаются с одинаковой частотой. Но есть один, очень значимый минус. Чтобы запустить синхронный электродвигатель, нужно воспользоваться помощью асинхронного. Ведь после простого подключения механизма к сети, ничего не произойдет.

К этому недостатку можно прибавить низкую скорость оборотов. К примеру, если взять асинхронный и синхронный двигатели и подключить их к источнику электричества одинакового напряжения, то первый тип будет вращаться заметно быстрее второго.

Они имеют множество неоспоримых преимуществ и особенностей, что делают механизм уникальным и незаменимым. В современном мире данный тип двигателя широко используется практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Приобрести электродвигатели можно в каталоге электродвигателей аир.

Применение электрических двигателей начинается от небольших игрушек, и заканчивается большими предприятиями и народными хозяйствами. С помощью этого механизма стало возможно поднимать и передвигать огромные предметы.

Если коротко резюмировать данную статью, то хочется еще раз подчеркнуть значимость таких двигателей в жизни человека. Без них, многие сферы просто не смогли бы нормально функционировать и развиваться. Поэтому нужно тщательно подходить к выбору электродвигателя, ведь его поломка чревата остановкой производства или другого важного процесса, что повлечет за собой материальные и нематериальные убытки. Быстро подобрать необходимый мотор помогут наши специалисты.

Электродвигатели АИР — каталог АРМАВЕНТ

Электродвигатели АИР

Асинхронные

Основное (базовое) исполнение
Двигатель монтажного исполнения IМ1001 (1081), степень защиты IР55 в закрытом обдуваемом исполнении, класс изоляции Р, климатическое исполнение У2, для режима работы 81, с типовыми техническими характеристиками, соответствующими требованиям стандартов.

Модифицированное исполнение
Двигатель, изготовленный на основе узлов основных (базовых) двигателей с необходимыми конструктивными отличиями по способу монтажа, степени защиты, климатическому исполнению и другими отличиями.

Маркировки, обозначения и основные параметры электродвигателей АИР

Расшифровка обозначений электродвигателей АИР
 

Габарит электродвигателя
равен расстоянию от низа лап до центра вала в миллиметрах
50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450 и выше

Длина сердечника или длина станины
А, В, С — длина сердечника (первая длина, вторая длина, третья длина)
XK, X, YK, Y — длина сердечника статора высоковольтных двигателей
S, M, L — установочные размеры по длине станины (S — короткая станина, M — средняя станина, L- длинная станина)
Количество полюсов электродвигателя
2, 4, 6, 8, 10, 12, 4/2, 6/4, 8/4, 8/6, 12/4, 12/6, 6/4/2, 8/4/2, 8/6/4, 12/8/6/4 и др.

Степень защиты электродвигателя (IP АВ)
Первая цифра (А) — защита от твердых объектов

Вторая цифра (В) — защита от жидкостей

Расшифровка основных монтажных исполнений электродвигателей АИР согласно ГОСТ 2479
 

Технические характеристики общепромышленных электродвигателей АИР
(в зависимости от завода-изготовителя показатели могут незначительно отличаться)

Электродвигатель постоянного тока движений подачи МТ МТА МТВ

Данные высокомементные электродвигатели предназначены для металлообрабатывающих станков с ЧПУ, роботов, трансманипуляторов и др. Типовое обозначение деталей формируется: З — Условное обозначение момента, М — мотор, Т — серия, А — модификация по моменту, С — электромагнитный тормоз, Р — резольвер с мультипликатором, К — фотоэлектрический растерный преобразователь (пульс — кодер). Если в обозначении двигателя присутствует цифра 2,5 — значит передающее число мультипликатора — 1:2,5. Если в обозначении отсутствует буквы С,Р или К, значит нет встроенного тормзоза, резольвера или пульс — кодера (ФРП).

Руководство MT (pdf)

Условия работы

Электродвигатели предназначены для работы в следующих условиях:

• температура окружающей среды: +5С — +40С;
• высота уровня моря: до 1000м;
• относительная влажность: до 80% при 30С.

Окружающая среда должна быть взрывобезопасной. Не должно быть токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров с концентрацией, разрушающей металлы и изоляцию.

Описание комплекта электродвигателя

Комплект электродвигателей состоит из машины постоянного тока с встроенным температурным датчиком:

• датчика частот вращения (тахогенератора)
• электромагнитного тормоза без зазора;
• датчика углового положения вала типа резольвера или пульскодера

Технические параметры электродвигателей

* Нм в режим S2 — 120 min

Если встроить электромагнитный тормоз, то вес всех двигателей, указанных в таблице увеличивается как следует:

• для типа 1МТ-С, 2МТА-С, 3МТА-С, 4МТА-С на 3,6 кг;
• для типа 4МТВ-С и 5МТ-С на 6,0 кг.

Если встроить датчик углового положения вала, то вес двигателей увеличивается как следует: — для типа «Резольвер» на 0,5 кг; — для типа «Пульс — кодер» на 1,2 кг.

Для решения проблем, возникающих при эксплуатации станков с ЧПУ либо трансманипуляторов или роботов, мы предлагаем вам приобрести у нас электроприводы постоянного тока или электроприводы станков для главного движения или для привода подачи.

Разработанные и выпускаемые болгарским брендом «Артех» (ARTECH) на заводах, оснащенных самым современным и высокоточным оборудованием от лучших мировых производителей, электроприводы станков соответствуют ГОСТам и сертифицированы для использования в промышленности и сельском хозяйстве.

У нас вы найдете электродвигатели серии МР для главных приводов металлообрабатывающих станков, сконструированные и произведенные с учетом новейших тенденций в этой области.

Характерные особенности электропривода постоянного тока серии МР: вынужденное охлаждение, встроенный датчик тепловой защиты, шихтовый магнитопровод, тепловой класс изоляции «F» или «H», встроенный тахогенератор; выбор охлаждения, как и модификации монтажа осуществляется по выбору клиента. Скорость вращения, уровень шума и уровень вибрации тоже варьируется исходя из требований клиента. Следует отметить, что тип охлаждения, монтажные размеры и уровень вибрации соответствуют требованиям IEC.

Электроприводы постоянного тока серии МР могут поставляться мощностью от 3,7 кВ до 70 кВ и массой от 86 до 764 кг.

Всегда в наличии также и электроприводы постоянного тока для привода подачи серий МТ, МТА и МТВ различных модификаций. Электродвигатели электроприводов постоянного тока предназначаются для работы в следующих условиях: относительная влажность помещения до 80% при 30о С, температура окружающей среды от +5 до +40о С, высота над уровнем моря до 1000м. В окружающей среде не должно быть агрессивных газов и паров, токопроводящей пыли.

Электродвигатель самоката ситикоко

Электрический двигатель (электродвигатель) у двухколёсного CityCoco установлен непосредственно в заднем колесе, из-за чего получил название мотор-колесо. Он бесщёточный бесколлекторный и не имеет никаких трущихся элементов, за исключением подшипников, расположенных на оси. Таким образом, мотор-колесо является надежной, рассчитанной на долгую эксплуатацию конструкцией. Оно состоит из:

1. железного статора с медными обмотками, который и является собственно электромагнитом — это самая дорогая часть двигателя; 
2. ротора с неодимовыми магнитами, который является частью самого колеса и вращается вокруг статора;
3. датчиков холла или транзисторов, которые позволяют определить положение колеса относительно оси;
4. подшипников, на которых осуществляется вращение. 

Подшипники, как и датчики холла, имеют довольно длительный срок службы, но даже в случае выхода их из строя стоят совсем недорого и относительно легко меняются. Неодимы являются самыми мощными из когда-либо разработанных магнитов. Сила сцепления неодимовых магнитов позволяет им удерживать вес в 50-100 раз превышающий их собственный. В обычном состоянии такие магниты теряют не больше 1% своей намагниченности за 10 лет, что свидетельствует о их высокой стабильности. Но они не устойчивы к высокой температуре и теряют свои свойства при перегреве двигателя. Поэтому мотор-колесо прослужит долго только в условиях правильной эксплуатации.

Почему же происходит нагревание электродвигателя и как избежать его перегрева?

Электродвигатель имеет такой параметр, как номинальная мощность. Это мощность, при которой он работает долгое время и не нагревается до высоких температур. Как правило, это мощность, потребляемая электрическим скутером (электрическим самокатом) при движении на максимальной скорости, при условии, что вес пилота вместе с пассажиром не превышает допустимый.

Второй параметр мощности электрического двигателя — это пиковая мощность, которая в некоторых случаях может значительно превышать номинальную. Для электродвигателя с номинальной мощностью 1000W она обычно равняется 1800W. Пиковая мощность – это мощность, при которой двигатель может работать непродолжительное время без последующего разрушения. Выход на пиковую мощность нужен для того, чтобы в нужный момент Вы смогли выехать на крутую гору, резко ускориться в экстренной ситуации и так далее.  Если злоупотреблять превышением допустимой нагрузки на электроскутер, то пиковая мощность превратится в постоянную и это может привести к падению коэффициента полезного действия (КПД) электрического двигателя, как следствие — потере свойств неодимовых магнитов и перегоранию обмоток статора. Если коэффициент полезного действия электродвигателя, к примеру, 80%, то это значит, что остальные 20% подаваемой на него мощности уходят на разогрев железного сердечника. Соответственно, 200W из 1000W будут тратиться на нагревание, что не так много для такого объема железа. Но не стоит забывать, что КПД электродвигателя меняется в зависимости от скорости вращения. При этом производители указывают максимальный КПД на определенных оборотах.

Рассмотрим следующий пример:

— Многие говорят: «у меня очень сильно греется двигатель, несмотря на то, что я езжу в самом щадящем режиме, не превышаю даже 10 км/ч». И это одно из самых распространённых заблуждений. Для наиболее эффективного использования энергии рекомендуется ездить со скоростью выше 50% от максимальной. При снижении числа оборотов коэффициент полезного действия электродвигателя падает. Поэтому вероятность перегреть двигатель наивысшая не в момент движения на высокой (максимальной) скорости, а при движении на маленькой скорости, если при этом он испытывает большую нагрузку. Коэффициент полезного действия двигателя имеет наименьшее значение при холостых оборотах. Однако и это не так сильно перегружает и перегревает двигатель. Следует обратить внимание, что КПД значительно снижается в момент старта с этого самого холостого хода при низких оборотах. В этом случае двигатель с номинальной мощностью 1000W потребляет пиковую мощность 1800W, из которых 70% (1260W) уходит на его нагрев. Это также случается при резком старте с места, подъеме на крутую гору, при езде в глубоком песке и тому подобных случаях. «А как же и где тогда ездить?» – спросите Вы. Ведь у нас нет идеально ровных дорог, иногда нужно ускориться, что бы кого-то обогнать, а в деревнях и вовсе зачастую дороги из песчано-гравийных смесей. В стандартных условиях эксплуатации не избежать выходов двигателя на пиковую мощность и ничего страшного, если он испытывает такие нагрузки. Главное, что бы они не были долговременными.

Многочисленные тесты показали, что для разогрева типичного двигателя до критической температуры нужно от 10 до 20 минут  непрерывного пребывания двигателя под нагрузкой (зависит от температуры окружающей среды и степени той самой нагрузки). При обычной езде электрический скутер не испытывает критических нагрузок, но любителям экстремальной езды следует быть осторожными. Также, обязательно контролируйте давление в покрышках. Езда со спущенными покрышками значительно увеличивает нагрузку на двигатель, что может привести к его перегреву. Стандартное давление в шинах в районе 1,5 атмосфер. Однако оно может быть в районе 1 атмосферы при эксплуатации одним пилотом с весом не более 70 кг,  и не менее 2 (до 2,5) атмосфер при постоянной эксплуатации вдвоём и общем весе 150 и более кг.

Вывод: обращайте внимание на температуру электродвигателя после повышенной нагрузки — экстремальная езда, езда вдвоём, преодоление крутых подъемов… При этом не так страшен короткий подъём в крутую горку, как длительная затяжная езда в горку с меньшим углом, когда двигатель долгое время работает под нагрузкой. Температуру двигателя можно контролировать прикосновением руки к колесному диску. Он должен быть теплый. Если двигатель нагрелся так сильно, что Вам некомфортно держать руку или Вы вовсе не можете прикоснуться к диску, нужно обязательно дать ему остыть и в дальнейшем эксплуатировать электросамокат в более щадящем режиме. Помните: при постоянных перегревах электродвигателя (нагревании выше 100 градусов), его срок службы может значительно сократиться. Также может сгореть один либо несколько витков обмотки статора, что вовсе выведет Ваш двигатель из строя.

Какие же всё-таки двигатели устанавливаются на современные электрические самокты CityCoco? 

Ситуация с электродвигателями, устанавливаемыми на электрические самокаты CityCoco от различных производителей похожа на ту, которая сложилась с литий-ионными аккумуляторными батареями (описывали ранее в статье https://electrodrive.by/news/Chto_skryvaet_akkumulator_CityCoco). В Китае масса заводов, которые производят множество различных вариантов электродвигателей в типичном корпусе. Самой дорогостоящей частью является железный статор, который в паре с обмотками является электромагнитом, а также неодимовые магниты. И вот здесь при производстве электромотора могут возникать варианты для экономии и дополнительного зарабатывания денег. А при недостаточном соотношении количества железа в статоре к мощности двигателя, его КПД уменьшается.

В качестве примера возьмем самый распространенный на сегодняшний день двигатель CityCoco на стандартном колесе, размером 8 дюймов. До недавнего времени в большинстве случаев эти двигатели выпускались с мощностью 1000W. Ширина неодимовых магнитов в таких двигателях должна соответствовать 50 мм. Однако с целью экономии некоторые недобросовестные производители устанавливают статор и магниты шириной 40 мм.

Такой двигатель потребляет энергию, как 1000-ваттный, а по тяговым характеристикам проявляет себя, как 800-ваттный. Неэффективное использование мощности уходит на нагрев обмоток и вероятность их перегорания значительно возрастает. 

В большинстве случаев «количество железа» на брендовых двигателях можно узнать по серийному номеру на самом колесном диске. Толщина магнитов соответствует толщине железного сердечника, измеряется в миллиметрах и обозначается буквой H. Во всех наших электросамокатах используются брендовые двигатели крупных китайских производителей: Weite Motor и QS MOTORS (один из лучших брендов – устанавливается на CityCoco EectroDrive Harley LUX). Первые имеют четко нанесённый и легко различимый номер, который состоит из буквенных и цифровых символов, обозначающих вольтаж, толщину неодимовых магнитов, мощность двигателя и собственно серийный номер производства. Вторые имеют обязательное литьё или теснение фирменного знака (логотипа) и голографическую наклейку. 

В последнее время всё чаще стали встречаться электромоторы с мощностью 1500 и даже 2000 Ватт.

При этом 8-ми дюймовое мотор-колесо, которое устанавливается на CityCoco с номинальной мощностью 1000W, должно иметь ширину магнитов и статора 50 мм, с номинальной мощностью 2000W – 60 мм. Разница в стоимости двигателя c 5 и 6 сантиметровым статором в районе 100 условных едениц, не считая покупки более мощного контроллера. Поэтому не стоит «вестись» на дешёвую цену при заявленном мощном электродвигателе. Как правило, в этих случаях реальность далека от характеристик озвучиваемых продавцом. Некоторые недобросовестные производители и продавцы под видом 2000W подают обычный 1000-ваттный двигатель в паре с более мощным контроллером, меняя лишь одну цифру на корпусе мотора. Такой двигатель действительно будет потреблять 2000W и ехать несколько лучше, чем стандартный «киловаттник», но далеко не так, как самокат с настоящим 2000-ваттным двигателем. При этом его КПД значительно ниже и его очень легко сжечь при нагрузках. В таких случаях практически всегда китайцы не указывают толщину магнитов на корпусе колеса, так как обман легко всплывёт при вскрытии двигателя. А поскольку толщина магнитов не указана, то и обмана якобы нет. А то что стоит цифра 2000W, так это пиковая мощность. И доказать обратное невозможно.

А как же быть с двигателями мощностью 1500W? Здесь ситуация несколько иная. Следует помнить, что на мощность электромотора также влияет и намагниченность самих магнитов. Мы расписали характеристики двигателей с учетом того, что при использовании статора шириной 5 см чаще всего используют самые слабые магниты с индексом намагниченности 35 и электрический мотор с таким статором имеет реальную мощность 1000W. При использовании магнитов с индексом намагниченности 45, такой двигатель может иметь  реальную мощность около 1500W. Такой же индекс намагниченности должен быть и в настоящих 2-х кВт двигателях с шириной статора 6 см.  Иначе они не смогли бы обеспечить постоянное движение на скорости свыше 50 км/ч. В случае, если магниты стоят слабые, то либо максимальная скорость будет ниже, либо такой двигатель очень быстро выйдет из строя – сгорит обмотка статора.

Однако проверить намагниченность неодимовых магнитов практически невозможно, и зачастую многие недобросовестные производители пользуются этим в своих целях для зарабатывания денег.

Поэтому в большинстве случаев при покупке электрических самокатов CityCoco при выборе двигателя с той или иной мощностью приходится полагаться на добропорядочность продавца, а тот в свою очередь должен быть уверен в качестве завозимой им техники и полагаться на добропорядочность производителя.

В конце 2018 года массово начали применяться двигатели 1500-2000W в 10 или 12-ти дюймовых легкосплавных алюминиевых дисках. Они имеют презентабельный внешний вид и менее подвержены перегреву. К слову сказать, 12-ти дюймовый диск всегда ставился на модель CityCoco ElectroDrive Harley LUX. Но он имеет низкий профиль и самокат более чувствителен к различным неровностям дороги. А сейчас 10-ти дюймовый литой диск получил лидер продаж среди двухместных электрических самокатов марки CityCoco ElectroDrive — SMD X8. Использование этого двигателя позволило увеличить запас хода и динамику.

Разные заводы в Китае  выпускают такие двигатели в различных по внешнему виду корпусах, но начинка как правило у всех одинаковая. Здесь добросовестные изготовители применяют неодимовые магниты со степенью намагниченности  45, что соответствует 1500W. При параметре намагниченности 40, мощность не будет соответствовать заявленной и будет в районе 1200W. 2000W достигается в сочетании с дополнительными витками обмотки. Данный тип мотор-колеса способен выдержать такие нагрузки, так как двигатель установлен в алюминиевом диске и имеет дополнительную площадь охлаждения. На практике, он греется даже меньше, чем 8-ми дюймовое мотор-колесо.

 А сейчас постараемся кратко описать преимущества и недостатки каждого электрического двигателя.

1000W 8-ми дюймовое мотор-колесо является отличным выбором для тех, кому не нужна высокая скорость, и скутер не будет подвергаться большим нагрузкам. При соблюдении условий эксплуатации на таком моторе можно добиться максимальной дальности пробега. Контроллер в паре с таким двигателем выдаёт  пиковую мощностью 1800W. А при больших нагрузках пиковая мощность может превратиться в постоянную, что недопустимо, так как для него  это превышение номинальной мощности на 80%.  Обмотка статора таких двигателей может гореть при неправильной эксплуатации. Чтобы предотвратить это при превышении номинальной температуры, необходимо вовремя остановиться и продолжить движение только после остывания электромотора.

А вот с мощностью двигателя в 1500W при аналогичных условиях эксплуатации Вы будете чувствовать себя куда более гораздо уверенно. Ключевой здесь является фраза: «при аналогичных условиях эксплуатации». Однако более мощный двигатель даёт нам возможность пользоваться повышенными характеристиками самоката (будь-то старт с места, разгон, скорость) и мы, как правило, начинаем этим злоупотреблять и быстрее разряжаем батарею, а следовательно снижаем дальность пробега на одном заряде.

2000W 8-ми дюймовое колесо имеет значительно выше запас мощности, и используется в паре с контроллером 2000W. Превышение номинальной мощности всего на 20%, а не на 80% как в случае с 1000W двигателем. Случаев перегорания обмотки у таких двигателей фактически нет.  Но при этом возможен перегрев контроллера, особенно, если сделана дополнительная герметизация и отсутствует его обдув.  Последнее может привести к оплавке проводов и выходу контроллера из строя.

2000W 10-12-ти дюймовое колесо имеет выше КПД на низких оборотах, из-за более длинного рычага, более резкий старт до 15 км/ч, и меньше греется благодаря большому алюминиевому колесному диску. Однако при длительных перегрузках также существует проблема выхода из строя контроллера. Поэтому всегда следует помнить, что электрический самокат – это не спортивный байк и не следует пытаться выжать из него максимум возможного. Эта техника хоть и имеет очень хорошую динамику, предназначена в большей степени для спокойной размеренной езды.

Итак, подытожив, можно сказать следующее: в этой статье мы провели краткий обзор выпускаемых на сегодняшний день электродвигателей для самокатов CityCoco. Постарались осветить их технические характеристики и основные проблемы. Однако модели электрических самокатов постоянно совершенствуются, а с ними могут изменяться и электрические двигатели. С каким же двигателем выбирать свой электроскутер в конечном итоге решать Вам. Мы лишь можем посоветовать: во избежание каких-либо проблем, не приобретайте технику у непроверенных продавцов, торгующих единичным товаром, либо не имеющих техники вовсе и обещающих привезти «за дёшево»  либо «в те же деньги» точно такой же, но с более мощным электродвигателем. Разочарование  от езды на электросамокате с электромотором с характеристиками не соответствующими заявленным и затраты на ремонт или приобретение нового мотора будут гораздо большими, чем радость от экономии при покупке.

Если Вы покупаете CityCoco ElectroDrive в нашем магазине в Минске, Вы можете выбрать любой тип двигателя с подходящими Вам параметрами. При этом не стоит бояться каких-либо проблем, так как вся техника находится на гарантии и соответствует заявленным характеристикам.

Погружной электродвигатель (ПЭД) — Добыча нефти и газа

Основным видом погружных электродвигателей, служащих для привода центробежных насосов, являются асинхронные маслонаполненные с короткозамкнутыми роторами двигатели, вертикального исполнения, выполненные в стальном корпусе, цилиндрической формы. При частоте тока 50 Гц синхронная частота вращения их вала равна 3000 оборотов в минуту (частота тока 1 Гц соответствует I обороту вала двигателя в секунду). Диаметр электродвигателей, определяемый внутренним диаметром эксплуатационной колонны, находится в пределах от 96 до 130 мм.

Основные параметры двигателя: мощность, ток и напряжение, зависят от типоразмера двигателя. В настоящее время выпускают двигатели с номинальной мощностью от 8 до 500 кВт, рабочим током от 18 до 180А и рабочим напряжением от 300 до 3600 В. Малые диаметры и большие мощности вызывают необходимость увеличивать длину двигателей, которая иногда превышает 20 м.
УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
ПЭД — XXX — XXX
1    2    3
1    — Погружной электродвигатель
2    — Условная мощность двигателя (кВт)
3    — Диаметр корпуса двигателя (мм)
Пример обозначения погружного электро¬двигателя мощностью 45 кВт с диаметром корпуса 117 мм:
    ПЭД-45-117
 
Погружной электродвигатель состоит из статора, ротора, головки и основания.
Статор — неподвижная часть двигателя. Корпус статора изготавливается в виде стальной трубы с резьбой на концах для подсоединения головки и основания электродвигателя. Статор состоит из чередующихся между собой магнитных (активных) и немагнитных пакетов, которые запрессованы в корпус.

Пакеты собираются из отдельных кольцевых пластин с отверстиями (пазами). Пластины активных пакетов штампуются из электротехнической стали, а немагнитных пакетов из латуни или немагнитной стали. Немагнитные пакеты служат опорами для промежуточных подшипников ротора. Количество активных пакетов статора зависит от мощности двигателя, а немагнитных определяется количеством промежуточных подшипников ротора. Сборка пакетов имеет сквозные пазы, в которые уложена изолированная трехфазная протяжная обмотка из специального обмоточного провода. Фазы обмотки соединены в «звезду», а выводные концы обмотки статора соединяются с выводными концами колодки кабельного ввода и изолируются.

Внутри статора размещается ротор, который представляет собой набор пакетов, разделенных между собой промежуточными подшипниками и последовательно надетыми на вал. Вал пустотелый и имеет продольные отверстия диаметром 6-8 мм для циркуляции масла, которым заполнен двигатель. Пакеты ротора собираются из отдельных кольцевых пластин электротехнической стали, внешний диаметр которых меньше внутреннего
диаметра пластин статора. В пазы каждого пакета ротора вставлены медные стержни, которые, с обеих сторон пакета, спаиваются с медными кольцами, образуя так называемое «беличье колесо». Пакеты ротора удерживаются на валу стопорными кольцами. Передача крутящего момента от пакетов ротора к валу осуществляется посредством продольной шпонки, которая укладывается в продольные пазы вала и пакетов ротора. Количество пакетов ротора соответствует количеству активных пакетов статора. Между пакетами ротора на вал устанавливают подшипники скольжения, которые опираются на немагнитные пакеты ротора.
Головка вворачивается в верхнюю часть корпуса статора. В головке располагается узел опорного подшипника, который воспринимает осевые нагрузки от веса ротора и узел токоввода, служащий для питания обмотки статора.
Узел опорного подшипника состоит из пяты, которая крепится на вал ротора и подпятника, который устанавливается в головке. В пяте имеется два отверстия, которые играют роль турбинки для создания циркуляции масла во внутренней полости двигателя. Подпятник имеет шесть сегментов, между которыми в зону трения подается масло.
Узел токоввода содержит электроизоляционную колодку, внутри которой размещены контактные гильзы, связанные с выводами обмотки статора.
В основании, расположенном в нижней части электродвигателя, размещается масляный фильтр и нижний подшипник, при помощи которого центруется нижняя часть вала ротора.

При использовании двухкорпусной гидрозащиты, в основании дополнительно размещается перепускной клапан, который обеспечивает сообщение полости электродвигателя с компенсатором. Для защиты двигателя от проникновения в его полость окружающей пластовой жидкости, для охлаждения обмоток и смазывания подшипников, двигатель заполняется специальным маслом. Циркуляция масла внутри двигателя осуществляется из полости фильтра по внутреннему отверстию в валу, затем масло поступает для смазки радиальных подшипников, откуда попадает в зазор между статором и ротором и возвращается к фильтру. Циркулирующее внутри двигателя масло передает тепло статору и через железо и корпус статора — омывающей двигатель пластовой жидкости. Поэтому для охлаждения двигателя необходимо непрерывное протекание пластовой жидкости по кольцевому зазору между корпусом электродвигателя и эксплуатационной колонной. И чем больше будет скорость прохождения пластовой жидкости, тем лучше будет осуществляться охлаждение ПЭД.

В настоящее время выпускают электродвигатели различных исполнений по теплостойкости для работы в пластовой жидкости с разной рабочей температурой. Теплостойкость ПЭД является основным параметром для эксплуатирующего персонала, поскольку оказывает влияние на режим эксплуатации ПЭД, на режим проведения тепловых обработок, а также на процесс вывода скважины на режим.
Принцип работы асинхронного двигателя.

В обмотке статора, при ее включении в сеть трехфазного тока, возникает вращающееся магнитное поле, которое пересекает стержни ротора и наводит в них электродвижущую силу. Так как стержни ротора замкнуты, то в них под действием этой силы возникнет ток. Этот ток, взаимодействуя с магнитным полем, создает вращающий момент, под воздействием которого ротор придет во вращение. Направление вращения ротора будет совпадать с направлением вращения поля статора, однако по скорости вращения ротор будет немного отставать от поля статора, поэтому эти двигатели называются асинхронными. Таким образом, электрическая энергия, поступающая в обмотку статора из сети, преобразуется в механическую энергию вращения вала ПЭД.

Похожие статьи:

РЭНГМ → Погружной вентильный двигатель (ВЭД)

РЭНГМ → Центробежный насос (ЭЦН)

РЭНГМ → Погружной насос для скважины

Содержание меди в электродвигателях Электро-двигатели.ру

Содержание меди в электродвигателях различных типов и габаритов.

Всем известно, что электродвигатель состоит из ротора (вала, вращающейся оси двигателя) и статора (статорной обмотки из медного провода, располагающейся вокруг ротора. Содержание меди в электродвигателях зависит, как от типа и от конструкции электродвигателя, так и от его характеристик.Таких как: напряжение (вольт), мощность (киловатт), количество оборотов (полюсов) и так далее.

Сколько меди в электродвигателе?

Это вопрос, который нам задают чаще всего.

На сайте elektro-dvigateli.ru вы можете узнать сколько меди в электродвигателе по мощности/оборотам или по габариту мотора.

В этой таблице указано содержание меди в электродвигателях трехфазных асинхронных 0,06 до 100 кВт напряжение 220/380В, 380В, 380/660В:

Как работает электродвигатель?

Почти неизбежно в вашей жизни наступит момент, когда вы столкнетесь с несчастным маленьким ребенком и движущейся игрушкой, которая больше не двигается. Вы можете разобрать игрушку, полагаясь на свою ловкость, чтобы спасти положение, но, оставшись с кучей компонентов, вы вполне можете задаться вопросом, как эти витки яркого провода создают движение. Помимо сломанных игрушек, электродвигатели можно найти во многих устройствах, которые заставляют наше современное общество двигаться, от автомобилей и часов до охлаждающего вентилятора в вашем компьютере.

Детали электродвигателя

Электродвигатель создает вращательное или круговое движение. Центральная часть двигателя представляет собой цилиндр, называемый якорем или ротором. Якорь содержит остальные компоненты, а также является частью двигателя, который вращается. Вокруг якоря находится статор, который удерживает изолированные витки провода, обычно медного. Когда на двигатель подается ток, статор создает магнитное поле, которое приводит в движение якорь. В зависимости от конструкции двигателя вы также можете найти щетки или тонкие металлические волокна, которые удерживают ток на противоположной стороне двигателя, когда он вращается.

Как заставить это работать

Возможно, вы замечали, что у двух магнитов противоположные полюса притягиваются, а одноименные отталкиваются. Электродвигатель использует этот принцип для создания крутящего момента или силы вращения. Не сам по себе электрический ток, а создаваемое им магнитное поле создает силу при движении электродвигателя. Электричество, движущееся по проводу, создает круговое магнитное поле с проводом в качестве источника и центра вращения. Когда вы добавляете ток, статор и якорь образуют стабильное магнитное поле и электромагнит, который толкается или вращается в этом поле соответственно.

Различные типы электродвигателей

Основной двигатель работает от постоянного или постоянного тока, но другие двигатели могут работать от переменного или переменного тока. Батареи производят постоянный ток, а розетки в вашем доме – переменный. Для того, чтобы двигатель работал на переменном токе, ему требуются два обмоточных магнита, которые не соприкасаются. Они двигают двигатель за счет явления, известного как индукция. Эти асинхронные двигатели бесщеточные, поскольку им не требуется физический контакт, который обеспечивает щетка.Некоторые двигатели постоянного тока также являются бесщеточными и вместо этого используют переключатель, который меняет полярность магнитного поля, чтобы двигатель продолжал работать. Универсальные двигатели — это асинхронные двигатели, которые могут использовать любой источник энергии.

Сборка простого электродвигателя

Теперь, когда у вас есть основные детали и принципы, вы можете поиграть с этой концепцией дома. Сделайте катушку из медной проволоки меньшего сечения и проденьте каждый конец через алюминиевую банку, чтобы подвесить ее. Поместите небольшой сильный магнит по обе стороны от подвешенной катушки, чтобы создать магнитное поле.Если вы прикрепите батарею к обеим банкам с помощью зажимов типа «крокодил», ваша катушка станет электромагнитом, и созданный вами ротор из медной проволоки должен начать вращаться.

Из каких 3 частей состоит электродвигатель?

Различные эклектичные конструкции двигателей различаются в зависимости от использования двигателя. Знание того, как работает двигатель, и различных компонентов двигателя может помочь вам при выборе подходящей продукции. Выберите правильные электродвигатели для продажи в следующий раз, когда вам понадобится ремонт или замена.

Независимо от типа двигателя, он состоит из трех основных частей: статора, коллектора и ротора. Вместе они используют электромагнетизм, чтобы заставить двигатель вращаться. Пока двигатель получает постоянный ток, двигатель работает. Проблемы с двигателем могут привести к поиску электродвигателей для продажи или компонентов для замены сломанных деталей.

Электричество, проходящее по проводу, создает магнитное поле. Если взять провод и намотать его на стержень с электричеством, получится магнитное поле.Магнитное поле вокруг стержня имеет два полюса: северный и южный.

При основном магнетизме полюса отталкиваются друг от друга. Следовательно, противоположные полюса притягиваются друг к другу. Окружая стержень многочисленными магнитами, стержень начинает вращаться. Что вызывает вращение? Стержень движется между силами отталкивания и притяжения на полюсах.

Статор электродвигателя остается неподвижным во время вращения. Обычно статор имеет ряд магнитов. Эти магниты имеют корпус, который часто выглядит как барабан.Ротор вставлен в статор. Обычно ротор состоит из медной проволоки в катушке. Катушка находится вокруг вращающейся оси.

На конце катушки находится металлическое кольцо, называемое коммутатором. Эта деталь меняет направление тока между ротором и батареей. Благодаря этому ось вращается в одном направлении. Изменяя полярность магнита, ротор продолжает вращаться за счет отталкивания и притяжения.

Дополнительно щетки могут быть изготовлены из графита.Их роль заключается в подаче электрического тока на коллектор двигателя. Клеммы посылают ток для вращения ротора. Обычно они располагаются там, где прикреплены двигатель и аккумулятор.

Нужна качественная замена и ремонт электродвигателя? Свяжитесь со специалистами по двигателям в компании LN Electric Motor. Позвоните нам сегодня.

Как работает двигатель?

Ранее было продемонстрировано, что электрический ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле, направление которого зависит от направления тока.См. магнетизм от электричества.

Можно также продемонстрировать, что магнитная сила действует на провод, по которому течет ток. Проденьте проволоку через магнит, как показано ниже, и прикрепите к тесту (Direct Cureent). Сила, направленная вниз, заставит проволоку тянуться вниз.

СИЛА, ДЕЙСТВУЮЩАЯ НА ПРОВОД В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

ПРОСТАЯ СХЕМА КОНТУРА ДВИГАТЕЛЯ

Если мы теперь вставим петлю вместо провода между магнитным полем (см. изображение ниже), левая сторона петли будет тянуться вниз, а правая сторона будет выталкиваться вверх.Но пока направление тока остается прежним, петля не будет вращаться — — она просто выровняется с магнитным полем магнита. Чтобы заставить петлю вращаться, нам нужно, чтобы ток постоянно менял направление. Если вместо постоянного тока подается переменный ток, проволочная петля будет вращаться.

ПРОСТАЯ СХЕМА КОНТУРА ДВИГАТЕЛЯ С КОММУТАТОРОМ

Однако есть способ заставить петлю вращаться с помощью постоянного тока (постоянный ток).При добавлении «раздельного» коммутатора направление тока в катушке будет меняться каждые пол-оборота, что обеспечивает условия, необходимые для поддержания постоянного вращения катушки.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В простом двигателе, показанном выше, ток во вращающейся катушке реверсируется каждые пол-оборота с помощью устройства автоматического переключения, состоящего из разъемного металлического кольца, называемого коммутатором .Вращающаяся часть двигателя называется якорем и состоит из катушки с множеством витков провода. Якорь установлен на оси между двумя неподвижными магнитными полюсами. Каждый конец якоря прикреплен к одному концу коммутатора (см. красные стрелки). Ток поступает в коммутатор через одну щетку, подключенную к аккумулятору. Ток выходит из якоря через вторую щетку, контактирующую с другой половиной коллектора. Так как при вращении коммутатора щетки неподвижны, то каждая щетка в течение одного полуоборота контактирует с одной половиной коллектора, а в течение второго полуоборота с противоположной половиной или коллектором.В результате ток в якоре меняет свое направление каждые пол-оборота и обеспечивает условия, необходимые для поддержания вращения якоря

Является ли двигатель двигателем?

Что такое двигатель?

Чтобы понять, что такое мотор, нужно понять, как работают электромобили. В электромобилях есть батарея, которая является источником энергии, которая приводит в движение транспортное средство, и энергия проходит через контроллер, который регулирует напряжение, подаваемое на ваши двигатели.Моторы приводят в движение колеса и двигают ваш автомобиль вперед.

Что такое двигатель?

В автомобиле с двигателем внутреннего сгорания у вас есть топливный бак, который передает энергию вашему двигателю. Двигатель передает мощность на трансмиссию, а затем на колеса. Двигатель обычно проходит через более сложный процесс, чтобы добраться до колес, чем электродвигатели, но система внутреннего сгорания не требует двигателей или контроллера, поэтому вы можете сэкономить много веса.

Электродвигатель против двигателя внутреннего сгорания

При сравнении электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания двигатель внутреннего сгорания имеет более высокую плотность энергии, что означает, что он производит более высокую выходную мощность на плотность топлива. Двигатель внутреннего сгорания также требует меньше времени для заправки, чем электродвигатель. На заправке заправка занимает около 5 минут. Несмотря на все эти преимущества, двигатель внутреннего сгорания имеет и некоторые недостатки.Он выделяет токсичные выбросы, такие как углекислый газ, который вреден для окружающей среды. Кроме того, двигатели внутреннего сгорания менее эффективны по сравнению с электродвигателями, что означает, что они потребляют больше энергии для привода транспортного средства.

При этом использование электродвигателей дает множество преимуществ. Электродвигатели дают нулевые выбросы, потому что они не выделяют выхлопных газов. Так что они очень экологичны. Электродвигатели также имеют мгновенный крутящий момент. Это означает, что ваш автомобиль может получить взрывную скорость, как только вы нажмете на педаль газа.

какие два основных компонента электродвигателя

Каковы два основных компонента электродвигателя?

Электродвигатель состоит из двух основных частей: ротора и статора (см. рисунок 5).

Каковы основные компоненты электродвигателя?

Независимо от типа двигателя, есть три основные части: статор, коммутатор и ротор .

Какие два основных компонента асинхронного двигателя?

Трехфазный асинхронный двигатель состоит из двух основных компонентов, а именно статора и ротора . В этом двигателе неподвижной частью является статор, а вращающейся частью — ротор. В этом двигателе нагрузка подключена к валу. Поверх статора может быть намотана трехфазная обмотка якоря.

Каковы основные типы электродвигателя?

Типы электродвигателей

• 1).Шунтирующий двигатель постоянного тока. …
• 2). Двигатель с независимым возбуждением. …
• 3). Двигатель серии постоянного тока. …
• 4). Двигатель ПМДС. …
• 5). Составной двигатель постоянного тока. …
• 1). Синхронный двигатель. …
• 2). Индукционный двигатель. …
• 1). Шаговый двигатель.

Какие компоненты двигателя?

Простой двигатель состоит из следующих частей:

• Блок питания А — в основном постоянного тока для простого двигателя.
• Полевой магнит — может быть постоянным магнитом или электромагнитом.
• Якорь или ротор.
• Коммутатор.
• Кисти.
• Ось.

Каковы основные компоненты пускателя двигателя?

3-полюсный магнитный пускатель двигателя полного напряжения состоит из следующих компонентов: комплект неподвижных контактов, комплект подвижных контактов, нажимные пружины, соленоидная катушка, стационарный электромагнит, комплект магнитных экранирующих катушек, и подвижный якорь .

Какие две основные части трехфазного двигателя переменного тока объясняют принцип движения трехфазного двигателя переменного тока?

Трехфазный двигатель состоит из двух основных частей: ротора, который вращается, и статора, который его вращает .Ротор часто называют беличьей клеткой, потому что он состоит из круглой сети стержней и колец, которые немного напоминают клетку, соединенную с осью.

Какие компоненты двигателя переменного тока?

Какие существуют два типа трехфазных асинхронных двигателей?

Существует три типа трехфазных асинхронных двигателей, а именно асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором или короткозамкнутым ротором, асинхронный двигатель с контактным кольцом или фазным ротором и асинхронный двигатель с двойным ротором .

Какие существуют 2 типа двигателя?

Двумя основными типами двигателей переменного тока являются асинхронные двигатели и синхронные двигатели . Асинхронный двигатель (или асинхронный двигатель) всегда зависит от небольшой разницы в скорости между вращающимся магнитным полем статора и скоростью вращения вала ротора, называемой скольжением, чтобы индуцировать ток ротора в обмотке переменного тока ротора.

Какие существуют два типа двигателя и генератора?

Генераторы делятся на два типа: генераторы переменного тока и генераторы постоянного тока.

• Генератор переменного тока.
• Генератор постоянного тока.
Двигатель переменного тока
• .
• Двигатель постоянного тока.
• Машины с постоянными магнитами.
• Щеточные машины.
• Асинхронные машины.

Какие существуют основные типы двигателей?

Некоторые из наиболее распространенных электродвигателей, используемых сегодня, включают:

• Бесщеточные двигатели переменного тока.Бесщеточные двигатели переменного тока являются одними из самых популярных в управлении движением. …
• Коллекторные двигатели постоянного тока. В коллекторном двигателе постоянного тока ориентация щетки на статоре определяет протекание тока. …
Бесщеточные двигатели постоянного тока
• . …
• Прямой привод. …
• Линейные двигатели. …
• Серводвигатели. …
Шаговые двигатели
• .

Какие компоненты двигателя и генератора?

Двигатель переменного тока/генератор состоит из 4 основных частей:

• Проволочный якорь (ротор) на валу
• Поле магнитов, генерирующих электрическую энергию, расположенных рядом друг с другом в корпусе (статоре)
• Токосъемные кольца, передающие переменный ток к якорю и от него.

Что такое электродвигатель Каков принцип работы электродвигателя?

Что такое компоненты управления двигателем?

Контроллер мотора — это устройство или набор устройств, помогающих регулировать работу мотора .Существует два режима, с помощью которых компоненты управления двигателем могут запускать или останавливать двигатель, либо вручную, либо автоматически. … Это помогает гарантировать, что пользователь получит правильное устройство для компонента, связанного с двигателем.

Какие существуют два типа стартера?

Двумя основными типами пускателей являются ручные пускатели и магнитные пускатели двигателей переменного тока , широко известные как пускатели двигателей.

Какие три компонента управления двигателем?

Весь двигательный контроль является интегрированным продуктом трех аспектов анатомии человека: мышц, костей и центральной нервной системы .Произвольная двигательная система, также известная как соматическая нервная система, представляет собой структуру, которая обеспечивает и создает двигательный контроль.

Что такое двухфазный двигатель?

Каковы основные части трехфазного асинхронного двигателя?

Статор трехфазного асинхронного двигателя состоит из трех основных частей:

• Рама статора,
• Сердечник статора,
• Обмотка статора или обмотка возбуждения.

Что такое трехфазный электродвигатель?

Что такое ядро ​​двигателя?

Сердечник путь магнитного потока . Двигатель имеет сердечник статора и сердечник ротора, а через воздушный зазор между ними устанавливается магнитная цепь.…

Какие части электродвигателя класса 10?

Электродвигатель

• 3,1 (1) Катушка якоря.
• 3,2 (2) Магнит сильного поля.
• 3,3 (3) Коллектор с разъемным кольцом.
• 3,4 (4) Щетки.
• 3,5 (5) Аккумулятор.

Что такое ротор в электродвигателе?

Роторы — это подвижная часть генератора переменного тока с постоянными магнитами, которые перемещаются вокруг железных пластин статора для выработки переменного тока (переменного тока).Для работы роторов требуется существующее движение, поэтому только после того, как двигатель или турбина уже запущены, ротор будет работать со статором для обеспечения заряда.

Какие существуют два типа трехфазных асинхронных двигателей, какой тип обычно предпочтительнее и почему?

Какие бывают два типа ротора?

Ротор асинхронного двигателя двух типов:

• Ротор с короткозамкнутым ротором.
• Ротор с обмоткой или ротор с контактным кольцом.

Каковы основные части асинхронного двигателя и каковы их функции?

Части асинхронного двигателя

Что такое электродвигатель и его виды?

Что такое двигатель и сколько типов двигателей?

Базовые двигатели были классифицированы по трем различным типам : двигатель переменного тока, двигатель постоянного тока и специализированные двигатели.

Для чего используются электродвигатели?

Электродвигатель — это устройство, используемое для преобразования электрической энергии в механическую . С научной точки зрения, электродвигатель — это единица, используемая для преобразования электрической энергии в движущую энергию или электрической энергии в механическую энергию.

Какие два основных компонента двигателей и генераторов?

Каждый электродвигатель состоит из двух основных частей: неподвижной и вращающейся .Неподвижной частью является статор.

Что такое электродвигатель и генератор?

Чем электродвигатель отличается от электрогенератора?

Как работает электродвигатель?

Электродвигатели работают путем преобразования электрической энергии в механическую для создания движения . Сила создается внутри двигателя за счет взаимодействия между магнитным полем и обмоткой переменного (AC) или постоянного (DC) тока.

Каковы основные компоненты генератора?

Основные компоненты генератора

и примеры | Что такое Электродвигатель? — Видео и стенограмма урока

Назначение электродвигателей

Конструкция электродвигателей, используемых сегодня, сложнее, чем то, что будет обсуждаться в этом уроке, но общие принципы одинаковы для всех типов двигателей.

Электродвигатель представляет собой произведение крутящего момента, создаваемого контуром с током при помещении его в однородное внешнее поле. Контур с током становится электромагнитом и создает собственное магнитное поле из-за магнитного поля, создаваемого движущимися зарядами. Как работает электродвигатель?

Рассмотрим данный рисунок, на котором изображена прямоугольная петля, прикрепленная к вращающемуся вертикальному валу и помещенная во внешнее магнитное поле. Поскольку горизонтальные сегменты петли параллельны магнитному полю, на нее не действует ни сила, ни крутящий момент, и поэтому она остается неподвижной.{\circ} {/eq}-угол друг с другом.

На левой стороне отрезка провода ток направлен наружу страницы, а магнитное поле направлено вправо. Таким образом, магнитная сила, действующая в этом отрезке линии, направлена ​​вверх, как показано на данном рисунке.

На правой стороне сегмента провода ток в проводе указывает на страницу, а магнитное поле по-прежнему направлено вправо.Таким образом, магнитная сила, действующая на этой стороне прямоугольной петли, направлена ​​вниз. Как показано, эти силы создают чистый крутящий момент на катушке, заставляя ее вращаться по часовой стрелке.

По мере вращения катушки крутящий момент, действующий на провод, уменьшается до тех пор, пока угол между отрезком провода и магнитной силой не станет равным нулю.Как только петля проходит этот угол, крутящий момент меняется на противоположный, и теперь петля вращается против часовой стрелки, как снова указывает правило правой руки. Если установка останется прежней и не будет применено никакого вмешательства, петля будет просто перемещаться вперед и назад в вертикальном/равновесном положении. Вот почему двигатели требуют периодического изменения направления тока, чтобы они непрерывно вращались в одном направлении. Изменение направления тока не является проблемой для источников переменного тока. Однако для источников постоянного тока это решается с помощью щеток и коммутаторов, которые будут обсуждаться в следующих разделах.

Примеры электродвигателей

Ежедневно встречается несколько примеров электродвигателей, от простых домашних инструментов до крупномасштабных приложений.Моторы облегчают и ускоряют выполнение задач, что было бы невозможно при обычных способностях человека. Некоторые из этих применений перечислены ниже:

• Электрические вентиляторы используют электродвигатель для вращения вращающегося вала, соединенного с их лопастями.
• Блендеры и кухонные комбайны используют двигатели, прикрепленные к валу, который затем соединяется с лезвием. Лезвие используется для дробления, измельчения, измельчения и нарезки предметов.
• В стиральных и сушильных машинах используются двигатели, которые вращают одежду, удаляя воду и грязь.
• В станках или сверлильных инструментах используются электродвигатели для привода вращающегося патрона, который может быть соединен с несколькими аксессуарами. С их помощью можно сверлить отверстия, заворачивать винты и шлифовать различные материалы.
• Автомобильные двигатели, такие как электромобили, используют двигатели для вращения шестерен и колес автомобиля.
• Конвейеры, лифты и эскалаторы используют двигатели для перевозки людей и предметов.
• Тяжелое оборудование или машины используют двигатели для перемещения шестерен и поршней, которые необходимы в бульдозерах, экскаваторах и катках, и это лишь некоторые из них.
• Роботы используют несколько двигателей для выполнения сложной задачи в несколько небольших шагов.

Компоненты двигателя

Основными компонентами электродвигателя являются ротор, статор, обмотки, подшипники и коллектор. Функция каждой детали кратко описана ниже:

Ротор

Ротор является движущейся частью двигателя. В большинстве случаев ротор содержит проводники с током, которые взаимодействуют с магнитным полем, создаваемым в компонентах статора.Затем вращение вращает вал, используемый для передачи механической энергии другой части машины (например, лопасти вентилятора, бурильному инструменту).

Статор

Неподвижная часть, окружающая ротор, называется статором . Обычно он состоит из постоянных магнитов или обмоток и используется для поддержания выравнивания магнитного поля в двигателе. Для типичного двигателя переменного тока статор состоит из стальных пластин и катушек проволоки, которые подключены к источнику питания. Он становится электромагнитом, когда через них проходит ток.В двигателях постоянного тока статор состоит как из обмоток возбуждения, так и из полюсов, на которых размещены обмотки возбуждения.

Обмотки

Катушка проводов, присутствующая в большинстве двигателей, называется обмотками , которые обычно изготавливаются из меди. Это проводящие провода, обернутые вокруг магнитного сердечника, обеспечивающие путь для протекания тока, чтобы создать магнитное поле для вращения ротора. В большинстве двигателей обмотки соединены с другой секцией якоря. Ток течет к катушке только в определенной части ее вращения, что позволяет ей создавать максимальный крутящий момент в определенные моменты времени.Такое расположение обеспечивает более стабильный крутящий момент по сравнению с крутящим моментом, создаваемым одной катушкой.

Подшипники

Подшипники поддерживают ротор и позволяют ему вращаться вокруг своей оси. Он также помогает передавать нагрузку с вала на раму двигателя. Кроме того, это также помогает свести к минимуму воздушные зазоры и трение, которые могут повлиять на эффективность двигателя.

Коллектор

Коллектор обычно используется в двигателях постоянного тока. Обычно он подключен к щетке, которая отвечает за передачу тока на коммутатор.Коллекторно-щеточное устройство используется для изменения направления тока в обмотках ротора. Коллектор соединен с валом двигателя и вращается вместе с ним, а щетки остаются неподвижными. После каждого полуоборота соединение коммутатора со щеткой меняется, позволяя току реверсировать и обеспечивая непрерывное вращение катушки.

Типы электродвигателей

В настоящее время используется широкий спектр электродвигателей, как показано на древовидной диаграмме ниже. Электродвигатели в целом подразделяются на три: двигатели постоянного тока, двигатели переменного тока и специальные двигатели.

Двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока используют переменный ток и преобразуют его в механическую энергию. Поскольку ток уже периодически меняется на противоположный, нет необходимости в коммутаторах, в отличие от двигателей постоянного тока. Далее он подразделяется на синхронный двигатель и асинхронный/асинхронный двигатель.

• Синхронные двигатели имеют роторы, которые вращаются с той же скоростью, что и вращающееся магнитное поле.Далее он подразделяется на гистерезисные и реактивные двигатели.
• Асинхронные асинхронные двигатели или имеют роторы, которые вращаются медленнее, чем вращающееся магнитное поле. Большинство промышленных объектов используют этот тип двигателя из-за его надежности и простоты. Он подразделяется на два, а именно, однофазные и трехфазные двигатели.

Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока используют постоянный ток и преобразуют его в механическую энергию. Заряды текут в одном устойчивом направлении в постоянном токе.Как упоминалось ранее, коммутаторы и щетки используются для непрерывного вращения катушки. Далее он подразделяется на два основных типа: двигатели с самовозбуждением и двигатели с независимым возбуждением.

• Двигатели с самовозбуждением имеют обмотки возбуждения с самовозбуждением, в которых обмотки возбуждения соединены с обмотками якоря, и оба используют один источник питания. Далее он подразделяется на серийные, составные и параллельные двигатели.
• Двигатели с независимым возбуждением имеют обмотки возбуждения и якоря, подключенные к отдельному источнику постоянного тока.

Специальные двигатели

Специальные двигатели — это двигатели, модифицированные для выполнения определенных задач. Некоторые из этих двигателей представляют собой серводвигатели, двигатели с прямым приводом, линейные двигатели, шаговые двигатели и универсальные двигатели.

• Серводвигатель используется для толкания, вытягивания, подъема или вращения объекта под углом.
• Двигатели с прямым приводом или Моментные двигатели соединяют полезную нагрузку непосредственно с ротором. Благодаря этому для создания большого крутящего момента не требуется сложная коробка передач.
• Линейные двигатели создают линейную силу, а не вращательную, и используются в высокоскоростном транспорте.
• Шаговые двигатели имеют полный оборот, разделенный на меньшее и равное количество шагов вместо непрерывного вращения. Это очень важно в области робототехники.
• Универсальные двигатели могут работать как от источников питания переменного, так и постоянного тока. Он широко используется в портативных электроинструментах и ​​оборудовании.

Краткий обзор урока

Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическую.Проволочная петля создает собственное магнитное поле, когда через нее протекает ток, как результат движущихся зарядов. Когда токонесущая проволочная петля помещается во внешнее магнитное поле , на два сегмента действует магнитная сила, направленная перпендикулярно направлению тока и магнитного поля. Это создает чистый крутящий момент на петле, который позволяет ей вращаться. Когда двигатель соединен с валом или другими аксессуарами, его можно использовать в самых разных приложениях, таких как электрические вентиляторы, блендеры, кухонные комбайны, лифты, эскалаторы, электромобили и роботы.

Основными компонентами двигателя являются ротор , статор , обмотки , подшипники и коллектор . Каждая часть играет определенную роль в работе электродвигателя. Электродвигатели подразделяются на три основных типа, а именно: двигатели постоянного тока , двигатели переменного тока и специальные двигатели . Двигатели постоянного тока преобразуют постоянный ток в механическую энергию, а двигатели переменного тока преобразуют переменный ток в механическую энергию.Специальные двигатели предназначены для работы с определенной целью, такой как тяга, толкание, вращение, транспортировка и вращение с равными интервалами шагов.

Электродвигатель — HiSoUR История культуры — Hi So You Are

Электродвигатель представляет собой электрическую машину, преобразующую электрическую энергию в механическую. Большинство электродвигателей работают за счет взаимодействия между магнитным полем двигателя и токами обмотки для создания силы в виде вращения. Электродвигатели могут питаться от источников постоянного тока (DC), таких как батареи, автомобили или выпрямители, или от источников переменного тока (AC), таких как электросеть, инверторы или электрические генераторы.Электрический генератор механически идентичен электродвигателю, но работает в обратном направлении, принимая механическую энергию (например, от текущей воды) и преобразовывая эту механическую энергию в электрическую.

Электродвигатели могут быть классифицированы по таким признакам, как тип источника питания, внутренняя конструкция, применение и тип вывода движения. Помимо типов переменного и постоянного тока, двигатели могут быть щеточными или бесщеточными, могут иметь различную фазу (см. Однофазные, двухфазные или трехфазные) и могут иметь воздушное или жидкостное охлаждение.Двигатели общего назначения со стандартными размерами и характеристиками обеспечивают удобную механическую мощность для промышленного использования. Самые большие электродвигатели используются для приведения судов в движение, сжатия трубопроводов и гидроаккумулирующих установок с номинальной мощностью до 100 мегаватт. Электродвигатели используются в промышленных вентиляторах, воздуходувках и насосах, станках, бытовой технике, электроинструментах и ​​дисководах. Маленькие двигатели можно найти в электрических часах.

В некоторых приложениях, таких как рекуперативное торможение с тяговыми двигателями, электродвигатели могут использоваться в качестве генераторов в обратном направлении для рекуперации энергии, которая в противном случае могла бы быть потеряна в виде тепла и трения.

Электродвигатели создают линейную или вращательную силу (крутящий момент), и их можно отличить от таких устройств, как магнитные соленоиды и громкоговорители, которые преобразуют электричество в движение, но не генерируют полезную механическую силу, которые соответственно называются исполнительными механизмами и преобразователями.

Компоненты

Ротор
В электродвигателе движущейся частью является ротор, который вращает вал для передачи механической энергии. В ротор обычно вложены проводники, по которым текут токи, которые взаимодействуют с магнитным полем статора, создавая силы, вращающие вал.В качестве альтернативы некоторые роторы несут постоянные магниты, а статор удерживает проводники.

Подшипники
Ротор поддерживается подшипниками, которые позволяют ротору вращаться вокруг своей оси. Подшипники, в свою очередь, опираются на корпус двигателя. Вал двигателя проходит через подшипники наружу двигателя, где прикладывается нагрузка. Поскольку силы нагрузки действуют за пределы самого внешнего подшипника, говорят, что нагрузка висит.

Статор
Статор является неподвижной частью электромагнитной цепи двигателя и обычно состоит либо из обмоток, либо из постоянных магнитов.Сердечник статора состоит из множества тонких металлических листов, называемых пластинами. Ламинирование используется для уменьшения потерь энергии, которые могли бы возникнуть при использовании твердого сердечника.

Воздушный зазор
Расстояние между ротором и статором называется воздушным зазором. Воздушный зазор имеет важные последствия и, как правило, должен быть как можно меньше, так как большой зазор оказывает сильное негативное влияние на производительность. Это основной источник низкого коэффициента мощности, при котором работают двигатели. Ток намагничивания увеличивается с увеличением воздушного зазора.По этой причине воздушный зазор должен быть минимальным. Очень маленькие зазоры могут создавать механические проблемы в дополнение к шуму и потерям.

Обмотки
Обмотки представляют собой провода, свернутые в катушки, обычно намотанные на ламинированный магнитный сердечник из мягкого железа, чтобы при подаче тока образовывались магнитные полюса.

Электрические машины бывают двух основных конфигураций полюсов магнитного поля: конфигурации с явно выраженными и неявнополюсными полюсами. В явнополюсной машине магнитное поле полюса создается обмоткой, намотанной на полюс под поверхностью полюса.В машине с неявнополюсным ротором, или с распределенным полем, или с круглым ротором обмотка распределяется в пазах на поверхности полюса. Двигатель с экранированными полюсами имеет обмотку вокруг части полюса, которая задерживает фазу магнитного поля для этого полюса.

В некоторых двигателях проводники состоят из более толстого металла, такого как стержни или листы металла, обычно из меди или алюминия. Обычно они питаются от электромагнитной индукции.

Коммутатор
Коммутатор — это механизм, используемый для переключения входа большинства машин постоянного тока и некоторых машин переменного тока.Он состоит из сегментов контактных колец, изолированных друг от друга и от вала. Ток якоря двигателя подается через стационарные щетки, находящиеся в контакте с вращающимся коммутатором, что вызывает необходимое изменение направления тока и оптимальным образом передает мощность на машину при вращении ротора от полюса к полюсу. В отсутствие такого реверсирования тока двигатель затормозит до полной остановки. В свете усовершенствованных технологий в области электронного контроллера, бездатчикового управления, асинхронных двигателей и двигателей с постоянными магнитами, асинхронные двигатели с внешней коммутацией и двигатели с постоянными магнитами вытесняют двигатели с электромеханической коммутацией.

Питание и управление двигателем

Электропитание двигателя
Двигатель постоянного тока обычно питается от контактного кольца, как описано выше. Коммутация двигателей переменного тока может быть либо контактным коллектором, либо внешней коммутацией, может быть с фиксированной или переменной скоростью, а также может быть синхронного или асинхронного типа. Универсальные двигатели могут работать как на переменном, так и на постоянном токе.

Управление двигателем
Двигатели переменного тока с регулируемой скоростью вращения снабжены пускателями прямого пуска или плавного пуска.

Двигатели переменного тока с регулируемой скоростью поставляются с рядом различных инверторов мощности, частотно-регулируемых приводов или электронных коммутаторов.

Термин «электронный коммутатор» обычно ассоциируется с самокоммутируемыми бесщеточными двигателями постоянного тока и вентильными реактивными двигателями.

Основные категории
Электродвигатели работают на трех различных физических принципах: магнетизм, электростатика и пьезоэлектричество. Безусловно, наиболее распространенным является магнетизм.

В магнитных двигателях магнитные поля формируются как в роторе, так и в статоре. Произведение этих двух полей создает силу и, следовательно, крутящий момент на валу двигателя. Одно или оба из этих полей должны изменяться при вращении двигателя. Это делается путем включения и выключения шестов в нужное время или изменения силы шеста.

Основными типами являются двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока, причем первые все чаще вытесняются вторыми.

бывают асинхронными или синхронными.

После запуска синхронному двигателю требуется синхронизация с синхронной скоростью движущегося магнитного поля для всех нормальных условий крутящего момента.

В синхронных машинах магнитное поле должно создаваться с помощью средств, отличных от индукции, таких как отдельно возбуждаемые обмотки или постоянные магниты.

Двигатель с дробной мощностью (FHP) либо имеет номинальную мощность ниже примерно 1 лошадиной силы (0,746 кВт), либо изготовлен со стандартным размером рамы меньше, чем стандартный двигатель мощностью 1 л.с.Многие бытовые и промышленные двигатели относятся к классу малой мощности.

Сокращения:

BLAC — бесщеточный двигатель переменного тока
BLDC — бесщеточный двигатель постоянного тока
BLDM — бесщеточный двигатель постоянного тока
EC — электронный коммутатор
PM — постоянный магнит
IPMSM — синхронный двигатель с внутренним постоянным магнитом
PMSM — синхронный двигатель с постоянными магнитами
SPMSM — синхронный двигатель с поверхностными постоянными магнитами
SCIM — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
SRM — реактивный двигатель с переключателем
SyRM — синхронный реактивный двигатель
VFD — частотно-регулируемый привод
WRIM — асинхронный двигатель с фазным ротором
WRSM — синхронный двигатель с фазным ротором : Ток, который вы можете ожидать при пусковых условиях при подаче полного напряжения.Это происходит мгновенно при запуске.
RLA — Ток с номинальной нагрузкой: максимальный ток, который должен потреблять двигатель при любых условиях эксплуатации. Часто их ошибочно называют токами рабочей нагрузки, что заставляет людей ошибочно полагать, что двигатель всегда должен тянуть эти усилители.
FLA — Ток полной нагрузки: изменен в 1976 году на «RLA — Ток номинальной нагрузки».

Самокоммутируемый двигатель

Коллекторный двигатель постоянного тока
По определению, все двигатели постоянного тока с автоматической коммутацией работают от электроэнергии постоянного тока. Большинство двигателей постоянного тока представляют собой двигатели с небольшими постоянными магнитами (ПМ).Они содержат щеточную внутреннюю механическую коммутацию для реверсирования тока обмоток двигателя синхронно с вращением.

Двигатель постоянного тока с электрическим возбуждением
Коммутируемый двигатель постоянного тока имеет набор вращающихся обмоток, намотанных на якорь, установленный на вращающемся валу. На валу также установлен коммутатор, долговечный поворотный электрический переключатель, который периодически меняет направление тока в обмотках ротора при вращении вала. Таким образом, через вращающиеся обмотки каждого коллекторного двигателя постоянного тока протекает переменный ток.Ток протекает через одну или несколько пар щеток, опирающихся на коммутатор; щетки соединяют внешний источник электроэнергии с вращающимся якорем.

Вращающийся якорь состоит из одной или нескольких катушек проволоки, намотанной на многослойный, магнитно «мягкий» ферромагнитный сердечник. Ток от щеток протекает через коммутатор и одну обмотку якоря, образуя временный магнит (электромагнит). Магнитное поле, создаваемое якорем, взаимодействует со стационарным магнитным полем, создаваемым либо ПМ, либо другой обмоткой (катушка возбуждения) как часть корпуса двигателя.Сила между двумя магнитными полями имеет тенденцию вращать вал двигателя. Коммутатор переключает питание на катушки по мере вращения ротора, удерживая магнитные полюса ротора от полного совмещения с магнитными полюсами поля статора, так что ротор никогда не останавливается (как стрелка компаса), а продолжает вращаться. пока подается питание.

Многие ограничения классического коллекторного двигателя постоянного тока связаны с необходимостью прижимать щетки к коллектору.Это создает трение. Искры создаются щетками, замыкающими и размыкающими цепи через катушки ротора, когда щетки пересекают изолирующие промежутки между секциями коллектора. В зависимости от конструкции коммутатора это может включать в себя щетки, замыкающие накоротко соседние секции — и, следовательно, концы катушек — на мгновение, пересекая зазоры. Кроме того, индуктивность катушек ротора вызывает повышение напряжения на каждой из них, когда ее цепь размыкается, увеличивая искрение щеток. Это искрообразование ограничивает максимальную скорость машины, так как слишком быстрое искрение приведет к перегреву, эрозии или даже расплавлению коллектора.Плотность тока на единицу площади щеток в сочетании с их удельным сопротивлением ограничивает мощность двигателя. Замыкание и размыкание электрического контакта также вызывает электрический шум; искрение генерирует РЧ-помехи. Щетки со временем изнашиваются и требуют замены, а сам коллектор подлежит износу и обслуживанию (на более крупных двигателях) или замене (на небольших двигателях). Сборка коллектора на большом двигателе является дорогостоящим элементом, требующим точной сборки многих деталей. В небольших двигателях коммутатор обычно постоянно встроен в ротор, поэтому его замена обычно требует замены всего ротора.

Хотя большинство коммутаторов имеют цилиндрическую форму, некоторые из них представляют собой плоские диски, состоящие из нескольких сегментов (как правило, не менее трех), закрепленных на изоляторе.

Большие щетки желательны для большей площади контакта щеток, чтобы максимизировать мощность двигателя, но маленькие щетки желательны для малой массы, чтобы максимизировать скорость, с которой двигатель может работать без чрезмерного подпрыгивания щеток и искрения. (Маленькие щетки также желательны из-за более низкой стоимости.) Более жесткие пружины щеток также можно использовать, чтобы заставить щетки данной массы работать с более высокой скоростью, но за счет больших потерь на трение (более низкой эффективности) и ускоренного износа щетки и коллектора.Следовательно, конструкция щеток двигателя постоянного тока влечет за собой компромисс между выходной мощностью, скоростью и эффективностью/износом.

Машины постоянного тока определяются следующим образом:

Цепь якоря – Обмотка, по которой проходит ток нагрузки, которая может быть стационарной или вращающейся частью двигателя или генератора.
Цепь возбуждения — набор обмоток, создающих магнитное поле, благодаря чему в электрических машинах может иметь место электромагнитная индукция.
Коммутация: Механический метод, с помощью которого может быть достигнуто выпрямление или из которого может быть получен постоянный ток в машинах постоянного тока.

Существует пять типов коллекторных двигателей постоянного тока:

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением
Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением
Составной двигатель постоянного тока (две конфигурации):
Комбинированный двигатель
Дифференциальный состав
Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами (не показан)
Отдельное возбуждение (не показан).

Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами
Двигатель с постоянными магнитами не имеет обмотки возбуждения на раме статора, вместо этого он использует магнитное поле с постоянными магнитами, с которым поле ротора взаимодействует для создания крутящего момента.Компенсационные обмотки, включенные последовательно с якорем, могут использоваться в больших двигателях для улучшения коммутации под нагрузкой. Поскольку это поле является фиксированным, его нельзя настроить для управления скоростью. Поля с постоянными магнитами (статоры) удобны в миниатюрных двигателях для устранения потребляемой мощности обмотки возбуждения. Большинство больших двигателей постоянного тока относятся к типу «динамо», которые имеют обмотки статора. Исторически сложилось так, что PM нельзя было заставить сохранять высокий поток, если они были разобраны; обмотки возбуждения были более практичными для получения необходимого количества потока.Однако большие ПМ дороги, а также опасны и сложны в сборке; это благоприятствует раневым полям для больших машин.

Чтобы свести к минимуму общий вес и размер, в миниатюрных двигателях с постоянными магнитами могут использоваться магниты высокой энергии, изготовленные из неодима или других стратегических элементов; большинство из них представляют собой сплав неодим-железо-бор. При более высокой плотности потока электрические машины с высокоэнергетическими ПМ как минимум конкурентоспособны со всеми оптимально спроектированными однополярными синхронными и асинхронными электрическими машинами. Миниатюрные двигатели напоминают конструкцию, показанную на иллюстрации, за исключением того, что они имеют как минимум три полюса ротора (для обеспечения запуска независимо от положения ротора), а их внешний корпус представляет собой стальную трубу, которая магнитным образом связывает внешние поверхности изогнутых магнитов возбуждения.

Двигатель с электронным коммутатором (EC)

Бесщеточный двигатель постоянного тока
В конструкции BLDC устранены некоторые проблемы, связанные с щеточным двигателем постоянного тока. В этом двигателе механический «вращающийся переключатель» или коммутатор заменен внешним электронным переключателем, синхронизированным с положением ротора. Двигатели BLDC обычно имеют КПД 85–90% или более. Сообщается, что КПД двигателя постоянного тока BLDC составляет до 96,5%, тогда как КПД двигателей постоянного тока с щеточным механизмом обычно составляет 75–80%.

Форма волны характеристической трапециевидной противоэлектродвижущей силы (CEMF) двигателя BLDC частично получена из-за равномерного распределения обмоток статора, а частично из-за размещения постоянных магнитов ротора.Также известные как двигатели постоянного тока с электронной коммутацией или двигатели постоянного тока наизнанку, обмотки статора трапециевидных двигателей BLDC могут быть однофазными, двухфазными или трехфазными и использовать датчики на эффекте Холла, установленные на их обмотках для определения положения ротора и низкой стоимости. -контур управления электронным коммутатором.

BLDC обычно используются там, где необходимо точное регулирование скорости, например, в компьютерных дисководах или кассетных видеомагнитофонах, шпинделях в приводах компакт-дисков, компакт-дисков (и т. д.) и механизмах в офисных продуктах, таких как вентиляторы, лазерные принтеры. и копировальные аппараты.Они имеют ряд преимуществ перед обычными двигателями:

По сравнению с вентиляторами переменного тока, использующими двигатели с расщепленными полюсами, они очень эффективны и работают намного медленнее, чем аналогичные двигатели переменного тока. Эта холодная операция приводит к значительному увеличению срока службы подшипников вентилятора.
Без изнашиваемого коллектора срок службы бесконтактного двигателя постоянного тока может быть значительно больше по сравнению с двигателем постоянного тока, использующим щетки и коллектор. Коммутация также имеет тенденцию вызывать сильный электрический и радиочастотный шум; без коммутатора или щеток двигатель BLDC можно использовать в электрически чувствительных устройствах, таких как аудиооборудование или компьютеры.
Те же самые датчики на эффекте Холла, которые обеспечивают коммутацию, могут также обеспечивать удобный сигнал тахометра для приложений с замкнутым контуром управления (управляемых сервоприводом). В вентиляторах сигнал тахометра можно использовать для получения сигнала «вентилятор в норме», а также для обеспечения обратной связи по скорости вращения.
Двигатель можно легко синхронизировать с внутренними или внешними часами, что обеспечивает точное регулирование скорости. Электродвигатели
BLDC, в отличие от щеточных электродвигателей, не подвержены искрообразованию, что делает их более подходящими для сред с летучими химическими веществами и топливом.Кроме того, искрообразование приводит к образованию озона, который может скапливаться в плохо проветриваемых зданиях, что может нанести вред здоровью жильцов. Двигатели
BLDC обычно используются в небольшом оборудовании, таком как компьютеры, и обычно используются в вентиляторах для избавления от нежелательного тепла.
Это также акустически очень тихие двигатели, что является преимуществом при использовании в оборудовании, подверженном вибрации.
Современные двигатели BLDC имеют мощность от долей ватта до многих киловатт. В электромобилях используются более крупные двигатели BLDC мощностью до 100 кВт.Они также находят широкое применение в высокопроизводительных электрических моделях самолетов.

Импульсный реактивный двигатель
В SRM нет щеток или постоянных магнитов, а в роторе отсутствуют электрические токи. Вместо этого крутящий момент возникает из-за небольшого смещения полюсов ротора с полюсами статора. Ротор выравнивается с магнитным полем статора, в то время как обмотки возбуждения статора последовательно возбуждаются, чтобы вращать поле статора.

Магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, следует по пути наименьшего магнитного сопротивления, что означает, что поток будет течь через полюса ротора, которые находятся ближе всего к полюсам статора, находящимся под напряжением, тем самым намагничивая эти полюса ротора и создавая крутящий момент.Когда ротор вращается, различные обмотки будут получать питание, поддерживая вращение ротора.

SRM используются в некоторых приборах и транспортных средствах.

Универсальный двигатель переменного/постоянного тока
Коммутируемый двигатель с последовательной или параллельной обмоткой с электрическим возбуждением называется универсальным двигателем, поскольку он может быть рассчитан на работу от сети переменного или постоянного тока. Универсальный двигатель может хорошо работать на переменном токе, потому что ток как в катушках возбуждения, так и в катушках якоря (и, следовательно, в результирующих магнитных полях) будет чередоваться (обратная полярность) синхронно, и, следовательно, результирующая механическая сила будет иметь постоянное направление вращения. .

Универсальные двигатели, работающие на обычных частотах сети, часто имеют мощность менее 1000 Вт. Универсальные двигатели также легли в основу традиционных железнодорожных тяговых двигателей на электрических железных дорогах. В этом приложении использование переменного тока для питания двигателя, изначально предназначенного для работы на постоянном токе, привело бы к снижению эффективности из-за нагрева вихревыми токами их магнитных компонентов, особенно полюсных наконечников возбуждения двигателя, которые для постоянного тока использовали бы сплошные ( неламинированное) железо и сейчас они используются редко.

Преимущество универсального двигателя заключается в том, что источники питания переменного тока могут использоваться с двигателями, которые имеют некоторые характеристики, более характерные для двигателей постоянного тока, в частности, высокий пусковой момент и очень компактную конструкцию при использовании высоких рабочих скоростей. Отрицательным аспектом являются проблемы с обслуживанием и коротким сроком службы, вызванные коммутатором. Такие двигатели используются в устройствах, таких как миксеры для пищевых продуктов и электроинструменты, которые используются только с перерывами и часто имеют высокие требования к пусковому крутящему моменту. Несколько касаний катушки возбуждения обеспечивают (неточное) ступенчатое регулирование скорости.Бытовые блендеры, которые рекламируют много скоростей, часто сочетают в себе катушку возбуждения с несколькими ответвлениями и диод, который можно включить последовательно с двигателем (заставляя двигатель работать на однополупериодном выпрямленном переменном токе). Универсальные двигатели также поддаются электронному регулированию скорости и поэтому являются идеальным выбором для таких устройств, как бытовые стиральные машины. Двигатель можно использовать для вращения барабана (как вперед, так и назад) путем переключения обмотки возбуждения относительно якоря.

В то время как SCIM не могут вращать вал быстрее, чем позволяет частота сети, универсальные двигатели могут работать на гораздо более высоких скоростях.Это делает их полезными для таких приборов, как блендеры, пылесосы и фены, где желательны высокая скорость и малый вес. Они также широко используются в портативных электроинструментах, таких как дрели, шлифовальные машины, циркулярные и лобзиковые пилы, где характеристики двигателя работают хорошо. Частота вращения двигателей многих пылесосов и триммеров превышает 10 000 об/мин, а у многих аналогичных миниатюрных измельчителей — 30 000 об/мин.

Машина переменного тока с внешней коммутацией
Конструкция асинхронных и синхронных двигателей переменного тока оптимизирована для работы от однофазной или многофазной синусоидальной или квазисинусоидальной формы волны, например, подаваемой для приложений с фиксированной скоростью от сети переменного тока или для приложений с переменной скоростью. от контроллеров VFD.Двигатель переменного тока состоит из двух частей: неподвижного статора с катушками, на которые подается переменный ток для создания вращающегося магнитного поля, и ротора, прикрепленного к выходному валу, которому вращающееся поле придает крутящий момент.

Асинхронный двигатель
Асинхронный двигатель с клеткой и фазным ротором
Асинхронный двигатель представляет собой асинхронный двигатель переменного тока, в котором мощность передается на ротор за счет электромагнитной индукции, подобно действию трансформатора. Асинхронный двигатель напоминает вращающийся трансформатор, потому что статор (неподвижная часть) по существу является первичной стороной трансформатора, а ротор (вращающаяся часть) — вторичной стороной.Многофазные асинхронные двигатели широко используются в промышленности.

Асинхронные двигатели можно дополнительно разделить на асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и асинхронные двигатели с фазным ротором (WRIM). SCIM имеют тяжелую обмотку, состоящую из сплошных стержней, обычно алюминиевых или медных, соединенных кольцами на концах ротора. Если рассматривать только перекладины и кольца в целом, они очень похожи на вращающуюся клетку для упражнений животного, отсюда и название.

Токи, наведенные в этой обмотке, создают магнитное поле ротора.Форма стержней ротора определяет скоростно-моментные характеристики. На низких скоростях ток, индуцируемый в короткозамкнутом роторе, почти соответствует частоте сети и имеет тенденцию быть во внешних частях клетки ротора. По мере того, как двигатель разгоняется, частота скольжения становится ниже, а внутри обмотки протекает больший ток. Путем формирования стержней для изменения сопротивления частей обмотки во внутренней и внешней частях клетки в цепь ротора эффективно вводится переменное сопротивление.Однако большинство таких моторов имеют единые стержни.

В WRIM обмотка ротора состоит из множества витков изолированного провода и соединена с контактными кольцами на валу двигателя. В цепь ротора можно подключить внешний резистор или другие устройства управления. Резисторы позволяют управлять скоростью двигателя, хотя на внешнем сопротивлении рассеивается значительная мощность. Преобразователь может питаться от цепи ротора и возвращать мощность с частотой скольжения, которая в противном случае была бы потрачена впустую, обратно в энергосистему через инвертор или отдельный двигатель-генератор.

WRIM используется в основном для пуска нагрузки с высокой инерцией или нагрузки, требующей очень высокого пускового момента во всем диапазоне скоростей. При правильном выборе резисторов, используемых во вторичном сопротивлении или пускателе с контактными кольцами, двигатель может создавать максимальный крутящий момент при относительно низком токе питания от нулевой до полной скорости. Этот тип двигателя также предлагает регулируемую скорость.

Скорость двигателя может быть изменена, поскольку кривая крутящего момента двигателя эффективно изменяется за счет величины сопротивления, подключенного к цепи ротора.Увеличение значения сопротивления снизит скорость максимального крутящего момента. Если сопротивление, подключенное к ротору, превышает точку, в которой возникает максимальный крутящий момент при нулевой скорости, крутящий момент еще больше уменьшится.

При использовании с нагрузкой, кривая крутящего момента которой увеличивается с увеличением скорости, двигатель будет работать на скорости, при которой развиваемый двигателем крутящий момент равен крутящему моменту нагрузки. Уменьшение нагрузки вызовет ускорение двигателя, а увеличение нагрузки приведет к замедлению двигателя до тех пор, пока нагрузка и крутящий момент двигателя не сравняются.При такой работе потери на скольжение рассеиваются во вторичных резисторах и могут быть очень значительными. Регулировка скорости и чистая эффективность также очень плохи.

Моментный двигатель
Моментный двигатель представляет собой особую форму электродвигателя, который может работать неограниченное время в остановленном состоянии, то есть с заблокированным от вращения ротором, без каких-либо повреждений. В этом режиме работы двигатель будет прикладывать к нагрузке постоянный крутящий момент (отсюда и название).

Типичным применением моментного двигателя могут быть двигатели подающего и приемного барабана в ленточном накопителе.В этом приложении, приводимом в действие от низкого напряжения, характеристики этих двигателей позволяют прикладывать к ленте относительно постоянное легкое натяжение независимо от того, подает ли ведущее колесо ленту мимо головок ленты. Приводимые в действие более высоким напряжением (и, таким образом, обеспечивающие более высокий крутящий момент), моментные двигатели также могут выполнять быструю перемотку вперед и назад, не требуя каких-либо дополнительных механизмов, таких как шестерни или муфты. В мире компьютерных игр моментные двигатели используются в рулевых колесах с силовой обратной связью.

Другим распространенным применением является управление дроссельной заслонкой двигателя внутреннего сгорания в сочетании с электронным регулятором. В этом случае двигатель работает против возвратной пружины, чтобы перемещать дроссель в соответствии с выходным сигналом регулятора. Последний контролирует скорость двигателя, подсчитывая электрические импульсы от системы зажигания или от магнитного датчика и, в зависимости от скорости, вносит небольшие коррективы в величину тока, подаваемого на двигатель. Если двигатель начнет замедляться относительно желаемой скорости, ток будет увеличен, двигатель будет развивать больший крутящий момент, подтягивая возвратную пружину и открывая дроссельную заслонку.Если двигатель работает слишком быстро, регулятор уменьшит ток, подаваемый на двигатель, в результате чего возвратная пружина оттянется и закроет дроссельную заслонку.

Синхронный двигатель
Синхронный электродвигатель представляет собой двигатель переменного тока, отличающийся тем, что ротор вращается с катушками, проходящим через магниты с той же скоростью, что и переменный ток, что приводит к возникновению магнитного поля, которое приводит его в движение. Другой способ сказать это, что он имеет нулевое скольжение в обычных условиях эксплуатации. Сравните это с асинхронным двигателем, который должен проскальзывать для создания крутящего момента.Один тип синхронного двигателя подобен асинхронному двигателю, за исключением того, что ротор возбуждается полем постоянного тока. Токосъемные кольца и щетки используются для подачи тока на ротор. Полюса ротора соединяются друг с другом и движутся с одинаковой скоростью, отсюда и название синхронного двигателя. Другой тип, для низкого крутящего момента нагрузки, имеет плоские поверхности, притертые к обычному ротору с короткозамкнутым ротором, для создания дискретных полюсов. Еще один, например, сделанный Хаммондом для часов до Второй мировой войны и в более старых органах Хаммонда, не имеет обмоток ротора и дискретных полюсов.Это не самозапуск. Часы требуют ручного запуска с помощью небольшой ручки на задней панели, в то время как более старые органы Hammond имели вспомогательный пусковой двигатель, подключенный с помощью подпружиненного переключателя с ручным управлением.

Наконец, синхронные двигатели с гистерезисом обычно представляют собой (по существу) двухфазные двигатели с фазосдвигающим конденсатором для одной фазы. Они запускаются как асинхронные двигатели, но когда скорость скольжения значительно уменьшается, ротор (гладкий цилиндр) временно намагничивается. Его распределенные полюса заставляют его действовать как синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM).Материал ротора, как и у обычного гвоздя, останется намагниченным, но его также можно размагнитить с небольшими трудностями. После запуска полюса ротора остаются на месте; они не дрейфуют.

Маломощные синхронные синхронизирующие двигатели (например, для традиционных электрических часов) могут иметь многополюсные роторы с внешними чашками с постоянными магнитами и использовать теневые катушки для обеспечения пускового момента. Моторы часов Telechron имеют заштрихованные полюса для пускового момента и кольцевой ротор с двумя спицами, который работает как дискретный двухполюсный ротор.

Электрическая машина с двойным питанием
Электродвигатели с двойным питанием имеют два независимых набора многофазных обмоток, которые вносят активную (т. е. рабочую) мощность в процесс преобразования энергии, при этом по крайней мере один из наборов обмоток имеет электронное управление для работы с переменной скоростью. Два независимых набора многофазных обмоток (т. е. сдвоенный якорь) — это максимум, обеспечиваемый в одном корпусе без дублирования топологии.