Электродвигатель на схеме обозначение: ГОСТ 2.722-68 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические (с Изменениями N 1, 2, 3), ГОСТ от 01 декабря 1967 года №2.722-68

Содержание

ГОСТ 26772-85


ГОСТ 26772-85
(СТ СЭВ 3170-81)

Группа Е60



ОКП 33 0000

Дата введения 1987-01-01

ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 декабря 1985 г. N 4443

ВЗАМЕН ГОСТ 183-74 в части пп.5.1-5.9

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13.10.88 N 3439 с 01.01.89

Изменение N 1 внесено юридическим бюро "Кодекс" по тексту ИУС N 1, 1989 год



Настоящий стандарт распространяется на все виды электрических машин постоянного и переменного тока и устанавливает обозначение выводов их обмоток.

Обозначения выводов буквами латинского алфавита распространяются только на вновь разрабатываемые машины.

Обозначения выводов буквами русского алфавита распространяются только на ранее разработанные и модернизированные машины.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3170-81 и публикации МЭК 34-8, 1977 г.

Допускается стандарт не распространять на электрические машины, подключение которых к системам питания и управления осуществляется с помощью штепсельного разъема.


(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Вновь разрабатываемые машины

1.1.1. Выводы обмоток следует обозначать прописными буквами латинского алфавита (например: U, V, W).

1.1.2. Конечные выводы обмоток следует обозначать цифрами "1" и "2" после букв (например: U1, U2), а промежуточные выводы - последующими цифрами (например: D3, D4).

1.1.3. Выводы обмоток, имеющие одинаковые буквенные обозначения, следует обозначать дополнительной цифрой, стоящей впереди букв (например: 1U, 2U).

1.1.3а. Буквы для обозначения обмоток постоянного тока берутся из первой части алфавита, а буквы для обозначения обмоток переменного тока - из второй части алфавита.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

1.1.4. При применении обозначений, устанавливаемых настоящим стандартом для внутренних присоединительных выводов, их следует указывать в скобках.

1.2. Ранее разработанные и модернизируемые машины

1.2.1. В электрических машинах постоянного тока начало и конец каждой обмотки должны обозначаться одной и той же прописной буквой русского алфавита со следующими цифрами: 1- начало, 2 - конец.

Если в машине имеется несколько обмоток одного наименования, то их начала и концы после буквенных обозначений должны иметь цифровые обозначения: 1-2, 3-4, 5-6 и т.д.

Концы обмоток, соединенные между собой внутри электрической машины и не выведенные наружу, не обозначают.

1.2.2. В машинах переменного тока выводы обмоток должны обозначаться:

обмотки статора (якоря) синхронных и асинхронных машин - буквой С;

обмотки pотоpa асинхронных машин - буквой Р;

обмотки возбуждения (индуктора) синхронных машин - буквой И;

вывод от части фазы машин, работающих одновременно при двух напряжениях, - буквой В;

начало и концы обмоток и соответствующие им фазы и нулевая точка (независимо от того, заземлена она или нет) - цифрами.

1.2.3. Выводы составных и секционированных обмоток статоров машин переметного тока обозначают теми же буквами, что и простые обмотки, но с дополнительными цифрами впереди букв.

1.2.4. Выводы секционированных обмоток многоскоростных асинхронных двигателей, позволяющих изменить число полюсов, обозначают теми же буквами, что и простые обмотки, но с дополнительными цифрами впереди букв, указывающими число полюсов данной секции.

1.2.4a. Нанесение обозначений на концы обмоток и на выводы производится непосредственно на концах обмоток, на выводах, на кабельных наконечниках, на шинных концах или на специальных обжимах, плотно закрепленных на проводах или на клеммной колодке рядом с выводами. Навеска бирок не допускается.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

1.2.5. Обозначения выводов обмоток машин, не предусмотренных настоящим стандартом, должны быть установлены в стандартах и технических условиях на конкретные типы (виды) машин.

2. ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЫВОДОВ

2.1. Обмотки электрических машин постоянного тока

2.1.1. Вновь разрабатываемые машины

2.1.1.1. Выводы обмоток электрических машин постоянного тока следует обозначать в соответствии с табл.1.


Таблица 1

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Начало

Конец

Обмотка якоря

А1

А2

Обмотка добавочного полюса

В1

В2

Двухсекционная обмотка добавочного полюса (присоединенная к якорю с обеих сторон) с четырьмя выводами

1В1

1В2

2В1

2В2

Обмотка компенсационная

С1

С2

Обмотка компенсационная, двухсекционная (присоединенная к якорю с обеих сторон) с четырьмя выводами

1С1

1С2

2С1

2С2

Обмотка последовательного возбуждения

D1

D2

Обмотка параллельного возбуждения

Е1

Е2

Обмотка независимого возбуждения

F1

F2

Обмотка независимого возбуждения с четырьмя выводами для последовательного и параллельного включения

F1

F2

F5

F6

Вспомогательная обмотка по продольной оси

h2

Н2

Вспомогательная обмотка по поперечной оси

J1

J2


Примечания:

1. Если обмотка добавочных полюсов и компенсационная обмотка взаимосвязаны, то для обозначения выводов следует применять букву С.

2. Послебуквенные обозначения выводов обмоток возбуждения, работающих по одной в той же оси, выполняют так, чтобы при протекании токов от зажимов с меньшим номером к зажимам с большим номером магнитные поля совпадали по направлению.

2.1.2. Ранее разработанные и модернизируемые машины

2.1.2.1. Выводы обмоток электрических машин постоянного тока следует обозначать в соответствии с табл.2.

Таблица 2

Наименование обмотки

Начало

Конец

Обмотка якоря

Я1

Я2

Компенсационная обмотка

К1

К2

Обмотка добавочных полюсов

Д1

Д2

Последовательная обмотка возбуждения

С1

С2

Независимая обмотка возбуждения

Н1

Н2

Параллельная обмотка возбуждения

Ш1

Ш2

Пусковая обмотка

П1

П2

Уравнительный провод и уравнительная обмотка

У1

У2

Обмотка особого назначения

О1, О3

О2, О4


Примечание. Обозначения выводов должны выполняться так, чтобы при правом вращении в режиме двигателя ток во всех обмотках (за исключением размагничивающих обмоток на главных полюсах) протекал в направлении от начала 1 к концу 2.

2.2. Обмотки трехфазных машин переменного тока

2.2.1. Вновь разрабатываемые машины

2.2.1.1. Выводы первичных обмоток трехфазных машин следует обозначать в соответствии с табл.3.

Таблица 3

Схема соединения обмотки

Число выводов

Наименование фазы
и вывода

Обозначение вывода

Начало

Конец

Открытая схема

6

Первая фаза

U1

U2

Вторая фаза

V1

V2

Третья фаза

W1

W2

Соединение в звезду

3 или 4

Первая фаза

U

Вторая фаза

V

Третья фаза

W

Точка звезды

N

Соединение в треугольник

3

Первый вывод

U

Второй вывод

V

Третий вывод

W

Секционированная обмотка

12

Первая фаза

U1

U2

Выводы от первой фазы

U3

U4

Вторая фаза

V1

V2

Выводы от второй фазы

V3

V4

Третья фаза

W1

W2

Выводы от третьей фазы

W3

W4

Расщепленные обмотки, предназначенные для последовательного или параллельного включения

-

Первая фаза

U1

U2

U5

U6

Вторая фаза

V1

V2

V5

V6

Третья фаза

W1

W2

W5

W6

Раздельные обмотки, не предназначенные для последовательного или параллельного включения

-

Первая фаза

1U1

1U2

2U1

2U2

Вторая фаза

1V1

1V2

2V1

2V2

Третья фаза

1W1

1W2

2W1

2W2

Обмотки многоскоростных двигателей
Закрытая схема

6

Выводы первой фазы

1U-2N

2U

Выводы второй фазы

1V-2N

2V

Выводы третьей фазы

1W-2N

2W

9

Выводы первой фазы

1U-3N

2U; 3U

Выводы второй фазы

1V-3N

2V; 3V

Выводы третьей фазы

1W-3N

2W; 3W

12

Выводы первой фазы

1U-2N

2U

3U-4N

4U

Выводы второй фазы

1V-2N

2V

3V-4N

4V

Выводы третьей фазы

1W-2N

2W

3W-4N

4W


Примечания:

1. В обозначениях раздельных обмоток двигателей, переключаемых на разное число полюсов, меньшая (большая) цифра, стоящая перед буквенным обозначением обмотки, соответствует меньшей (большей) частоте вращения.

2. Двойное обозначение (например: 1U-2N; 1U-3N и др.) применяются для выводов, которые при одной частоте вращения присоединяются к сети, а при другой частоте вращения замыкаются накоротко между собой. Если на доске выводов нет достаточного места для двойного обозначения, допускается не указывать вторую половину двойного обозначения с обязательным приложением к машине схемы соединений.

3. В чертежах электрических схем соединения с шестью выводными концами (в рисунках на свободном поле схемы) допускается применение двойных обозначений (U1W2; V1U2; W1V2) при соединении фаз в треугольник; обозначений U1; V1; W1 начал фаз и тройного обозначения (U2; V2; W2) точки звезды при соединении фаз в звезду.

2.2.1.2. Выводы вторичных обмоток трехфазных асинхронных двигателей с фазным ротором и обмоток возбуждения синхронных машин следует обозначать в соответствии с табл.4.

Таблица 4

Наименование или схема соединения обмотки

Число выводов

Наименование фазы и вывода

Обозначение вывода

Начало

Конец

Вторичная обмотка (открытая)

6

Первая фаза

K1

K2

Вторая фаза

L1

L2

Третья фаза

M1

М2

Соединение в звезду

3 или 4

Первая фаза

K

Вторая фаза

L

Третья фаза

М

Точка звезды

Q

Соединение в треугольник

3

Первый вывод

K

Второй вывод

L

Третий вывод

М

Обмотка возбуждения синхронных машин

2

-

F1

F2

2.2.2. Ранее разработанные и модернизируемые машины

2.2.2.1. Выводы несекционированных обмоток трехфазных машин и обозначения выводов обмоток возбуждения синхронных машин следует обозначать в соответствии с табл.5.

Таблица 5

Наименование или схема соединения обмотки

Число выводов

Наименование фазы
и вывода

Обозначение вывода

Начало

Конец

А. Обмотки статора (якоря) открытая схема

6

Первая фаза

С1

С4

Вторая фаза

С2

С5

Третья фаза

С3

С6

Соединение звездой

3 или 4

Первая фаза

С1

Вторая фаза

С2

Третья фаза

С3

Нулевая точка

0

Соединение треугольником

3

Первый вывод

С1

Второй вывод

С2

Третий вывод

С3

Б. Обмотки возбуждения (индукторов) синхронных машин

2

-

И1

И2


Примечания:

1. Для генераторов, предназначенных для одного определенного направления вращения, обозначения выводов должны соответствовать порядку следования для заданного напряжения, а для двигателей обозначения выводов должны быть выполнены таким образом, чтобы при подключении к ним одноименных фаз сети ротор вращался в заданном направлении.

2. В чертежах электрических схем соединения обмоток с 6 выводными концами (в рисунках на свободном поле схемы) допускается применение: двойных обозначений (С1С5; С2С4; С3С5) при соединении фаз в треугольник; тройного обозначения (С4С5С6) точки звезды при соединении фаз в звезду.

2.2.2.2. Выводы составных и секционированных обмоток статоров машин следует обозначать теми же буквами, что и простые обмотки (табл.5), но с дополнительными цифрами впереди букв в соответствии с табл.6.

Таблица 6

Наименование обмотки

Наименование фазы

Обозначение вывода

Начало

Конец

Первая обмотка

Первая фаза

1С1

1С4

Вторая фаза

1С2

1С5

Третья фаза

1С3

1С6

Вторая обмотка

Первая фаза

2С1

2С4

Вторая фаза

2С2

2С5

Третья фаза

2С3

2С6

2.2.2.3. Выводы секционированных обмоток многоскоростных асинхронных двигателей, позволяющих изменять число полюсов, следует обозначать теми же буквами, что и простые обмотки, но с дополнительными цифрами впереди букв, указывающими число полюсов данной секции и фазу в соответствии с табл.7.

Таблица 7

Наименование фазы

Обозначение вывода при числе полюсов

4

6

8

12

Первая фаза

4С1

6С1

8С1

12С1

Вторая фаза

4С2

6С2

8С2

12С2

Третья фаза

4С3

6С3

8С3

12С3

2.2.2.4. Выводы обмоток ротора асинхронных машин следует обозначать в соответствии с табл.8.

Таблица 8

Число выводов на контактных кольцах

Наименование фазы

Обозначение вывода

3

Первая фаза

Р1

Вторая фаза

Р2

Третья фаза

Р3

4

Первая фаза

Р1

Вторая фаза

Р2

Третья фаза

Р3

Нулевая точка

0


Примечание. Контактные кольца роторов асинхронных двигателей обозначают так же, как присоединенные к ним выводы обмотки ротора; при этом расположение колец должно быть в порядке цифр, указанных в табл.8, а кольцо 1 должно быть наиболее удаленным от обмотки ротора. Обозначение самих колец буквами необязательно.

2.3. Обмотки двухфазных машин переменного тока (для вновь разрабатываемых машин)

2.3.1. Обозначения выводов обмоток двухфазных машин переменного тока образуются из обозначений выводов трехфазных машин, исключая буквы W и М.

2.4. Обмотки однофазных машин переменного тока

2.4.1. Вновь разрабатываемые машины

2.4.1.1. Выводы обмоток однофазных машин следует обозначать в соответствии с табл.9.

Таблица 9

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Начало

Конец

Обмотка статора

а) главная обмотка

U1

U2

б) вспомогательная обмотка

Z1

Z2

Выводы для реле частоты вращения

R1

R2

Дополнительные выводы (конденсатор, разъединитель и др.)

X1

Х2

2.4.2. Ранее разработанные и модернизируемые машины

2.4.2.1. Выводы обмоток однофазных машин следует обозначать в соответствии с табл.10.

Таблица 10

Наименование обмотки

Число
выводов

Обозначение вывода

Начало

Конец

Обмотка статора (якоря) синхронных машин

2

C1

C2

Обмотка статора асинхронных двигателей:

главная обмотка

2

C1

C2

вспомогательная обмотка

2

B1

B2

обмотка возбуждения (индуктора) синхронных машин

2

И1

И2

2.5. Обмотки машин малой мощности (для разрабатываемых, вновь разрабатываемых и модернизируемых машин)

2.5.1. Для машин, где буквенное обозначение применять затруднительно, допускается обозначение выводов цветовым кодом (проводами с разноцветной изоляцией, краской и пр.).

2.5.2. Выводы обмоток машин следует обозначать: для трехфазных - в соответствии с табл.11; для однофазных двигателей - в соответствии с табл.12; для коллекторных двигателей постоянного и переменного тока - в соответствии с табл.13; для асинхронных управляемых двигателей - в соответствии с табл. 14; для шаговых двигателей - в соответствии с табл.15.

Таблица 11

Схема соединения обмотки

Число выводов

Наименование фазы
и вывода

Цветовой код вывода

Начало

Конец

Открытая схема

6

Первая фаза

Желтый

Желтый с черным

Вторая фаза

Зеленый

Зеленый с черным

Третья фаза

Красный

Красный с черным

Звезда

3 или 4

Первая фаза

Желтый

-

Вторая фаза

Зеленый

-

Третья фаза

Красный

-

Нулевая точка

Черный

-

Треугольник

3

Первый вывод

Желтый

-

Второй вывод

Зеленый

-

Третий вывод

Красный

-



Таблица 12

Число выводов

Наименование обмотки

Цветовой код вывода

Начало

Конец

4

Главная обмотка

Красный

Красный с черным

Вспомогательная обмотка

Синий

Синий с черным

3

Главная обмотка

Красный

-

Вспомогательная обмотка

Синий

-

Общая точка

Черный

-



Таблица 13

Наименование обмотки

Цветовой код вывода

Начало

Конец

Дополнительный вывод

Обмотка якоря

Белый

Белый с черным

-

Последовательная обмотка возбуждения

Красный

Красный с черным

Красный с желтым

Вторая группа катушек последовательной обмотки возбуждения (при наличии двух групп или двух отдельных катушек)

Синий

Синий с черным

Синий с желтым

Параллельная обмотка возбуждения

Зеленый

Зеленый с черным

-

Вторая группа катушек параллельной обмотки возбуждения (при наличии двух групп или двух отдельных катушек)

Желтый

Желтый с черным

-



Таблица 14

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Буквенно-цифровой код

Цифровой код

Цветовой код

Возбуждения

B1, B2

1, 2

Красный, синий

Управления

У1, У2

3, 4

Белый, черный

У3, У4

5, 6

То же



Таблица 15

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Буквенно-цифровой код

Цифровой код

Цветовой код

Возбуждения

B1, B2

1, 2

Красный, синий

Управления

У1, У2

3, 4

Белый, черный

У3, У4

5, 6

То же

Общие точки

О1, О2

-

-

2.5.3. Выводы обмоток информационных машин следует обозначать: для тахогенераторов постоянного тока с электромагнитным возбуждением - в соответствии с табл.16; для тахогенераторов с возбуждением от постоянных магнитов - "+" и "-" для правого направления вращения; для асинхронных тахогенераторов - в соответствии с табл.17; для сельсинов - в соответствии с табл.18; для вращающихся трансформаторов - в соответствии с табл.19.

Таблица 16

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Буквенно-цифровой код

Цифровой код

Цветовой код

Возбуждения при подаче на вывод +В1 напряжения положительной полярности

+В1, B2

1, 2

Красный, синий

Генераторная с положительной полярностью выходного напряжения на вывод +Г1 при правом вращении ротора

+Г1, Г2

3, 4

Белый, черный



Таблица 17

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Буквенно-цифровой код

Цифровой код

Цветовой код

Возбуждения

B1, B2

1, 2

Красный, синий

Генераторная

Г1, Г2

3, 4

Белый, черный



Таблица 18

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Буквенно-цифровой код

Цифровой код

Цветовой код

Возбуждения СД и СПИ

B1, B2

1, 2

Красный, синий

Управления СПТ

B1, B2

1, 2

То же

Синхронизация СД, СПИ, СПТ и на статоре СДД и СПДИ

C1, C2, С3

3, 4, 5

Желтый, зеленый, фиолетовый

Синхронизация на роторе СДД и СПДИ

С4, С5, С6

6, 7, 8

Белый, голубой, розовый

Таблица 19

Наименование обмотки

Обозначение вывода

Буквенно-цифровой код

Обозначение электрических двигателей на схеме по ГОСТ

Для того чтобы нарисовать электрическую схему, применяют условные графические обозначения всех элементов. Так в упрощенном варианте можно изобразить любой элемент – резистор, конденсатор, электродвигатель и т.д. Они стандартизированы для основных видов элементов, в этой статье мы рассмотрим обозначения электрических двигателей на схеме.

Графическое обозначение электрических машин

Для схематичного обозначения была разработана специальная система ЕСКД, согласно которой на чертеже можно отобразить любой двигатель. Его представляют в виде окружности, рядом с которой может указываться буквенное обозначение. Например, ДГ — главный двигатель, ДШ — электродвигатель подачи шпинделя станка, ДО — насоса охлаждения и т.п. Рассмотрим, какие УГО стандартизирует система, полный их перечень приведен в ГОСТ 2.722-68

Двигатели постоянного тока

Машины постоянного тока имеют условное обозначение в зависимости от варианта возбуждения. На рисунке представлен электродвигатель постоянного тока с различными вариантами УГО.

Кроме этого, существует множество устройств с дополнительными функциями. Например, реверсивный электродвигатель с двумя обмотками или с параллельным возбуждением и вибрационным регулятором скорости вращения. Ниже приведены УГО таких устройств.

Асинхронные машины

Асинхронные электродвигатели изображаются на чертежах в виде окружности, внутри которой меньшая окружность, отображающая ротор.

На иллюстрации представлено графическое обозначение асинхронной электрической машины с короткозамкнутым ротором на однолинейной схеме. Для трехфазной сети символическое представление мотора с фазным и короткозамкнутым выполняется подобным образом, отличие состоит лишь в количестве проводов и подключении цепи ротора.

При этом если электродвигатель трехфазный, указывается схема соединения обмоток. Например, соединение звездой обозначается так:

Каждый тип трехфазных асинхронных машин имеет разный вид на чертеже. Ниже приведены варианты графического обозначения двигателей различного исполнения.

Синхронные машины

Синхронные машины по ГОСТ представлены в виде, который указан на нижеприведенной иллюстрации, при этом схема легко читается даже неспециалистом.

Явнополюсная машина с обмоткой на якоре, отображается на схеме в виде двух окружностей, здесь и к наружной, и к центральной подведены провода (к статору и ротору соответственно).

Если обмотки соединены треугольником, то синхронный электродвигатель будет изображен на чертеже несколько иначе.

Остальные разновидности УГО типов электродвигателей на схемах представлены с описанием на рисунке ниже.

Генераторы

Обозначение трехфазных генераторов, как и синхронных двигателей, имеет одинаковое графическое начертание. Ниже приведены изображения, которые отображаются на схеме.

УГО других видов электрических машин

Кроме распространенных устройств, применяются специальные, которые также имеют свое обозначение на схеме.

Специальные приборы типа сельсин-датчиков и приемников имеют кроме графического обозначения еще и буквенное описание, что проиллюстрировано на рисунке ниже.

Двигатель–преобразователь имеет изображение на схеме в соответствии с УГО. Его начертание на схеме приведено на иллюстрации.

Здесь представлены устройства, у которых имеется коллекторный узел. Он имеет УГО в виде двух прямоугольников по сторонам окружности.

Заключение

Графическое обозначение электрических машин на схемах выполняется согласно ГОСТ 2.722. При составлении схемы, необходимо руководствоваться данной документацией. В ней описаны все необходимые машины, а также указываются размеры окружности и других элементов рисунка, которые должны быть на чертежах и другие требования к чертежу.

АИР, АО, Сименс и их расшифровка

Электрики, занимавшиеся эксплуатацией электродвигателей производства СССР, не имели затруднений в расшифровке обозначений, которые наносились на шильдик. Асинхронные двигатели, согласно ГОСТ, имели обозначения А, А2, АО2, 4А, 4АМ. Двигатели, произведенные в странах содружества, носили отличные обозначения. Например, маркировка электродвигателей, произведенных в Болгарии, вместо 4А обозначались МО, а 4АМ как М. С развалом СССР заводы-производители стали применять свое обозначение, что затрудняет электрикам подбор двигателей при ремонтных работах. В этой статье будет рассмотрена маркировка электродвигателей и их расшифровка.

Современное обозначение и расшифровка параметров электродвигателей

Маркировка имеет несколько основных позиций:

  • марка (тип) электродвигателей;
  • вариант исполнения;
  • рабочая длина оси вращения;
  • монтажные размеры крепления;
  • длина сердечника;
  • число пар полюсов;
  • модификация конструкции;
  • климатическое исполнение.

Ниже приведена расшифровка обозначений современных двигателей.

Ниже вы видите пример полной маркировки асинхронных двигателей и его расшифровка.

Также указывается и степень защиты электродвигателя от пыли и влаги по классу IP, цифрами от 0 до 8. Здесь первая цифра — это защита от пыли, а вторая — от влаги.
При этом в наименовании указывается монтажное исполнение. По коду монтажного исполнения можно определить, как производится крепление двигателей – на лапах или с помощью фланца. Например, IM 1081 говорит о креплении на лапах, и о том, что возможна установка валом вверх, вниз или горизонтально.

Для электропривода во взрывозащищенном исполнении в пакете сопроводительных документов должен быть сертификат, в котором указана маркировка по степени взрывозащиты, по её виду и сфере применения. Также и в маркировки двигателя если вначале указана буква В – он взрывозащищенный, например ВА07А(М)-450-710.

При этом обозначение двигателей постоянного тока отличается от переменного и имеет такой вид, как показано на рисунке.

На ниже приведенном рисунке представлена информация о тяговых электродвигателях, смонтированных на кранах.

Аналогичные данные размещаются на шильдиках электродвигателей.

Информация на табличке говорит, что:

  • АИР – тип асинхронной машины;
  • 80 – длина вала;
  • А-монтажный размер;
  • 4-количество полюсов;
  • У- предназначен для работы в умеренном климате;
  • 3-устанавливается в закрытом помещении.

Мощность 1,1 кВт, частота вращения 1420 об/мин. Может работать от переменного тока напряжением 220 или 380 вольт при включении обмоток треугольником или звездой.

Ток потребления соответственно будет 4,9/2,8А. Степень защиты IP54. Произведен в республике Беларусь.

Схема соединения и расшифровка обозначений клемм в коробке

На электродвигателе имеется клеммная коробка, её еще называют «брно». Где на болтах крепятся выводы начала и конца обмоток статора.

На вышеприведенном рисунке представлена коробка с маркировкой клемм, а на нижеприведенном рисунке приведено обозначение выводов обмоток, перемыкая которые определенным образом, можно получить соединение треугольником или звездой:

  • U1 является концом первой обмотки, а W2 началом третьей;
  • V1 конец второй, а U2 – начало первой;
  • W1 конец третьей, а V2 начало второй.

Перемыкая контакты U1, V1, W1 получаем соединение обмоток звездой, а перемыкая пары контактов U1 c W2, V1 c U2, W1 c V2 — обмотки соединенные треугольником.

Маркировка импортных двигателей

На импортных электродвигателях используется аналогичная маркировка.

На рисунке представлен шильдик электродвигателя, произведенного в Италии. Где нанесена маркировка аналогичная отечественным двигателям, но по европейским стандартам. По этим данным можно подобрать отечественный аналог.

Немецкая фирма Siemens выпускает электродвигатели различного назначения. При этом обозначение на шильдике наносятся данные для стандартного напряжения, но для разной частоты питающего напряжения. На приведенном ниже рисунке, представлена расшифровка информации с шильдика двигателя фирмы Сименс.

Аналогичная маркировка электродвигателей размещается на шильдиках китайских производителей. Зачастую они выпускают продукцию под известными брендами, такими как тот же «Сименс».

Определение параметров двигателя при отсутствии таблички

Если нет таблички на двигателе,и отсутствует паспорт, возникает вопрос, как определить его мощность. Для этого существует несколько способов:

  1. Измерив, диаметр и длину вала, по таблице вычисляют его параметры.
  2. Зная габаритные и крепежные размеры, можно по этой информации осуществить подбор электродвигателей, по таблицам, которые вы найдете по ссылке ниже.
  3. Измерив, сопротивление обмоток, по формуле определяют мощность. Для этого замеряют сопротивление при соединении звездой. Результат делят на 2. Полученные данные подставляем в формулу: P=(220v*220v)/R, полученную цифру умножаем на 3, это и будет искомая мощность. При соединении звездой расчет производят по этой же формуле, результат умножаем на 6. Получаем необходимую мощность.
  4. Подключив мотор к сети, амперметром замеряют ток холостого хода. После чего по данным таблицы производят подбор двигателей.

Такая ситуация часто возникает на производстве. Поэтому электрики должны понимать, как узнать мощность двигателей при отсутствии шильдика.

При подключении электрики обязаны учитывать направление вращения вала привода подсоединенного к насосам. Это относится как к трехфазным, так и однофазным двигателям. На некоторых моторах на корпус наносится стрелка, указывающая направление вращения.

Подробно об этом мы писали в отдельной статье, опубликованной ранее — https://samelectrik.ru/kak-opredelit-moshhnost-elektrodvigatelya.html.

Маркировка моторчиков для радиоуправляемых моделей

Маркировка бесколлекторных двигателей на модели имеет два показателя: размеры статора диаметр/высота или внешние габариты. Обозначаются четырехзначным цифровым значением, например, 2212. Первые две цифры определяют диаметр, а вторые — длину статора в миллиметрах.

 

Обратите внимание, что указываются размеры не корпуса, а статора. Приведенный выше моторчик типа 2212 – outrunner по конструкции, то есть бесколлекторный двигатель с внешним ротором. Размеры его корпуса будут отличаться от 22 и 12 мм.

Однако, внешние размеры статора это маркетинговый ход менеджеров по продажам, потому что обмотка в нём может быть любой.

Вот мы и рассмотрели, какая бывает маркировка электродвигателей и их расшифровка. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Электродвигатель — урок. Физика, 8 класс.

Практически важное значение имеет вращение проводника с током в магнитном поле.

 

Поместим квадратную рамку, по которой течёт ток, между полюсами дугообразного магнита перпендикулярно линиям магнитного поля магнита (рис. \(1\)).

 

Рис. \(1\)

 

Тогда со стороны магнитного поля на вертикальные участки рамки будут действовать силы \(F\), направленные перпендикулярно току в рамке. Поскольку в вертикальных участках рамки ток имеет противоположное направление (в левой части рамки — вниз, а в правой — вверх), то и силы, действующие на вертикальные участки рамки, будут одинаковы по модулю, но противоположны по направлению (слева — вперёд, к наблюдателю, а справа — назад, от наблюдателя).

Действие равных по модулю, но противоположных по направлению сил на рамку приведёт к повороту рамки на \(180\)° против часовой стрелки, если смотреть на неё сверху.

Если каким-либо образом в этот момент изменить направление тока в рамке в другую сторону, то рамка сделает ещё пол-оборота против часовой стрелки. Таким образом, изменяя направление тока в рамке на противоположное каждые пол-оборота, можно заставить рамку вращаться в одну и ту же сторону.

 

На рисунке \(2\) изображён прибор, с помощью которого можно продемонстрировать такое движение. В этом приборе лёгкая прямоугольная рамка \(ABCD\) насажена на вертикальную ось. На рамке уложена обмотка, состоящая из нескольких десятков витков проволоки, покрытой изоляцией. Концы обмотки присоединены к металлическим полукольцам \(2\): один конец обмотки присоединён к одному полукольцу, другой — к другому.

 

Рис. \(2\)

 

Каждое полукольцо прижимается к металлической пластинке — щётке \(1\). Щётки служат для подвода тока от источника к рамке. Одна щётка всегда соединена с положительным полюсом источника, а другая — с отрицательным.

 

Ток в цепи направлен от положительного полюса источника к отрицательному, следовательно, в частях рамки \(AB\) и \(DC\) он имеет противоположное направление. Поэтому эти части проводника будут перемещаться в противоположные стороны, и рамка повернётся. При повороте рамки присоединённые к её концам полукольца повернутся вместе с ней, и каждое прижмётся к другой щётке, поэтому ток в рамке изменит направление на противоположное. Это нужно для того, чтобы рамка продолжала вращаться в том же направлении.

 

Вращение катушки с током в магнитном поле используется в устройстве электрического двигателя.

 

В технических электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков проволоки. Эти витки укладывают в пазы (прорези), сделанные вдоль боковой поверхности железного цилиндра — якоря двигателя (рис. \(3\)). Этот цилиндр нужен для усиления магнитного поля.

 

Рис. \(3\)

 

Магнитное поле, в котором вращается якорь такого двигателя, создаётся сильным электромагнитом. Электромагнит питается током от того же источника тока, что и обмотка якоря. Вал двигателя, проходящий по центральной оси железного цилиндра, соединяют с прибором, который приводится двигателем во вращение.

 

Двигатели постоянного тока нашли особенно широкое применение на транспорте (электровозы, трамваи, троллейбусы).

Есть специальные безыскровые электродвигатели, которые применяют в насосах для выкачивания нефти из скважин.

В промышленности применяют двигатели, работающие на переменном токе.

 

Электрические двигатели обладают рядом преимуществ. При одинаковой мощности они имеют меньшие размеры, чем тепловые двигатели. При работе они не выделяют газов, дыма и пара, а значит, не загрязняют воздух. Им не нужен запас топлива и воды.

Электродвигатели можно установить в удобном месте: на станке, под полом трамвая, на тележке электровоза. Можно изготовить электрический двигатель любой мощности: от нескольких ватт (в электробритвах) до сотен и тысяч киловатт (на экскаваторах, прокатных станах, кораблях).

 

Коэффициент полезного действия мощных электрических двигателей достигает \(98\) %. Такого высокого КПД не имеет никакой другой двигатель.

 

Один из первых в мире электрических двигателей, пригодных для практического применения, был изобретён русским учёным Борисом Семёновичем Якоби в \(1834\) г.

 

Условное обозначение электродвигателя на электрических схемах представлено на рисунке \(4\).

 

Рис. \(4\)

Как обозначается двигатель на электрической схеме

Электрическая схема – это текст, описывающий определенными символами содержание и работу электротехнического устройства или комплекса устройств, что позволяет в краткой форме выразить этот текст.

Для того чтобы прочесть любой текст, необходимо знать алфавит и правила чтения. Так, для чтения схем следует знать символы – условные обозначения и правила расшифровки их сочетаний.

Основу любой электрической схемы представляют условные графические обозначения различных элементов и устройств, а также связей между ними. Язык современных схем подчеркивает в символах подчеркивает основные функции, которые выполняет в схеме изображенных элемент. Все правильные условные графические обозначения элементов электрических схем и их отдельных частей приводятся в виде таблиц в стандартах.

Условные графические обозначения образуются из простых геометрических фигур: квадратов, прямоугольников, окружностей, а также из сплошных и штриховых линий и точек. Их сочетание по специальной системе, которая предусмотрена стандартом, дает возможность легко изобразить все, что требуется: различные электрические аппараты, приборы, электрические машины, линии механической и электрической связей, виды соединений обмоток, род тока, характер и способы регулирования и т. п.

Кроме этого в условных графических обозначениях на электрических принципиальных схемах дополнительно используются специальные знаки, поясняющие особенности работы того или иного элемента схемы.

Так, например, существует три типа контактов – замыкающий, размыкающий и переключающий. Условные обозначения отражают только основную функцию контакта – замыкание и размыкание цепи. Для указания дополнительных функциональных возможностей конкретного контакта стандартом предусмотрено использование специальных знаков наносимых на изображение подвижной части контакта. Дополнительные знаки позволяют найти на схеме контакты кнопок управления, реле времени, путевых выключателей и т.д.

Отдельные элементы на электрических схемах имеют не одно, а несколько вариантов обозначения на схемах. Так, например, существует несколько равноценных вариантов обозначения переключающих контактов, а также несколько стандартных обозначений обмоток трансформатора. Каждое из обозначений можно применять в определенных случаях.

Если в стандарте нет нужного обозначения, то его составляют, исходя из принципа действия элемента, обозначений, принятых для аналогических типов аппаратов, приборов, машин с соблюдением принципов построения, обусловленных стандартом.

Условные графические обозначения и размеры некоторых элементов принципиальных схем:

Графические

Что касается графического обозначения всех элементов, используемых на схеме, этот обзор мы предоставим в виде таблиц, в которых изделия будут сгруппированы по назначению.

В первой таблице Вы можете увидеть, как отмечены электрические коробки, щиты, шкафы и пульты на электросхемах:

Следующее, что Вы должны знать – условное обозначение питающих розеток и выключателей (в том числе проходных) на однолинейных схемах квартир и частных домов:

Что касается элементов освещения, светильники и лампы по ГОСТу указывают следующим образом:

В более сложных схемах, где применяются электродвигатели, могут указываться такие элементы, как:

Также полезно знать, как графически обозначаются трансформаторы и дроссели на принципиальных электросхемах:

Электроизмерительные приборы по ГОСТу имеют следующее графические обозначение на чертежах:

А вот, кстати, полезная для начинающих электриков таблица, в которой показано, как выглядит на плане электропроводки контур заземления, а также сама силовая линия:

Помимо этого на схемах Вы можете увидеть волнистую либо прямую линию, «+» и «-», которые указывают на род тока, напряжение и форму импульсов:

В более сложных схемах автоматизации Вы можете встретить непонятные графические обозначения, вроде контактных соединений. Запомните, как обозначаются этим устройства на электросхемах:

Помимо этого Вы должны быть в курсе, как выглядят радиоэлементы на проектах (диоды, резисторы, транзисторы и т.д.):

Вот и все условно графические обозначения в электрических схемах силовых цепей и освещения. Как уже сами убедились, составляющих довольно много и запомнить, как обозначается каждый можно только с опытом. Поэтому рекомендуем сохранить себе все эти таблицы, чтобы при чтении проекта планировки проводки дома либо квартиры Вы могли сразу же определить, что за элемент цепи находится в определенном месте.

Интересное видео по теме:

Буквенные

Мы уже рассказывали Вам, как расшифровать маркировку проводов и кабелей. В однолинейных электросхемах также присутствуют свои буквы, которые дают понять, что включено в сеть. Итак, согласно ГОСТ 7624-55, буквенное обозначение элементов на электрических схемах выглядит следующим образом:

  1. Реле тока, напряжения, мощности, сопротивления, времени, промежуточное, указательное, газовое и с выдержкой по времени, соответственно – РТ, РН, РМ, РС, РВ, РП, РУ, РГ, РТВ.
  2. КУ – кнопка управления.
  3. КВ – конечный выключатель.
  4. КК – командо-контроллер.
  5. ПВ – путевой выключатель.
  6. ДГ – главный двигатель.
  7. ДО – двигатель насоса охлаждения.
  8. ДБХ – двигатель быстрых ходов.
  9. ДП – двигатель подач.
  10. ДШ – двигатель шпинделя.

Помимо этого в отечественной маркировке элементов радиотехнических и электрических схем выделяют следующие буквенные обозначения:

На этом краткий обзор условных обозначений в электрических схемах закончен. Надеемся, теперь Вы знаете, как обозначаются розетки, выключатели, светильники и остальные элементы цепи на чертежах и планах жилых помещений.

Также читают:

Для того чтобы правильно прочитать и понять, что означает та или иная схема или чертеж, связанные с электричеством, необходимо знать, как расшифровываются изображенные на них значки и символы. Большое количество информации содержат буквенные обозначения элементов в электрических схемах, определяемые различными нормативными документами. Все они отображаются латинскими символами в виде одной или двух букв.

Однобуквенная символика элементов

Буквенные коды, соответствующие отдельным видам элементов, наиболее широко применяющихся в электрических схемах, объединяются в группы, обозначаемые одним символом. Буквенные обозначения соответствуют ГОСТу 2.710-81. Например, буква «А» относится к группе «Устройства», состоящей из лазеров, усилителей, приборов телеуправления и других.

Точно так же расшифровывается группа, обозначаемых символом «В». Она состоит из устройств, преобразующих неэлектрические величины в электрические, куда не входят генераторы и источники питания. Эта группа дополняется аналоговыми или многоразрядными преобразователями, а также датчиками для указаний или измерений. Сами компоненты, входящие в группу, представлены микрофонами, громкоговорителями, звукоснимателями, детекторами ионизирующих излучений, термоэлектрическими чувствительными элементами и т.д.

Все буквенные обозначения, соответствующие наиболее распространенным элементам, для удобства пользования объединены в специальную таблицу:

Первый буквенный символ, обязательный для отражения в маркировке

Группа основных видов элементов и приборов

Элементы, входящие в состав группы (наиболее характерные примеры)

A

Лазеры, мазеры, приборы телеуправления, усилители.

B

Аппаратура для преобразования неэлектрических величин в электрические (без генераторов и источников питания), аналоговые и многозарядные преобразователи, датчики для указаний или измерений

Микрофоны, громкоговорители, звукосниматели, детекторы ионизирующих излучений, чувствительные термоэлектрические элементы.

C

D

Микросборки, интегральные схемы

Интегральные схемы цифровые и аналоговые, устройства памяти и задержки, логические элементы.

E

Различные виды осветительных устройств и нагревательных элементов.

F

Обозначение предохранителя на схеме, разрядников, защитных устройств

Плавкие предохранители, разрядники, дискретные элементы защиты по току и напряжению.

G

Источники питания, генераторы, кварцевые осцилляторы

Аккумуляторные батареи, источники питания на электрохимической м электротермической основе.

H

Устройства для сигналов и индикации

Индикаторы, приборы световой и звуковой сигнализации

K

Контакторы, реле, пускатели

Реле напряжения и тока, реле времени, электротепловые реле, магнитные пускатели, контакторы.

L

Дроссели, катушки индуктивности

Дроссели в люминесцентном освещении.

M

Двигатели постоянного и переменного тока.

P

Измерительные приборы и оборудование

Счетчики, часы, показывающие, регистрирующие и измерительные приборы.

Q

Выключатели и разъединители в силовых цепях

Силовые автоматические выключатели, короткозамыкатели, разъединители.

R

Варисторы, переменные резисторы, терморезисторы, потенциометры.

S

Коммутационные устройства в цепях сигнализации, управления, измерительных приборах

Различные типы выключателей и переключателей, а также выключатели, срабатывающие действием различных факторов.

T

Стабилизаторы, трансформаторы напряжения и тока.

U

Различные типы преобразователей и устройства связи

Выпрямители, модуляторы, демодуляторы, дискриминаторы, преобразователи частоты, инверторы.

V

Полупроводниковые и электровакуумные приборы

Диоды, тиристоры, транзисторы, стабилитроны, электронные лампы.

W

Антенны, линии и элементы, работающие на сверхвысоких частотах.

Антенны, волноводы, диполи.

X

Гнезда, токосъемники, штыри, разборные соединения.

Y

Механические устройства с электромагнитным приводом

Тормоза патроны, электромагнитные муфты.

Z

Оконечные устройства, ограничители, фильтры

Кварцевые фильтры, линии моделирования.

Буквенные обозначения из двух символов

Для более точной расшифровки и обозначении элементов на электрических схемах используются двухбуквенные, а в некоторых случаях и многобуквенные обозначения. Маркировка выполняется не только символом общего кода элемента, но и дополнительными буквами, более полно раскрывающими характеристики каждого элемента. С целю упорядочения подобной символики также создана таблица в соответствии с ГОСТом 2.710-81:

Первый буквенный символ, обязательный для отражения в маркировке

Группа основных видов элементов и приборов

Элементы, входящие в состав группы (наиболее характерные примеры)

Символы двухбуквенного кода

A

Устройства общего назначения

B

Различные виды аналоговых или многозарядных преобразователей, указательные или измерительные датчики, устройства, преобразующие неэлектрические величины в электрические, за исключением генераторов и источников питания

BA

BB

Детекторы ионизирующих элементы

BD

BE

BF

BC

BK

BL

BM

BP

BQ

Датчики частоты вращения – тахогенераторы

BR

BS

BV

C

D

Интегральные схемы, микросборки

Схемы интегральные аналоговые

DA

Схемы интегральные, цифровые, логические элементы

DD

Устройства хранения информации

DS

DT

E

EK

EL

ET

F

Защитные устройства, предохранители, разрядники

Дискретные элементы токовой защиты мгновенного действия

FA

Дискретные элементы токовой защиты инерционного действия

FP

FU

Дискретные элементы защиты по напряжению, разрядники

FV

G

Генераторы и другие источники питания

GB

H

Индикаторные и сигнальные элементы

Приборы звуковой сигнализации

HA

HG

Приборы световой сигнализации

HL

K

Контакторы, пускатели, реле

KA

KH

KK

Контакторы, магнитные пускатели

KM

KT

KV

L

Дроссели, катушки индуктивности

Дроссели люминесцентных светильников

LL

M

P

Измерительные приборы и оборудование (недопустимо использование маркировки РЕ)

PA

PC

PF

Счетчики активной энергии

PI

Счетчики реактивной энергии

PK

PR

PS

Измерители времени действия, часы

PT

PV

PW

Q

Выключатели и разъединители в силовых цепях

QF

QK

QS

R

RK

RP

RS

RU

S

Коммутационные устройства в цепях измерения, управления и сигнализации

Выключатели и переключатели

SA

SB

SF

Выключатели, срабатывающие под действием различных факторов:

SL

SP

– от положения (путевые)

SQ

– от частоты вращения

SR

SK

T

TA

TS

TV

U

Устройства связи, преобразователи неэлектрических величин в электрические

UB

UR

UI

Выпрямители, генераторы частоты, инверторы, преобразователи частоты

UZ

V

Приборы полупроводниковые и электровакуумные

VD

VL

VT

VS

W

Антенны, линии и элементы СВЧ

WE

WK

WS

WT

WU

WA

X

Скользящие контакты, токосъемники

XA

XP

XS

XT

XW

Y

Механические устройства с электромагнитным приводом

YA

Тормоза с электромагнитными приводами

YB

Муфты с электромагнитными приводами

YC

Электромагнитные патроны или плиты

YH

Z

Ограничители, устройства оконечные, фильтры

ZL

ZQ

Кроме того, в ГОСТе 2.710-81 определены специальные символы для обозначения каждого элемента.

Условные графические обозначения электронных компонентов в схемах

Условные графические обозначения приводов. Таблица 5.2 - Приводы. ( Исполнительные механизмы. Включая преобразователь частоты.)


Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Технологические понятия и чертежи / / Символы и обозначения оборудования на чертежах и схемах. / / Условные графические изображения в проектах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и теплохолодоснабжения, согласно ANSI/ASHRAE Standard 134-2005.  / / Условные графические обозначения приводов. Таблица 5.2 - Приводы. ( Исполнительные механизмы. Включая преобразователь частоты.)
Условные графические изображения в проектах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и теплохолодоснабжения, согласно ANSI/ASHRAE Standard 134-2005.

Условные графические обозначения приводов. Таблица 5.2 - Приводы. ( Исполнительные механизмы. Включая преобразователь частоты.)

Таблица 5.2 - Приводы




Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Electric Drives - Control Systems

В течение многих лет контроллер двигателя представлял собой коробку, которая обеспечивала управление скоростью двигателя и позволяла двигателю адаптироваться к изменениям нагрузки. Проекты часто были с потерями или обеспечивали лишь грубые приращения контролируемых параметров.

Современные контроллеры могут включать в себя как силовую электронику, так и микропроцессоры, позволяя блоку управления брать на себя гораздо больше задач и выполнять их с большей точностью. К этим задачам относятся:

  • Разомкнутые системы (ручное управление)
  • В системе управления без обратной связи параметры управления фиксируются или устанавливаются оператором, и система находит свое собственное состояние равновесия.

    В случае двигателя желаемое рабочее равновесие может быть скоростью двигателя или его угловым положением. Управляющие параметры, такие как напряжение питания или нагрузка на двигатель, могут или не могут находиться под контролем оператора.

    Если какой-либо из параметров, таких как нагрузка или напряжение питания, изменится, двигатель найдет новое состояние равновесия, в этом случае он установится на другой скорости.Фактическое состояние равновесия может быть изменено путем принудительного изменения параметров, контролируемых оператором.

  • Системы с обратной связью (автоматическое управление)
  • После установки начальных рабочих параметров система с разомкнутым контуром не реагирует на последующие изменения или возмущения в рабочей среде системы, такие как температура и давление, или на изменяющиеся требования к системе, такие как подача энергии или условия нагрузки.

    Для непрерывного мониторинга и контроля рабочего состояния системы без вмешательства оператора, для большей точности или более быстрого реагирования необходимы системы автоматического управления.

    Отрицательная обратная связь

    Для удовлетворения этих требований необходимы системы «замкнутого цикла». Также называемые системами управления с обратной связью или системами отрицательной обратной связи, они позволяют пользователю установить желаемое рабочее состояние в качестве целевого или эталонного, а система управления автоматически переместит систему в желаемую рабочую точку и впоследствии будет поддерживать ее в этой точке.

    Датчик используется для контроля фактического рабочего состояния системы и для передачи на вход контроллера аналогового или цифрового сигнала, представляющего состояние выхода. Фактическое и желаемое или эталонное состояния непрерывно сравниваются, и если фактическое состояние отличается от эталонного состояния, генерируется сигнал ошибки, который контроллер использует для принудительного изменения контролируемых параметров для устранения ошибки путем возврата системы к желаемому рабочая точка.

    Коэффициент усиления контура Сигнал ошибки обычно очень мал, поэтому управляющая схема или механизм должны содержать «усилитель ошибки» с высоким коэффициентом усиления, чтобы обеспечить управляющий сигнал мощностью, влияющей на изменение.

    Усиление в контуре называется усилением контура.

    Задержка цикла Реакция не всегда мгновенная, поскольку обычно существует задержка между обнаружением ошибки или наведением на новую позицию и устранением ошибки или перемещением в новую желаемую позицию.Эта задержка называется задержкой цикла.

    В механических системах задержка может быть связана с инерцией, связанной с меньшим ускорением, возможным при перемещении большой массы при приложении силы.

    В электрических цепях задержка может быть связана с индуктивными элементами в цепи, которые уменьшают возможную скорость нарастания тока в цепи при приложении напряжения.

    Системы управления с обратной связью должны действовать очень быстро, чтобы без задержки реализовать исправление ошибок, прежде чем система успеет перейти в другое состояние.В противном случае система может стать нестабильной.

    Когда существует задержка по времени между обнаружением ошибки и завершением корректирующего действия и коэффициент усиления контура достаточно велик, система может выйти за пределы допустимого диапазона. Если это произойдет, ошибка будет в противоположном направлении, и система управления также изменит направление своего действия, чтобы исправить эту новую ошибку. В результате фактическое положение будет колебаться около желаемого положения.Эта нестабильность называется охотой, так как система ищет точку прицеливания.

    В худшем случае отклик для исправления ошибок с задержкой будет сдвинут на 180 градусов по фазе с помехой, которую он пытается устранить. Когда это происходит, направление реакции системы не будет действовать таким образом, чтобы устранить ошибку, вместо этого оно будет усиливать ошибку. Таким образом, задержка изменила реакцию системы с отрицательной обратной связи на положительную, и система станет критически нестабильной.

    На схемах ниже показана реакция системы управления на небольшое возмущение.

    Критерий стабильности Найквиста используется для прогнозирования того, является ли система нестабильной, исходя из данных о коэффициенте усиления контура и задержке контура, как показано ниже

    • Если коэффициент усиления контура равен единице или больше на частоте входной синусоиды, где временная задержка в системе равна половине периода цикла, система будет нестабильной.

    На практике система с высокой электрической или механической инерцией будет иметь медленную реакцию (большую задержку). При малой величине действия по исправлению ошибок (механическое усилие или электрическое напряжение) система будет медленно реагировать (ускоряться), но из-за того, что она медленная, она также будет иметь низкий импульс и будет стремиться установиться в желаемой рабочей точке, когда устраняется сила исправления ошибок.

    Однако задержка выполнения корректирующего действия зависит от коэффициента усиления контура.

    Если в той же системе сила коррекции ошибок высока (усиление / большее усиление контура), как в быстродействующей системе, система будет реагировать (двигаться) быстрее (более короткая задержка), но, соответственно, будет иметь более высокий импульс (более высокая скорость ответа). Когда сила коррекции ошибок устранена, как и в любой высокоинерционной системе, импульс системы будет поддерживать ее движение, и она выйдет за заданное положение. Применение сигнала ошибки в противоположном направлении, чтобы вернуть систему к своей цели, приведет к перерегулированию в противоположном направлении.

    Найквист показывает, сколько задержки может быть допущено в системе с единичным усилением контура, и определяет точку, в которой система становится нестабильной.

    История

    В примере электродвигателя постоянного тока желаемое рабочее состояние может быть определенной скоростью. Тахометр используется для измерения фактической скорости, которая сравнивается с эталонной скоростью. Если он отличается, сигнал ошибки, величина и полярность которого соответствуют разнице между заданной и фактической скоростями, подается на контроллер напряжения для изменения скорости двигателя, чтобы уменьшить сигнал ошибки.Когда двигатель работает на желаемой скорости, сигнал ошибки будет нулевым, и двигатель будет поддерживать эту скорость.

    • В системах управления обычно используются три различных типа обработки ошибок: P , I и D , названные в честь трех основных способов управления информацией об ошибках.
      • Пропорциональный - Пропорциональная коррекция ошибок умножает ошибку на (отрицательную) константу P и добавляет ее к контролируемой величине.
      • Integral - Встроенное исправление ошибок учитывает прошлый опыт. Он интегрирует ошибку за период времени, а затем умножает ее на (отрицательную) константу I и добавляет ее к контролируемой величине. Равновесие основано на средней ошибке и предотвращает колебания и выбросы, обеспечивая более стабильную систему.
      • Производная - Производная коррекция ошибок основана на скорости изменения ошибки и учитывает будущие ожидания.Он используется в так называемых «предсказательных контроллерах». Первая производная ошибки по времени вычисляется и умножается на другую (отрицательную) константу D , а также добавляется к контролируемой величине. Член производной обеспечивает быструю реакцию на изменение в системе.

      Комбинации всех трех методов обработки ошибок часто используются одновременно в контроллерах «ПИД» для решения различных приоритетов производительности системы. Если шум может быть проблемой, производный член не используется.

      ПИД-регуляторы

      также называют «3-х элементными регуляторами».

    Контроллеры двигателей могут быть простыми системами без обратной связи или могут включать несколько вложенных систем с обратной связью, работающих одновременно. Например, управление с обратной связью может использоваться для синхронизации возбуждения полюсов статора с угловым положением ротора или просто для управления скоростью двигателя или угловым положением ротора.

    История

    Контроллеры

    могут иметь некоторые или все следующие функции, многие из которых реализованы в интегральных схемах.

  • Контроль скорости
    • Машины постоянного тока
    • Одно из главных достоинств щеточных двигателей постоянного тока - это простота управления.Скорость пропорциональна напряжению, а крутящий момент пропорционален току.

      Регулирование скорости в щеточных двигателях постоянного тока раньше достигалось путем изменения напряжения питания с помощью реостатов с потерями для снижения напряжения. Скорость двигателей постоянного тока с параллельной обмоткой также можно контролировать с помощью ослабления поля. В настоящее время применяется электронный контроль напряжения. Смотри ниже.

      Простого управления напряжением разомкнутого контура достаточно, когда двигатель имеет фиксированную нагрузку, однако управление напряжением разомкнутого контура не может реагировать на изменения нагрузки на двигатель.Если нагрузка изменится, скорость двигателя также изменится. Если нагрузка увеличивается, двигатель должен обеспечивать больший крутящий момент, чтобы достичь положения равновесия, а для этого требуется больший ток. Следовательно, двигатель замедляется, уменьшая обратную ЭДС, так что протекает больше тока. Чтобы поддерживать желаемую скорость, необходимо изменение напряжения для обеспечения необходимого тока, необходимого для новых условий нагрузки. Автоматическое управление скоростью может быть выполнено только в замкнутой системе. При этом на выходном валу используется тахогенератор для измерения фактической скорости.Когда это сравнивается с желаемой скоростью, генерируется сигнал «ошибки скорости», который используется для изменения входного напряжения на двигатель, чтобы привести его к желаемой скорости. Примечание. По сути, это система управления напряжением, поскольку тахогенератор обычно обеспечивает выходное напряжение постоянного тока, которое сравнивается с опорным входным напряжением.

      Одного управления напряжением может быть недостаточно для обслуживания широких, быстро изменяющихся условий нагрузки на двигатель, поскольку контроллер напряжения может требовать токи, превышающие расчетные пределы двигателя.Для автоматического регулирования тока может потребоваться отдельный контур обратной связи по току. Контур управления током должен быть вложен в контур управления напряжением. Это позволяет контуру управления напряжением подавать больший ток, но не может отменять управление током, которое гарантирует, что ток остается в пределах, установленных контуром управления током.

      Бесщеточные двигатели постоянного тока питаются от импульсного источника постоянного тока для создания вращающегося поля, а скорость синхронна с частотой вращающегося поля.Скорость регулируется изменением частоты подачи. См. Также Инверторы ниже.

    • Машины переменного тока
    • Скорость двигателей переменного тока обычно зависит от частоты напряжения питания и количества магнитных полюсов на фазу статора. Ранние регуляторы скорости зависели от переключения на разное количество полюсов, а управление было доступно только вручную и грубо.Современные электронные инверторы делают возможным плавное регулирование частоты, позволяя управлять скоростью с обратной связью. Однако для управления скоростью в асинхронных двигателях напряжение питания должно изменяться синхронно с частотой. Для этого требуется специальный контроллер вольт / герц.

  • Контроль крутящего момента
  • Если приложение требует прямого управления крутящим моментом двигателя, а не скоростью, в простых машинах это может быть достигнуто путем управления током, который пропорционален крутящему моменту, и пропуская контур управления скоростью.Для более точного управления используются векторные контроллеры.

  • Контроль напряжения
  • Больше нет необходимости использовать реостаты, расходующие энергию, для обеспечения переменного напряжения.

    • Прерыватели напряжения
    • В современных контроллерах используются импульсные регуляторы или цепи прерывателя для обеспечения переменного напряжения постоянного тока от постоянного источника постоянного тока.Источник постоянного тока включается и выключается на высокой частоте (обычно 10 кГц или более) с использованием электронных переключающих устройств, таких как полевые МОП-транзисторы, IGBT или GTO, для обеспечения импульсной формы волны постоянного тока. Средний уровень выходного напряжения можно контролировать, изменяя рабочий цикл прерывателя.

    • Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
    • Напряжениями

      переменного тока можно аналогичным образом управлять с помощью двунаправленных импульсов для представления синусоидальной волны.

      Возможны различные схемы ШИМ. Здесь показан только один. Изменяя ширину импульса, можно изменять амплитуду синусоидальной волны.

      Переменные напряжения также могут быть созданы с использованием фиксированной ширины импульса, но путем изменения амплитуды импульса (амплитудно-импульсная модуляция - PAM) или частоты следования импульсов (частотно-импульсная модуляция - PFM).

    Выход постоянного тока от прерывателей и цепей ШИМ, как известно, страдает высоким содержанием гармоник.Однако большинство двигателей постоянного тока могут допускать импульсное питание постоянного тока, поскольку индуктивность самого двигателя и механическая инерция ротора помогают сглаживать колебания напряжения питания. Поскольку при выключенном переключающем устройстве ток не протекает, этот метод относительно без потерь. Если частота прерывателя слишком мала, может возникнуть зубчатая передача.

    Контроллер напряжения может быть активирован вручную в системе с разомкнутым контуром, но для непрерывного управления напряжением инвертор должен быть включен в контур обратной связи в системе с замкнутым контуром.Система управления отслеживает фактическое выходное напряжение и подает управляющий сигнал, который может быть аналоговым или цифровым представлением сигнала ошибки, на широтно-импульсный модулятор для исправления любых отклонений. Когда управление напряжением используется для управления скоростью, сигнал ошибки может быть получен от тахогенератора на выходном валу двигателя.

    Электронный регулятор напряжения также является неотъемлемой частью многих генераторов. В автомобильных системах генератор или генератор переменного тока приводится в действие с переменной скоростью, которая напрямую зависит от частоты вращения двигателя.Он должен выдавать полное выходное напряжение на самой низкой скорости, но напряжение должно поддерживаться при увеличении скорости двигателя. Генераторы переменного тока, используемые в 12-вольтовых системах, обычно имеют встроенную систему регулирования напряжения. В приложениях HEV на выходе генератора используется прерыватель-регулятор для поддержания напряжения в цепи постоянного тока в строгих пределах, чтобы избежать повреждения батареи. Когда аккумулятор полностью заряжен, собственная система управления аккумулятором отключает его от источника питания, чтобы предотвратить перезаряд.

    • Линейные регуляторы напряжения
    • Для приложений с низким энергопотреблением часто используется последовательный или линейный регулятор.Он менее эффективен, чем импульсный стабилизатор, поскольку колебания напряжения должны приниматься, а соответствующая мощность рассеиваться последовательным транзистором с понижением напряжения, но он обеспечивает чистый постоянный ток. Регуляторы серии не подходят для приложений с большой мощностью, таких как электрическая тяга, где эффективность имеет первостепенное значение.

    • Тиристорный регулятор напряжения
    • С источниками переменного тока тиристоры (SCR) могут использоваться последовательно с нагрузкой для создания переменного напряжения, блокируя прохождение тока к нагрузке на начальную часть цикла и включая ток путем подачи сигнала на ворота ЮКЖД.Одиночный SCR влияет только на одну полярность сигнала. Для переключения как положительного, так и отрицательного тока требуется два тиристора, подключенных параллельно и с противоположной полярностью, или симистор (двунаправленный тиристор). Изменяя задержку (фазовый угол) перед включением тока, можно изменять средний ток и, следовательно, среднее напряжение, воспринимаемое нагрузкой, как показано ниже.

      Это тот же принцип, что и в переключателях освещения.

      Тиристоры отключения затвора (GTO) могут использоваться для отключения тока, а также для его включения, что позволяет лучше контролировать продолжительность тока, протекающего через устройство.

  • Текущий контроль

    Во многих приложениях с двигателями ток двигателя может отставать от напряжения питания из-за индуктивности в цепи, и часто желательно управлять током напрямую, а не напряжением, чтобы получить более точное или быстрое управление током и, следовательно, крутящим моментом. .В этом случае для контроля тока используется шунтирующий резистор или трансформатор тока. Разница между фактическим и опорным токами используется в контуре обратной связи с высоким коэффициентом усиления для обеспечения необходимого регулирования тока.

  • Контроль тока особенно важен для асинхронных двигателей для защиты двигателя от чрезмерных пусковых токов. Сигнал обратной связи по току используется для изменения угла включения тиристоров в схемах выпрямителя или инвертора, чтобы ограничить ток в пределах его эталонного значения.

  • Преобразователи
  • Это общий термин для цепей, которые могут обеспечивать выходы переменного или постоянного тока от линий питания переменного тока (частота сети) или постоянного тока (аккумулятор). Они включают в себя силовые мосты для выпрямления источника переменного тока и инверторы для генерации сигнала переменного тока от батарейного источника питания.

    • Понижающие и повышающие преобразователи
    • Понижающие и повышающие преобразователи - это преобразователи постоянного тока в постоянный, эквивалент трансформаторов переменного тока постоянного тока.

      • Понижающий преобразователь
      • Понижающий преобразователь используется для снижения постоянного напряжения. Вышеупомянутый прерыватель является примером понижающего преобразователя постоянного тока.

      • Повышающий преобразователь
      • Повышающий преобразователь используется для повышения постоянного напряжения.

      В приведенной ниже схеме можно повышать или понижать входное напряжение путем изменения рабочего цикла транзисторного ключа.

      Транзисторный ключ включает и выключает напряжение питания цепи LC. Когда транзистор включен, индуктор заряжается, и диод отключает конденсатор. Когда транзистор выключается, индуктор разряжается через диод через конденсатор, заряжающий его. Обратите внимание, что полярность выходного напряжения противоположна входному. При низком рабочем цикле, когда транзистор выключен более 50% времени, напряжение, которое появляется на выходе, ниже, чем напряжение питания, и схема действует как понижающий трансформатор.При высоком рабочем цикле, когда транзистор включен больше, чем выключен, на конденсаторе нарастает напряжение, и выходное напряжение превышает напряжение питания. Таким образом, регулирование напряжения обеспечивается изменением рабочего цикла.

  • Преобразователи
  • Инверторы

    обеспечивают управляемый переменный ток (AC) от источника постоянного или переменного тока. Есть два основных класса приложений:

    • Обеспечение фиксированного выхода из переменного источника
    • Инверторы

      предназначены для подачи регулируемого сетевого питания переменного тока от источников, которые могут иметь переменное входное напряжение (переменное или постоянное) или, в случае входной мощности переменного тока, вход переменной частоты.Такие приложения могут включать аварийные генераторные установки, источники бесперебойного питания (ИБП) или распределенное производство энергии из ветра и других непостоянных источников. Все они должны обеспечивать фиксированное выходное напряжение и частоту на нагрузку, поскольку приложения ожидают этого и могут зависеть от этого.

    • Обеспечение переменного вывода из фиксированного источника
    • С другой стороны, во многих приложениях требуется, чтобы инверторы принимали фиксированное переменное напряжение и частоту от сети и обеспечивали другое или переменное напряжение и частоту для таких приложений, как управление скоростью двигателя..

    В обеих этих схемах мостовой выпрямитель используется для подачи промежуточной мощности постоянного тока через «звено постоянного тока» на обычный инвертор переменного тока.

    Схема ниже показывает принцип работы такого инвертора, предназначенного для трехфазных приложений.

    Трехфазный преобразователь частоты

    Трехфазный синусоидальный вход подается на простой диодный двухполупериодный мостовой выпрямительный блок, подающий на инвертор фиксированное напряжение.Связь между выпрямителем и инвертором называется звеном постоянного тока. Транзисторы инвертора включаются в последовательности их номеров, как показано на диаграмме, с разницей во времени, если T / 6 и каждый транзистор остаются включенными в течение времени T / 4, где T - период времени для каждого полного цикла. В приведенном выше примере представлены шесть возможных текущих конфигураций, которые известны как шестиступенчатый инвертор.

    Диоды, подключенные к переключающим транзисторам, известны как «диоды свободного хода или маховика».Их цель - обеспечить обходной путь вокруг транзистора для защиты его от рассеивания накопленной энергии в индуктивной нагрузке (двигателе), когда транзистор выключен. Ток через диод "набегает", пока вся энергия индуктивной нагрузки не рассеется.

    Форма волны выходного линейного напряжения для каждой фазы показана ниже.

    Этим опорным значением частоты инвертора может быть просто напряжение, подаваемое на вход генератора с управляемым напряжением (ГУН), примеры которого обычно доступны в виде микросхем интегральной схемы, или оно может быть получено из часов микропроцессора.Цифровые логические схемы используются для получения таймерных импульсов запуска на инверторе переключается с эталонной частотой источника. В случае генераторов, питающихся от сети, значение задания частоты будет фиксированным.

    Амплитуда выходной волны определяется уровнем напряжения постоянного тока, подаваемого на блок инвертора, но она может изменяться тиристорным (SCR) управлением схемы выпрямителя для обеспечения переменного напряжения в звене постоянного тока.

    Вместо транзисторных ключей инвертор может использовать полевые МОП-транзисторы, IGBT или тиристоры.

    Обгонные диоды подключенные через транзисторы защищают их от обратного смещения индуктивные скачки напряжения из-за поля двигателя распад, который возникает, когда транзисторы выключите, предоставив свободный путь для накопленной энергии.

    Формы сигналов для тяговых приложений часто представляют собой ступенчатые волны, а не чистые синусоиды, поскольку их легче генерировать, а сам двигатель сглаживает волну.

    Преобразователи частоты используются, когда требуется регулирование скорости. Частота волны регулируется часами переменной частоты, которые инициируют импульсы.

    Для управления скоростью в машинах переменного тока напряжение и частота должны изменяться в унисон. См. Управление скоростью двигателя переменного тока. В системах с разомкнутым контуром рабочая точка задается заданием скорости, а равновесная скорость определяется моментом нагрузки. Система с замкнутым контуром позволяет устанавливать фиксированную скорость. Для этого требуется, чтобы тахогенератор обеспечивал обратную связь о фактической скорости для сравнения с желаемой скоростью. Если есть разница, сигнал ошибки генерируется, чтобы довести фактическую скорость в соответствие с эталонной скоростью, регулируя как напряжение и частоту, с тем, чтобы устранить разницу в скорости.

    См. Также управление скоростью бесщеточного двигателя постоянного тока и примеры управления скоростью генератора.

  • Контроль Вольт / Герц
  • Контроль

    Вольт / Герц необходим для управления скоростью асинхронных двигателей. В системе открытого контура система управления преобразует желаемую скорость к опорной частоте входного сигнала на частоту переменной, переменное напряжение инвертора.В то же время он умножает опорную частоту с помощью вольт / характеристического отношения Герц двигателя с получением соответствующего опорного напряжения инвертора. При изменении задания скорости выходное напряжение и частота инвертора изменяются синхронно.

    В системе с обратной связью сигнал обратной связи по скорости, поступающий от тахогенератора на выходной вал двигателя, используется в контуре управления для получения сигнала ошибки скорости для управления функцией управления вольт / герц, аналогичной описанной выше.

    Как и в случае с большими двигателями постоянного тока, регулирование скорости обычно сопровождается регулированием тока.

  • Циклоконвертер
  • Циклоконвертер преобразует частоту переменного тока напрямую в переменный ток переменной частоты без промежуточного звена постоянного тока.

    Система сложна и работает, измеряя напряжение каждой фазы источника переменного тока и синтезируя желаемую форму выходного сигнала путем включения нагрузки в течение периода выборки, фаза, напряжение которой наиболее близко к желаемому напряжению в момент отбора проб.Форма выходного сигнала сильно искажена, а способность асинхронных двигателей справляться с очень высоким содержанием гармоник ограничивает максимальную частоту, на которой может использоваться система.

    Циклоконвертеры

    подходят только для очень низких частот, до 30% входной частоты. Они используются для низкоскоростных приводов большой мощности, чтобы исключить необходимость в редукторе на тяжелых прокатных и дробильных станах, а также в тяговых устройствах для поездов и судов.

  • Векторное управление - управление потоком или полем (FOC)
  • Всем двигателям необходим ток намагничивания и ток, создающий крутящий момент. В щеточном двигателе постоянного тока эти два тока подводятся к двум разным обмоткам. Ток намагничивания подается на статор или обмотку возбуждения, а ток, создающий крутящий момент, подается на обмотку ротора. Это позволяет независимо управлять полями статора и ротора. Однако в бесщеточных двигателях, таких как двигатели с постоянными магнитами или асинхронные двигатели, невозможно напрямую управлять полем ротора, поскольку нет никаких соединений с ним.Поскольку контролируемые параметры не могут быть измерены, их значения должны быть получены из параметров, которые можно измерить и контролировать. Единственный вход, которым можно управлять, - это входной ток, подаваемый на статор.

    Фактический ток статора представляет собой векторную сумму двух векторов тока: вектор индуктивного ( с задержкой фазы ) намагничивающего тока, создающий магнитный поток в воздушном зазоре, и в фазе , создающий крутящий момент, ток.Чтобы изменить крутящий момент, нам нужно изменить в фазе , создающий крутящий момент, ток, но поскольку мы хотим, чтобы поток в воздушном зазоре оставался постоянным на оптимальном уровне, ток намагничивания также должен оставаться неизменным при изменении крутящего момента.

    Векторное управление или управление с ориентацией на поле - это метод независимого изменения величины и фазы векторов тока статора для адаптации к мгновенным требованиям к скорости и крутящему моменту двигателя.

    Позволяет изменять параметры, которые нельзя напрямую контролировать, путем изменения параметров, которые можно измерять и контролировать.

    Для многих применений векторное управление не требуется, но для точного управления, оптимальной эффективности и быстрого реагирования требуется контроль над полем ротора, и были разработаны альтернативные методы косвенного управления. Из-за низкой стоимости вычислительной мощности векторное управление используется все больше и больше в бесщеточных двигателях.

    • Сводка векторного управления
      • Объективы Максимальное преобразование мощности из тока в крутящий момент, быстрая переходная характеристика, точное управление крутящим моментом, скоростью и положением.
      • Требуется Вращающийся поток должен поддерживаться под углом 90 градусов к потоку ротора.
      • Входы Доступная информация (состояние напряжений и токов статора, положение и / или скорость ротора).
      • Использует Два независимых контура управления для управления векторами тока намагничивания и создания крутящего момента.
      • Вычисляет ошибку Математические преобразования для анализа входных сигналов от статора и вычисления любых отклонений от желаемых состояний ротора.
      • Вычисляет поправку Математические обратные преобразования для преобразования сигнала ошибки ротора обратно в управляющие сигналы, которые подаются на статор для противодействия ошибке.
      • Активирует Инвертор с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), обеспечивающий питание двигателя.
      • Формирует сигналов входного напряжения статора с правильной амплитудой, частотой и фазой для изменения.
      • Метод 1 Прямое управление Использует датчики положения и сложные математические преобразования
      • Метод 2 Косвенное управление «Бездатчиковое» Использует еще более сложные математические преобразования
        (Оба вышеупомянутых метода используют датчики тока для контроля тока обмоток статора)
      • Повторяет статус образцов и подает управляющие сигналы с частотой 20 кГц для обеспечения непрерывного управления.
      • Дополнительные преимущества Управление низкой скоростью, повышение эффективности, меньшие двигатели.

    Хорошая новость заключается в том, что детальное знание задействованного процесса не требуется, поскольку большинство этих задач реализованы в интегральных схемах и включены в конструкцию двигателя. Но читайте дальше, чтобы узнать, как используется вся система.

    • Переходный режим
    • Несмотря на свои многочисленные преимущества, известный асинхронный двигатель относительно медленно реагирует на изменения условий нагрузки или пользовательские команды для изменения скорости.Это происходит главным образом потому, что ток ротора не может мгновенно следовать за приложенным напряжением из-за задержки, вызванной индуктивностью обмоток двигателя.

      Во время переходного периода амплитуда магнитного потока и его угол по отношению к ротору должны поддерживаться, чтобы можно было развить желаемый крутящий момент.

      Крутящий момент также зависит от величины магнитного потока, но он зависит от индуктивной составляющей тока и не может быть изменен мгновенно.В любом случае плотность потока устанавливается на оптимальное значение до того, как произойдет насыщение.

      Векторное управление - это способ изменения вектора синфазного тока без изменения вектора индуктивного тока намагничивания, так что время отклика машины не подвержено индуктивной задержке.

    • КПД
    • Индуктивная задержка фазы, упомянутая выше, также вызывает мгновенную потерю крутящего момента и снижение эффективности, поскольку магнитный поток, создающий крутящий момент от статора, не действует под углом 90 электрических градусов к полю ротора.

      Крутящий момент на роторе любого двигателя максимален, когда магнитное поле ротора находится под прямым углом к ​​полю статора. См. Интерактивные поля

      Система векторного управления обеспечивает мгновенную регулировку токов статора для управления положением ротора относительно движущейся магнитной волны, что позволяет избежать потерь из-за задержки по фазе.

    • Реализация
    • Каждый из двух описанных ниже методов управления описывает обработку одной выборки состояния двигателя и способ исправления ошибок.Оба они требуют значительной математической вычислительной мощности. Однако двигателю необходимо непрерывное управление в реальном времени для регулирования скорости и крутящего момента, а для этого требуется частота дискретизации 20 кГц или более, что резко увеличивает нагрузку на обработку сигнала. Эта задача вполне входит в сферу применения цифровых сигнальных процессоров (DSP), интегральных схем специального назначения, предназначенных для приложений с интенсивными вычислениями.

      Если в двигатель встроен компьютер, другие функции, такие как связь и сеть контроллеров (шина CAN), могут быть интегрированы с органами управления двигателем.

      Система векторного управления - это, по сути, косвенная система, использующая информацию о системе, полученную на основе данных о напряжениях и токах статора и его положении. Как «прямой», так и «косвенный» методы управления, упомянутые ниже, указывают, как получается информация о положении ротора.

      Чтобы получить необходимую информацию о токах статора в трехфазной системе, необходимо измерить только два из трех фазных токов, питающих двигатель, поскольку алгебраическая сумма токов, протекающих в двух обмотках, должна равняться току, протекающему из третьей. обмотка.

      • Прямое управление
      • Этот метод использует датчик положения для определения углового положения вращающегося вала. Угол между магнитным потоком ротора и вращающейся магнитной волной представляет собой сумму углового положения вала и угла скольжения, который может быть получен из тока ротора. Погрешность положения (отклонение от 90 градусов) является мерой требуемой составляющей тока статора, создающей крутящий момент.Затем этот сигнал можно использовать в качестве основы для обычного контура регулирования тока.

        Магнитная составляющая тока статора должна быть рассчитана на основе математической модели двигателя. Математическое преобразование (Кларк-Парк преобразование) выполняется на фактических токах статора для получения меры фактического потока и представления отклонения от желаемого значения. Обратное преобразование используется для получения соответствующих сигналов коррекции ошибок, которые должны подаваться на вход инвертора переменной частоты для генерации соответствующих токов статора (амплитуды, частоты и фазы) для исправления ошибки.

        Математические преобразования требуют точных данных о механических и электрических характеристиках машины, которые часто трудно измерить или оценить. На помощь пришли самообучающиеся адаптивные системы управления, которые генерируют необходимые справочные данные на основе измерений фактических характеристик.

        Алгоритмы управления также должны учитывать условия окружающей среды. Например, сопротивление обмотки двигателя (и, следовательно, постоянная времени L / R двигателя) зависит от температуры, и влияние изменений температуры необходимо учитывать в модели.

      • Непрямое - бессенсорное управление
      • Бездатчиковое управление относится только к исключению датчика положения, использованного на схеме выше. В системе управления может быть несколько других датчиков. Информация о положении, предоставляемая датчиком положения, также может быть получена путем математических преобразований токов и напряжений статора, как и магнитный поток в прямой системе. Поскольку датчик увеличивает физическую сложность и стоимость машины, а стоимость вычислительной мощности постоянно снижается, замена датчика математическими методами в настоящее время экономически оправдана.

        Бездатчиковое управление можно использовать для управления скоростью двигателя почти до нуля.

    • Сервосистемы
    • Многие из методов векторного управления применимы к сервосистемам, и, следовательно, системы с векторным управлением заменяют некоторые традиционные сервосистемы.

  • Контроллер Ward Leonard
  • Регулятор скорости Ward Leonard обеспечивает привод с регулируемой скоростью от сети переменного тока с фиксированным напряжением и частотой.В нем используются три машины: асинхронный двигатель переменного тока, приводимый в действие с фиксированной скоростью от сети, приводящий в действие генератор постоянного тока, который, в свою очередь, приводит в действие двигатель постоянного тока с шунтирующей обмоткой, обычно аналогичной конструкции генератора. Выход постоянного тока от генератора напрямую подключен к якорю двигателя постоянного тока. Скорость двигателя регулируется с помощью реостата для регулировки тока возбуждения в обмотке возбуждения генератора для изменения выходного напряжения генератора. Контроллеры Ward Leonard до сих пор используются в пассажирских лифтах (лифтах) по всему миру, а также в электрических кранах, обмотках угольных шахт и в промышленном технологическом оборудовании, хотя в настоящее время они в значительной степени вытеснены тиристорными регуляторами скорости.

    История

  • Контроль положения
  • Шаговые двигатели

    обычно используются, когда требуется точное управление положением. Точное позиционирование возможно с помощью системы разомкнутого контура путем подсчета импульсов, подаваемых на двигатель. Потенциометры могут использоваться для обеспечения обратной связи по положению в системах с обратной связью, но энкодеры вала обеспечивают более точную обратную связь по ходу путем подсчета импульсов.

    Когда требуется большое расстояние до цели или много оборотов двигателя, может быть желательно ускорить двигатель во время движения. В этом случае регулирование скорости может осуществляться с помощью контура обратной связи.

  • Электронная коммутация
  • Функция коммутатора заключается в изменении направления тока возбуждения двигателя, когда чередующиеся полюса ротора проходят через полюсы статора. В бесщеточных двигателях постоянного тока отсутствует механический коммутатор, а ток возбуждения обеспечивается катушками статора.Коммутация осуществляется электронными переключателями, которые меняют направление тока статора, когда чередующиеся полюса ротора проходят мимо полюсов статора. Для этого требуется, чтобы датчик положения сообщал об угловом положении вала ротора контроллеру двигателя, чтобы он мог переключать направление тока, когда полюса ротора находятся в правильном положении по отношению к полюсам статора.

  • Начальный
  • Некоторые конструкции двигателей не запускаются автоматически при подаче питания.Такие проблемы обычно решаются разработчиком машины с помощью вспомогательных обмоток или других методов и обычно не очевидны для пользователя.

    Одна проблема, с которой сталкивается пользователь, заключается в том, что запуск многих машин сопровождается очень высоким пусковым током, который потенциально может повредить двигатель или его источник питания. Для решения этой проблемы используются современные системы управления, описанные выше.

  • Рекуперативное торможение
  • Аккумулятор может улавливать максимальную энергию рекуперативного торможения только в том случае, если вольт регенерации больше, чем вольт аккумулятора.В случае двигателя постоянного тока для этого требуется регулируемый преобразователь постоянного тока в постоянный, выходной сигнал которого зависит от скорости двигателя, чтобы преобразовывать сильноточные импульсы низкого напряжения из низкоскоростного торможения в импульсы низкого напряжения высокого напряжения. Система управления также должна понижать любое регенеративное напряжение, которое превышает верхний предел зарядного напряжения батареи, чтобы избежать повреждения батареи, и она должна сбрасывать любую избыточную энергию в резистивную нагрузку, когда батарея достигает своего полного состояния заряда (SOC) 100% или ток достигает рекомендуемого предела зарядного тока аккумулятора.Это особенно важно для литиевых батарей.

    Для получения энергии рекуперативного торможения от асинхронных двигателей требуется, чтобы синхронная скорость была ниже скорости двигателя за счет уменьшения частоты питания. См. Действие генератора.

  • Коррекция коэффициента мощности
  • Чтобы избежать ненужных потерь или удовлетворить допустимые требования к нагрузке энергоснабжающей организации, для асинхронных двигателей часто требуется коррекция коэффициента мощности, особенно для больших машин или в установках с большим количеством машин.

    Чаще всего коррекция коэффициента мощности осуществляется с помощью дополнительных конденсаторов, однако при определенных обстоятельствах для этой цели также можно использовать контроллер двигателя.

    В условиях небольшой нагрузки ток намагничивания в асинхронном двигателе относительно высок по сравнению с током нагрузки, что приводит к низкому коэффициенту мощности. (См. Асинхронные двигатели). По мере увеличения нагрузки, в фазе тока нагрузки увеличивается по сравнению с током намагничивания, таким образом улучшая (увеличивая) коэффициент мощности.

    Контроллер мотора может использоваться для решения проблемы низкого коэффициента мощности в малонагруженных машинах. Если напряжение питания снижается при малых уровнях нагрузки, поток в воздушном зазоре будет соответственно уменьшен, и ток (и скольжение) должны будут увеличиваться для получения того же крутящего момента. Эффект заключается в увеличении тока нагрузки по отношению к току намагничивания, уменьшению запаздывания по току и увеличению коэффициента мощности. Простого тиристорного регулирования напряжения питания будет достаточно, чтобы обеспечить необходимое регулирование напряжения для реализации этой схемы.

    Этот метод контроля коэффициента мощности применим только для малонагруженных машин. Для сильно нагруженных машин коэффициент мощности обычно достаточно высок, а влияние регулирования напряжения незначительно.

    См. Также коррекцию коэффициента мощности сети с помощью STATCOM

  • Защита
  • Вышеупомянутые системы управления также предназначены для обеспечения того, чтобы электрическая машина не превышала проектные ограничения по напряжению и току.Кроме того, машина может иметь несколько простых защитных устройств.

    В случае перегрева датчик температуры или термистор приведет к отключению питания или включению системы охлаждения. Если он превысит безопасный предел скорости, центробежный выключатель прервет ток.

  • Датчики
  • Ниже приведены некоторые примеры многих типов датчиков, используемых в системах управления двигателями.

    • Текущее -
      • Токовый шунт - Недорого, с потерями.
      • Трансформатор тока - эффективный, только переменный ток - не может измерять постоянный ток.
      • Датчик Холла.
    • Voltage - аналого-цифровые преобразователи.
    • Частота - Подсчет импульсов.
    • Phase - Получено из разницы во времени между измеренными и эталонными источниками.
    • Температура - Термисторы, термопары.
    • Light - Фотоэлектрическая и волоконная оптика.
    • Магнитный поток - Датчик Холла.
    • Позиция - Линейная и угловая.
      • Оптические энкодеры (на основе источника света, кодового колеса и оптического детектора).
      • Счетчики импульсов - линейные и угловые перемещения.Импульсы могут быть магнитными или оптическими.
      • Потенциометры - ограниченный диапазон, низкая точность.
    • Speed ​​ - Тахогенераторы на различных принципах.
      • Роторный генератор постоянного тока - Обеспечивает выход напряжения.
      • Счетчики импульсов - Импульсы могут быть магнитными или оптическими.
      • Центробежный выключатель (Концевой выключатель).
    • Крутящий момент - Обычно определяется током двигателя.
    • Время - Часы микропроцессора.

    Как работают электродвигатели

    1 декабря 2002 г. для QuietFlyer Magazine

    Много было написано о выборе правильного двигателя, оценке производительности, установке двигателя на самолет и т. Д. В этом месяце я решил вернуться к основам и описать, как на самом деле работает двигатель . Вам нужно это знать, чтобы летать на электрических моделях? Вероятно, нет, но хорошее понимание работы двигателя может помочь вам диагностировать проблемы.И некоторым людям, включая меня, нравится знать, как все работает. Итак, если вам интересно, читайте дальше!

    Я собираюсь начать с самых основ, так что, если вы уже кое-что из них знаете, можете пропустить. Я не обижусь.

    Магниты

    Основной движущей силой всех электродвигателей, щеточных или бесщеточных, переменного или постоянного тока, является магнетизм. Мы все, наверное, когда-то играли с магнитами и узнали о них на уроках естествознания в начальной школе.

    Вспомните, что у любого магнита есть северный полюс и южный полюс (так уж получилось, что Земля - ​​это магнит, полюса которого очень приблизительно соответствуют географическим полюсам, отсюда и названия полюсов магнита). Если вы возьмете два магнита в форме стержня и выровняете их, они будут притягиваться друг к другу, если северный полюс одного находится рядом с южным полюсом другого. Если вы выровняете их с севера на север или с юга на юг, они будут отталкивать друг друга. Противоположности притягиваются.

    Рассмотрим сборку из трех магнитов, как показано на рисунке 1.Левый и правый магниты прикреплены к какой-либо поверхности, а центральный магнит может свободно вращаться вокруг своего центра.

    Рис. 1. Центральный вращающийся магнит будет вращаться, пока он не выровняется с двумя фиксированными магнитами, северный полюс - южный полюс.

    Из-за притяжения противоположных полюсов центральный магнит будет вращаться до тех пор, пока он не выровняется, как показано на Рисунке 2.

    Рис. 2. После совмещения он будет сопротивляться дальнейшему повороту.

    Поскольку у магнита есть вес и, следовательно, импульс, он на самом деле немного перескочит, а затем вернется, снова перескочит и так несколько раз, прежде чем успокоится.

    А теперь представьте, что мы могли бы творить магию магии и поменять местами северный и южный полюса центрального магнита так же, как это происходит в первый раз, как показано на рисунке 3.

    Рис. 3. Если мы волшебным образом перевернем полюса центрального магнита незадолго до его остановки, он будет продолжать вращаться.

    Вместо того чтобы возвращаться назад, он теперь будет отталкиваться фиксированными магнитами и продолжать вращаться, чтобы он мог выровняться в другом направлении. В конце концов, он достигнет состояния, показанного на рисунке 4, что подозрительно похоже на рисунок 1.

    Рис. 4. В конце концов он вернется в исходное положение на Рис. 1.

    Если мы будем выполнять эту смену полюсов каждый раз, когда центральный магнит только заканчивает выходить за выровненное положение, он будет продолжать вращаться бесконечно.

    Проблема в том, как совершить этот подвиг магнитного движения.

    Электромагниты

    Магниты, с которыми мы играем, называются постоянными магнитами. У этих объектов есть постоянное магнитное поле, которое всегда присутствует. Полюса неподвижны относительно друг друга и относительно физического магнита.

    Другой вид магнита - это электромагнит. В своей простейшей форме он представляет собой железный стержень, обернутый катушкой с проволокой, как показано на Рисунке 5.

    Рис. 5. Электромагнит - это кусок железа или другого магнитного металла, на который намотана проволочная катушка.

    Сам по себе ничего не делает. Однако, если вы пропустите через провод электрический ток, в железном стержне образуется магнитное поле, и он становится магнитом, как показано на рисунке 6.

    Рис. 6. Подача тока в одном направлении создает магнит.

    Если вы отключите ток, он перестанет быть магнитом (это немного упрощение, поскольку на самом деле он остается слабым магнитом, но нам пока не нужно этим заниматься).

    Пока что электромагнит уже кажется весьма полезным, поскольку мы можем использовать его, чтобы поднимать железные, стальные или никелевые предметы, переносить их куда-нибудь, а затем сбрасывать, просто выключив питание (краны для разборки отходов делают это с целыми автомобилями. ).

    По-настоящему интересная особенность электромагнита заключается в том, что его полярность (расположение северного и южного полюсов) зависит от направления тока.Если мы пропустим ток в обратном направлении, полюса электромагнита поменяются местами, как показано на Рисунке 7.

    Рис. 7. Подача тока в противоположном направлении приведет к образованию магнита с противоположной полярностью.

    Эврика!

    Если мы заменим центральный магнит в нашем наборе из трех магнитов на электромагнит, как на рисунке 8, мы получим начало электродвигателя.

    Рис. 8. Замена центрального магнита на рис. 1 на электромагнит дает нам начало двигателя.

    Теперь у нас есть две проблемы, которые нужно решить: подать ток на вращающийся электромагнит без скручивания проводов и изменить направление тока в нужное время.

    Обе эти проблемы решаются с помощью двух устройств: коммутатора с разъемным кольцом и пары щеток. Рисунок 9 иллюстрирует это.

    Рис. 9. Добавив коммутатор (полукруглые дуги) и щетки (широкие стрелки), мы можем изменить полярность электромагнита при его вращении.

    Два полукруга - это коммутатор, а две стрелки - это щетки. Ток подается на щетки, обозначенные знаками «+» и «-».

    При указанном токе электромагнит будет отталкиваться двумя постоянными магнитами, и он будет вращаться по часовой стрелке. После того, как он перевернется почти наполовину, он будет в состоянии, показанном на Рисунке 10.

    Рис. 10. Магниты почти выровнены, но вскоре полярность изменится на обратную, и вращающийся электромагнит снова начнет двигаться.

    Затем, как только магнит достигает выровненного состояния, разделитель в коммутаторе проходит под щетками, и затем ток через электромагнит меняет направление, что возвращает нас к состоянию на рисунке 9. В результате магнит продолжает вращаться. . У нас есть мотор!

    Некоторая терминология

    Вышеприведенное обсуждение завершилось разработкой простого двухполюсного электродвигателя постоянного тока с двумя щелями и щетками с постоянным магнитом.

    Термин «двухполюсный» относится к тому факту, что в работе двигателя задействованы два полюса постоянного магнита: южный полюс левого магнита и северный полюс правого магнита.Фактически двигатель будет работать только с одним фиксированным магнитом (например, только с левым магнитом), но будет менее мощным и эффективным.

    Вращающийся электромагнит известен как якорь. Два паза означают, что якорь состоит из единственной катушки проволоки вокруг одиночного стержня только с двумя концами (термин «паз» относится к зазору между концами якоря, поскольку якорь обычно не имеет формы стержня, а имеет более широкий конец).

    Реал Моторс

    В реальном двухполюсном двигателе два полюса часто являются двумя концами одного и того же магнита.Хотя может показаться, что двигатель содержит два отдельных магнита, стальной корпус двигателя связывает их вместе, чтобы действовать как один магнит. Это действительно так, как если бы наш двигатель был построен, как показано на рисунке 11, с вращающимся электромагнитом внутри отверстия в постоянном магните.

    Рис. 11. Во многих двигателях два фиксированных магнита на самом деле представляют собой два полюса одного магнита (хотя он может состоять из двух отдельных магнитов, соединенных корпусом двигателя).

    Практические настоящие двигатели обычно имеют как минимум трехпозиционный якорь и коммутатор с тремя сегментами.Однако кистей пока всего две. Двигатели с более высоким напряжением и более высоким КПД имеют еще больше разъемов (нечетное число) и больше сегментов на коммутаторе (столько же, сколько и количество разъемов), а также больше щеток (всегда четное число). На фотографиях 1 и 2 показаны якорь, коллектор и щетки типичного недорогого трехслотового двигателя.

    Фото 1. Якорь с тремя пазами от недорогого ферритового мотора размером 540 мм.

    Фото 2.Щетки в "консервном" двигателе удерживаются на месте пластинчатыми пружинами из сплава, которые также служат для передачи тока. Коммутатор был смоделирован с помощью куска дюбеля с некоторыми отметками на нем, чтобы лучше показать, как он соединяется с щетками.

    На рисунке 12 схематично показан трехпланцевый двигатель. Обратите внимание, что кисть теперь шире, контактирует с сегментами коммутатора на более широкой площади и иногда фактически охватывает два сегмента.

    Рис. 12. Это схематическое изображение типичного двухполюсного щеточного двигателя с тремя пазами.Якорь имеет три электромагнита и три сегмента коммутатора. Щетки иногда соприкасаются более чем с одним сегментом.

    Также обратите внимание, что оба конца электромагнита номер 2 контактируют с щеткой со знаком «-» в конкретный момент времени, показанный на рисунке 12. Это означает, что через электромагнит 2 ток не течет, а горят только номера 1 и 3.

    Фактически, якорь теперь представляет собой пару электромагнитов; номер 3 притягивается северным полюсом правого постоянного магнита, а номер 1 отталкивается.

    Через двенадцатую часть оборота, как показано на Рисунке 13, через все три электромагнита протекает ток.

    Рис. 13. Тот же двигатель, что и на Рис. 12, одна двенадцатая оборота (30 градусов) позже.

    Итак, электромагнит номер 1 одновременно отталкивается правым постоянным магнитом и притягивается левым. Номер 2 отталкивается левым магнитом, а номер 3 все еще притягивается правым магнитом.

    Спустя еще двенадцать оборота, на Рисунке 14, электромагнит 1 притягивается к левому магниту, а номер 2 все еще отталкивается.

    Рис. 14. Двигатель с рис. 12, одна шестая оборота (60 градусов) позже.

    Электромагнит 3 выключен. Эта последовательность включения и выключения электромагнитов продолжается по мере вращения двигателя, в конечном итоге возвращаясь в состояние, показанное на рисунке 12.

    Бесщеточный двигатель

    Механизм щетки и коммутатора, используемый в щеточном двигателе, имеет ряд недостатков: щетки вызывают трение, имеется некоторое электрическое сопротивление в интерфейсе щетки и коммутатора, а механическое переключение тока якоря приводит к искрообразованию, которые могут вызвать радиопомехи.Бесщеточные двигатели избавляются от щеток и коммутатора, чтобы обойти эти проблемы. В результате повышается эффективность (большая выходная мощность для заданного количества входной мощности) и меньше электрических помех.

    Базовые принципы работы бесщеточного двигателя точно такие же, как и у щеточного двигателя. На рисунках 15 и 16 показаны две стадии работы простого бесщеточного двигателя.

    Рис. 15. Это бесщеточный двигатель, эквивалентный рис. 9. Электромагниты зафиксированы, а постоянный магнит вращается.

    Обратите внимание, что рисунок 15 почти идентичен рисунку 9, за исключением того, что здесь нет щеток и коммутатора, а также поменялись типы магнитов. Постоянные магниты превратились в электромагниты, и наоборот. Вращающийся постоянный магнит отталкивается двумя электромагнитами.

    Рис. 16. Двигатель с рис. 15, почти на полный оборот позже. Обратите внимание, что у электромагнитов изменилась полярность.

    На Рисунке 16, почти через полный оборот, полярность левого и правого магнитов изменилась.Вращающийся магнит теперь выравнивается.

    Проблема, которую необходимо решить, заключается в том, как заставить электромагниты менять полярность в нужное время. Можно было бы разработать какую-то механическую схему, управляемую вращающимся постоянным магнитом, но это свело бы на нет основные преимущества бесщеточных двигателей.

    Вместо этого, электромагниты управляются внешней схемой. Эта схема отслеживает текущее положение вращающегося магнита и соответствующим образом подает питание на внешние магниты, чтобы двигатель продолжал вращаться.Эта схема является частью бесщеточного электронного регулятора скорости (ESC).

    Бесщеточный ESC может отслеживать положение вращающегося магнита двумя способами. Один из них - магнитные датчики (на основе эффекта Холла). Эти датчики сообщают ESC по отдельному набору проводов. Другой метод известен как «бессенсорный». Грубо говоря, в этом методе ESC контролирует три провода питания двигателя на предмет колебаний, вызванных вращающимися магнитами.

    Терминология бесщеточного

    Поскольку узел электромагнита в бесщеточном двигателе остается неподвижным, он называется статором, а не якорем.Узел вращающегося магнита называется ротором.

    Настоящие бесщеточные двигатели

    Подобно тому, как настоящий щеточный двигатель редко имеет только два полюса и двухпозиционный якорь, настоящий бесщеточный двигатель редко имеет только двухполюсный ротор и двухпозиционный статор. Большинство имеющихся в продаже бесщеточных двигателей имеют как минимум четыре полюса и статор с девятью или более пазами. Однако для сравнения на рис. 17 показан гипотетический двухполюсный бесщеточный двигатель с тремя пазами, соответствующий нашему двухполюсному щеточному двигателю с тремя пазами.

    Рис. 17. Это схематическое изображение гипотетического двухполюсного бесщеточного двигателя с тремя пазами. Ротор имеет один постоянный магнит (два полюса), а статор - три электромагнита (три паза) и три точки подключения.

    Обратите внимание, что есть три точки подключения для получения питания от бесщеточного ESC (у двигателя с более чем тремя статорами они подключены к трем группам, поэтому остается только три провода питания).

    Фото 3. Компоненты Aveox 36/30/1.5 бесщеточный мотор.
    www.Aveox.com

    В состоянии, представленном на Рисунке 17, питание подается на два вывода, обозначенных «+» и «-», что приводит в действие электромагниты, как показано. Верхний левый электромагнит притягивает северный полюс ротора, левый нижний отталкивает его, а правый электромагнит отталкивает южный полюс ротора. Когда ротор вращается, ESC будет менять провода, на которые подается питание. Иногда будут только два вывода, как на Рисунке 17, а в других случаях - все три (как на Рисунке 13 для щеточного двигателя).

    Проблемы реального мира

    Описанная здесь теория работы двигателя верна, но несколько упрощена. Если вы внимательно изучите схемы, вы заметите ситуации, когда полярность может измениться слишком быстро, очевидно, что приведет к остановке двигателя. Из-за ряда факторов, таких как время, необходимое для схлопывания магнитного поля, и импульс якоря, настоящий двигатель не обязательно остановится в этой ситуации.

    Взаимосвязь между положением якоря (или ротора) и магнитов (или статора) и временем, когда электромагниты меняют свою полярность, называется «синхронизацией».В щеточном двигателе он регулируется путем изменения положения щеток относительно постоянных магнитов. В бесколлекторном двигателе с датчиком Холла происходит изменение положения датчиков. В бессенсорном двигателе ESC автоматически регулирует время на основе обратной связи, которую он получает от двигателя.

    Оптимальная синхронизация зависит от скорости и тока двигателя, и для максимальной эффективности ее следует отрегулировать в соответствии с конкретными условиями эксплуатации двигателя.

    Если вы знакомы с двигателями внутреннего сгорания, это аналогично настройке оптимального момента зажигания.Теоретически свеча должна загореться, когда поршень достигнет верхней части цилиндра (верхней мертвой точки), но из-за импульса двигателя и времени, необходимого для фактического сгорания топлива, свеча должна загореться раньше. Современные автомобильные двигатели регулируют это с помощью электроники, чтобы точно соответствовать условиям; В более старых автомобильных двигателях использовался механизм подачи с вакуумным приводом, чтобы регулировать его в соответствии с нагрузкой двигателя.

    Другие двигатели

    Существует много других типов электродвигателей, таких как асинхронные двигатели переменного тока, синхронные двигатели переменного тока, шаговые двигатели (на самом деле это специализированная форма бесщеточных двигателей) и так далее.Все эти двигатели работают на различных принципах, которые мы рассмотрели. Они различаются только тем, как выполняют работу коммутатора. В настоящее время ни один из этих двигателей не используется в электрических полетах.


    Статьи по теме

    Если вы нашли эту статью полезной, вас также могут заинтересовать:

    Купить Стефану кофе! Если вы нашли эту статью
    полезно, рассмотрим оставив пожертвование в помощь
    stefanv.com

    Заявление об отказе от ответственности: Хотя все усилия были сделано для обеспечения точности и надежности, информация на этом сайте страница представлена ​​без каких-либо гарантий, и Стефан Форкоеттер не несет ответственности за прямой или косвенный ущерб, вызванный его использовать. Вам, читателю, предстоит определить пригодность и берут на себя ответственность за использование этой информации. Ссылки на Товары Amazon.com предоставляются совместно с Amazon.com. Ссылки на поисковые запросы eBay предоставляются вместе с eBay. партнерская сеть.

    Авторские права: Все материалы на этом веб-сайте, включая Авторские права на текст, изображения и разметку принадлежат Стефану Форкоеттеру © 2020, если не указано иное. Все права защищены. Несанкционированное копирование запрещено. Вы можете ссылаться на этот сайт или страниц в нем, но вы можете , а не , напрямую ссылаться на изображения на этот сайт, и вы можете , а не копировать любые материалы с этого сайта на другой веб-сайт или другая публикация без явного письменного разрешение.Вы можете делать копии для личного пользования.

    История электромобилей

    Представленные более 100 лет назад, электромобили сегодня набирают популярность по многим из тех же причин, по которым они были популярны вначале.

    Будь то гибрид, подключаемый гибрид или полностью электрический, спрос на автомобили с электроприводом будет продолжать расти, поскольку цены падают, а потребители ищут способы сэкономить деньги на насосе. В настоящее время более 3 процентов продаж новых автомобилей, продажи электромобилей могут вырасти почти до 7 процентов - или до 6.6 миллионов в год - по всему миру к 2020 году, согласно отчету Navigant Research.

    В связи с растущим интересом к электромобилям мы смотрим, где эта технология была и где она развивается. Отправляйтесь в прошлое вместе с нами, исследуя историю электромобиля.

    Рождение электромобиля

    Трудно отнести изобретение электромобиля к одному изобретателю или стране. Вместо этого это была серия прорывов - от батареи до электродвигателя - в 1800-х годах, которые привели к появлению первого электромобиля на дороге.

    В начале века новаторы в Венгрии, Нидерландах и Соединенных Штатах, в том числе кузнец из Вермонта, начали разрабатывать концепцию автомобиля с батарейным питанием и создали одни из первых небольших электромобилей. легковые автомобили. И хотя британский изобретатель Роберт Андерсон примерно в это же время разработал первый примитивный электромобиль, французские и английские изобретатели построили одни из первых практических электромобилей только во второй половине XIX века.

    Здесь, в США, первый успешный электромобиль дебютировал около 1890 года благодаря Уильяму Моррисону, химику, который жил в Де-Мойне, штат Айова. Его шестиместный автомобиль, способный развивать максимальную скорость 14 миль в час, был немногим больше, чем электрифицированный фургон, но это помогло пробудить интерес к электромобилям.

    В течение следующих нескольких лет в США начали появляться электромобили от различных автопроизводителей. Парк Нью-Йорка даже насчитывал более 60 электрических такси.К 1900 году электромобили достигли своего расцвета, составляя около трети всех транспортных средств на дорогах. В течение следующих 10 лет они продолжали демонстрировать высокие продажи.

    Ранний взлет и падение электромобиля

    Чтобы понять популярность электромобилей примерно в 1900 году, также важно понимать развитие личного автомобиля и других доступных опций. На рубеже 20-го века лошадь все еще была основным средством передвижения. Но по мере того, как американцы стали более зажиточными, они обратились к недавно изобретенному автомобилю - доступному в паровой, бензиновой или электрической версиях - для передвижения.

    Пар был проверенным и надежным источником энергии, доказавшим свою надежность для питания заводов и поездов. Некоторые из первых самоходных машин в конце 1700-х годов работали на пару; тем не менее, только в 1870-х годах технология закрепилась в автомобилях. Отчасти это связано с тем, что пар был не очень практичным для личных автомобилей. Паровозам требовалось длительное время запуска - иногда до 45 минут на морозе - и их нужно было доливать водой, что ограничивало их диапазон.

    С появлением электромобилей на рынке появился новый тип транспортных средств - автомобили с бензиновым двигателем - благодаря усовершенствованиям двигателя внутреннего сгорания в 1800-х годах.Хотя бензиновые автомобили были многообещающими, они не были лишены недостатков. Для управления ими требовалось много ручного труда - переключение передач было непростой задачей, и их нужно было запускать с помощью рукоятки, что усложняло управление ими. К тому же они были шумными, и их выхлоп был неприятным.

    Электромобили не имели проблем, связанных с паром или бензином. Они были тихими, простыми в управлении и не выделяли вонючего загрязнителя, как другие автомобили того времени. Электромобили быстро стали популярны у городских жителей, особенно у женщин.Они идеально подходили для коротких поездок по городу, а плохие дорожные условия за пределами города означали, что немногие автомобили любого типа могли отправиться дальше. Поскольку в 1910-е годы все больше людей получили доступ к электричеству, стало легче заряжать электромобили, что повысило их популярность среди всех слоев общества (включая некоторых из «самых известных и выдающихся производителей бензиновых автомобилей», как 1911 New York Times статьи).

    Многие новаторы в то время обратили внимание на высокий спрос на электромобили, исследуя способы улучшения технологии.Например, Фердинанд Порше, основатель одноименной компании по производству спортивных автомобилей, в 1898 году разработал электромобиль под названием P1. Примерно в то же время он создал первый в мире гибридный электромобиль - автомобиль, работающий от электричества и газовый двигатель. Томас Эдисон, один из самых плодовитых изобретателей в мире, считал, что электромобили являются передовой технологией, и работал над созданием более совершенной батареи для электромобилей. По данным Wired , даже Генри Форд, друживший с Эдисоном, в 1914 году сотрудничал с Эдисоном, чтобы изучить варианты недорогого электромобиля.

    Тем не менее, именно серийная модель Т Генри Форда нанесла удар по электромобилю. Представленная в 1908 году модель T сделала автомобили с бензиновым двигателем широко доступными и доступными. К 1912 году бензиновый автомобиль стоил всего 650 долларов, а электрический родстер продавался за 1750 долларов. В том же году Чарльз Кеттеринг представил электростартер, избавив от необходимости использовать ручную рукоятку и увеличив продажи автомобилей с бензиновым двигателем.

    Другие события также способствовали упадку электромобилей.К 1920-м годам в США была более совершенная система дорог, соединяющих города, и американцы хотели выбраться и исследовать территорию. С открытием техасской сырой нефти газ стал дешевым и легкодоступным для сельских жителей Америки, и по всей стране начали появляться заправочные станции. Для сравнения: в то время очень немногие американцы за пределами городов имели электричество. В конце концов, к 1935 году электромобили практически исчезли.

    Нехватка газа пробуждает интерес к электромобилям

    В течение следующих 30 лет или около того электромобили вступили в своего рода темные века с небольшим прогрессом в технологиях.Дешевый бензин в больших количествах и постоянное совершенствование двигателей внутреннего сгорания сдерживали спрос на автомобили, работающие на альтернативном топливе.

    Перенесемся в конец 1960-х - начало 1970-х годов. Стремительный рост цен на нефть и нехватка бензина - пик с введением арабского нефтяного эмбарго 1973 года - вызвали растущий интерес к снижению зависимости США от иностранной нефти и поиску местных источников топлива. Конгресс принял к сведению и принял Закон об исследованиях, разработках и демонстрациях электрических и гибридных транспортных средств от 1976 года, уполномочивающий Министерство энергетики поддерживать исследования и разработки в области электрических и гибридных транспортных средств.

    Примерно в то же время многие крупные и мелкие автопроизводители начали изучать варианты транспортных средств на альтернативном топливе, включая электромобили. Например, General Motors разработала прототип городского электромобиля, который был показан на Первом симпозиуме Агентства по охране окружающей среды по разработке энергосистем с низким уровнем загрязнения в 1973 году, а American Motor Company произвела электрические джипы, которые Почтовая служба США использовала в Программа испытаний 1975 года. Даже НАСА помогло поднять популярность электромобиля, когда его электрический луноход стал первым пилотируемым транспортным средством, совершившим полет на Луне в 1971 году.

    Тем не менее, автомобили, разработанные и произведенные в 1970-х годах, по-прежнему имели недостатки по сравнению с автомобилями с бензиновым двигателем. Электромобили в то время имели ограниченную производительность - обычно достигая максимальной скорости 45 миль в час - а их типичный диапазон был ограничен 40 милями до того, как потребовалась подзарядка.

    Забота об окружающей среде продвигает электромобили вперед

    Снова перенесемся вперед - на этот раз в 1990-е годы. За 20 лет после длинных газопроводов 1970-х годов интерес к электромобилям в основном угас.Но новые правила на федеральном уровне и уровне штата начинают менять положение вещей. Принятие поправки к Закону о чистом воздухе 1990 года и Закона об энергетической политике 1992 года, а также новых правил выбросов при транспортных средствах, выпущенных Калифорнийским советом по воздушным ресурсам, помогло возобновить интерес к электромобилям в США.

    В это время автопроизводители начали преобразование некоторых из своих популярных моделей автомобилей в электромобили. Это означало, что электромобили теперь достигли скорости и производительности, намного ближе к автомобилям с бензиновым двигателем, и многие из них имели запас хода в 60 миль.

    Одним из самых известных электромобилей того времени был GM EV1, автомобиль, который широко показан в документальном фильме 2006 года Кто убил электромобиль? Вместо того, чтобы модифицировать существующий автомобиль, GM спроектировала и разработала EV1 с нуля. Благодаря дальности действия 80 миль и способности разгоняться от 0 до 50 миль в час всего за семь секунд, EV1 быстро стал культовым. Но из-за высокой стоимости производства EV1 никогда не был коммерчески жизнеспособным, и GM прекратила его производство в 2001 году.

    В условиях быстро развивающейся экономики, роста среднего класса и низких цен на газ в конце 1990-х годов многие потребители не беспокоились о топливосберегающих транспортных средствах. Несмотря на то, что в то время электромобили не привлекали особого внимания общественности, за кулисами ученые и инженеры при поддержке Министерства энергетики работали над улучшением технологий электромобилей, включая аккумуляторы.

    Новое начало для электромобилей

    В то время как все начинания и остановки индустрии электромобилей во второй половине 20 века помогли показать миру перспективность технологии, настоящего возрождения электромобилей не произошло. примерно до начала 21 века.В зависимости от того, кого вы спросите, это было одно из двух событий, которые вызвали интерес, который мы наблюдаем сегодня к электромобилям.

    Первым поворотным моментом, который многие предложили, было появление Toyota Prius. Выпущенный в Японии в 1997 году, Prius стал первым в мире серийным гибридным электромобилем. В 2000 году Prius был выпущен во всем мире, и он сразу же стал популярным среди знаменитостей, что помогло поднять престиж автомобиля. Чтобы сделать Prius реальностью, Toyota использовала никель-металлогидридную батарею - технология, которая была поддержана исследованиями Министерства энергетики.С тех пор рост цен на бензин и растущее беспокойство по поводу углеродного загрязнения помогли сделать Prius самым продаваемым гибридом во всем мире за последнее десятилетие.

    (Историческая сноска: до того, как Prius мог быть представлен в США, Honda выпустила гибрид Insight в 1999 году, что сделало его первым гибридом, продаваемым в США с начала 1900-х годов.)

    Другим событием, которое помогло изменить форму электромобилей, было объявление в 2006 году о том, что небольшой стартап из Кремниевой долины, Tesla Motors, начнет производство роскошных спортивных электромобилей, способных проехать более 200 миль без подзарядки.В 2010 году Tesla получила ссуду в размере 465 миллионов долларов от Управления кредитных программ Министерства энергетики - ссуду, которую Tesla выплатила на целых девять лет раньше, - для создания производственного предприятия в Калифорнии. За короткое время с тех пор Tesla завоевала широкую известность благодаря своим автомобилям и стала крупнейшим работодателем в автомобильной промышленности в Калифорнии.

    Объявление Tesla и последующий успех побудили многих крупных автопроизводителей ускорить работу над собственными электромобилями. В конце 2010 года в США были выпущены Chevy Volt и Nissan LEAF.С. рынок. Первый коммерчески доступный подключаемый гибрид, Volt имеет бензиновый двигатель, который дополняет его электрический привод, когда батарея разряжена, позволяя потребителям ездить на электричестве в большинстве поездок и на бензине для увеличения запаса хода автомобиля. Для сравнения, LEAF - это полностью электрический автомобиль (часто называемый аккумуляторно-электрическим транспортным средством, электромобилем или просто электромобилем для краткости), то есть он приводится в действие только электродвигателем.

    В течение следующих нескольких лет другие автопроизводители начали выпуск электромобилей в США.S .; тем не менее, потребители по-прежнему сталкивались с одной из первых проблем электромобилей - где заряжать свои автомобили на ходу. В соответствии с Законом о восстановлении министерство энергетики инвестировало более 115 миллионов долларов в создание общенациональной инфраструктуры зарядки, установив более 18 000 бытовых, коммерческих и общественных зарядных устройств по всей стране. Автопроизводители и другие частные компании также установили свои собственные зарядные устройства в ключевых точках США, в результате чего сегодня общее количество зарядных устройств для электромобилей в более чем 8000 различных местах с более чем 20000 розеток для зарядки.

    В то же время новая технология аккумуляторов, поддерживаемая отделом автомобильных технологий Министерства энергетики, начала выходить на рынок, помогая улучшить диапазон подключаемых электромобилей. В дополнение к технологии аккумуляторов почти для всех гибридов первого поколения, исследования Департамента также помогли разработать технологию литий-ионных аккумуляторов, используемых в Volt. Совсем недавно инвестиции Департамента в исследования и разработки аккумуляторных батарей помогли сократить расходы на аккумуляторные батареи для электромобилей на 50 процентов за последние четыре года, одновременно улучшив характеристики автомобильных аккумуляторов (то есть их мощность, энергию и долговечность).Это, в свою очередь, помогло снизить стоимость электромобилей, сделав их более доступными для потребителей.

    Теперь у потребителей больше возможностей, чем когда-либо, когда дело доходит до покупки электромобиля. Сегодня доступно 23 модели с подзарядкой от электросети и 36 гибридных моделей различных размеров - от двухместного Smart ED до среднеразмерного Ford C-Max Energi и роскошного внедорожника BMW i3. Поскольку цены на бензин продолжают расти, а цены на электромобили продолжают падать, электромобили становятся все более популярными - более 234000 подключаемых электромобилей и 3.Сегодня в США ездят 3 миллиона гибридов.

    Электромобили будущего

    Трудно сказать, где будущее приведет к электромобилям, но ясно, что у них есть большой потенциал для создания более устойчивого будущего. Если мы переведем все малотоннажные автомобили в США на гибриды или подключаемые к электросети электромобили, используя нашу нынешнюю комбинацию технологий, мы сможем снизить нашу зависимость от иностранной нефти на 30-60 процентов, снизив при этом углеродное загрязнение от транспортного сектора на целых 20 процентов.

    Чтобы помочь достичь этой экономии выбросов, в 2012 году президент Обама запустил EV Everywhere Grand Challenge - инициативу Министерства энергетики, объединяющую лучших и самых талантливых ученых, инженеров и представителей бизнеса Америки, чтобы сделать подключаемые к сети электромобили более доступными, чем сегодняшний бензин. к 2022 году. Что касается аккумуляторов, то Объединенный центр исследований накопления энергии при Аргоннской национальной лаборатории при Департаменте работает над преодолением крупнейших научных и технических барьеров, препятствующих крупномасштабному усовершенствованию аккумуляторов.

    Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики (ARPA-E) продвигает революционные технологии, которые могут изменить наше представление об электромобилях. От инвестиций в новые типы аккумуляторов, которые могут работать дальше от одной зарядки, до экономически эффективных альтернатив материалам, важным для электродвигателей, проекты ARPA-E могут преобразовать электромобили.

    В конце концов, только время покажет, какие дорожные электромобили возьмут на себя в будущем.

    В чем разница?

    • Гибридное электрическое транспортное средство (или сокращенно HEV) - это транспортное средство без возможности подключения, но имеющее систему электропривода и аккумулятор.Его движущая энергия поступает только из жидкого топлива. Узнайте об истории гибрида - от первого в мире до самого продаваемого в мире.
    • Подключаемый гибридный электромобиль (также называемый PHEV) - это транспортное средство с возможностью подключения к сети, которое может использовать энергию для движения либо от своей батареи, либо от жидкого топлива. Прочтите о первом коммерчески доступном подключаемом гибриде.
    • Полностью электрическое транспортное средство (часто называемое аккумуляторно-электрическим транспортным средством, электромобилем или для краткости электромобилем или AEV) - это транспортное средство, которое полностью получает энергию для движения от своей батареи и должно быть подключено к электросети для подзарядки. .Изучите эволюцию электромобиля, охватывая все, от его ранней популярности до средневековья и до его возрождения сегодня.
    • Подключаемый к электросети электромобиль (или PEV) - это любое транспортное средство, которое может быть подключено к сети (подзарядный гибрид или полностью электрический автомобиль). Узнайте, как подключаемые к электросети электромобили могут помочь нам в создании более устойчивого будущего.

    Стандартные электрические символы для принципиальных электрических схем

    Стандартные электрические символы являются интеллектуальными, промышленными стандартами , и являются векторными для электрических схем.

    Электрические символы фактически представляют компоненты электрических и электронных схем. В этой статье показаны многие из часто используемых электрических символов для построения электрических схем. Хотя эти стандартные символы упрощены, описание функций поможет вам понять.

    Ниже перечислены наиболее часто используемые электрические и электронные символы, которые помогут вам быстро начать работу.

    Имя Электрический символ Альтернативный символ Описание
    земля / земля Этот символ обозначает клемму заземления, используемую для точки отсчета нулевого потенциала и защиты от поражения электрическим током.
    эквипотенциальный Это символ, обозначающий детали с одинаковым напряжением (т. Е. С одинаковым электрическим потенциалом или равным потенциалом). Поскольку все эквипотенциальные поверхности имеют одинаковое напряжение, вы не будете шокированы, если коснетесь двух таких поверхностей, если вы также не коснетесь другой части с потенциалом, отличным от первых двух частей.
    заземление Это связующее звено между различными металлическими частями машины, обеспечивающее электрическое соединение между ними. Его не следует рассматривать как связь с землей.
    аккумулятор Это устройство, которое состоит из одной или нескольких электрохимических ячеек с внешними соединениями для питания электрических устройств и генерирует постоянное напряжение.
    резистор Это электрический компонент, который снижает электрический ток, например, для ограничения тока, проходящего через светодиод. В схеме синхронизации используется резистор с конденсатором.
    аттенюатор Это электронное устройство, которое снижает мощность сигнала, значительно искажая его форму волны, что является противоположностью усилителя.
    конденсатор Это устройство с двумя выводами, которое накапливает электрическую энергию. Эффект конденсатора известен как емкость. Его также можно использовать в качестве фильтра для блокировки сигналов постоянного тока, но пропускания сигналов переменного тока.
    аккумулятор Это устройство хранения энергии, которое принимает, накапливает и высвобождает энергию, увеличивая или сбрасывая давление в системе.
    антенна Антенна, также известная как антенна, представляет собой устройство, предназначенное для передачи или приема электромагнитных (например, теле- или радиоволн).
    рамочная антенна Рамочная антенна - это радиоантенна, состоящая из петли (или петель) из провода, трубки или других электрических проводников, концы которых соединены с симметричной линией передачи.
    кристалл Кварцевый генератор использует механический резонанс колеблющегося кристалла пьезоэлектрического материала для создания электрического сигнала с точной частотой.
    автоматический выключатель Автоматический выключатель - это автоматический выключатель, предназначенный для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием.
    предохранитель Предохранитель - это устройство электробезопасности, которое обеспечивает защиту электрической цепи от перегрузки по току.
    идеальный источник Идеальный источник напряжения - это устройство с двумя выводами, которое поддерживает фиксированное падение напряжения на своих выводах.Он часто используется в упрощенном процессе анализа реальной электрической цепи.
    общий компонент
    преобразователь Преобразователь - это устройство, преобразующее энергию из одной формы в другую.Обычно преобразователь преобразует сигнал одного типа мощности в сигнал другого типа.
    катушка индуктивности Катушка с проволокой создает магнитное поле, когда через нее проходит ток. Внутри катушки может быть железный сердечник. Его можно использовать как преобразователь, преобразующий электрическую энергию в механическую, если потянуть за что-нибудь. Это пассивный двухконтактный электрический компонент, используемый для хранения энергии в магнитном поле.
    половина индуктора
    пикап
    пульс
    зуб пилы
    ступенчатая функция
    пиропатрон Взрывной пиропатрон часто используется на сцене и в кино для запуска различных спецэффектов.
    пиропатрон чувствительного звена
    пиропатрон воспламенитель
    сетевые фильтры

    Сетевые фильтры защищают вашу электронику от скачков напряжения в вашей электрической системе.
    инструмент Например, вольтметр - это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Ваттметр - это прибор для измерения электрической мощности в ваттах любой данной цепи.
    материал
    элемент задержки Элемент задержки обеспечивает заданную задержку между срабатыванием пороховых устройств.
    постоянный магнит Постоянный магнит - это материал или объект, создающий магнитное поле.
    магнитный сердечник
    ферритовый сердечник
    вилка воспламенителя
    колокол Электрический звонок находится в обычном дверном звонке дома, и при активации он издает звонкий звук.
    зуммер Электрический зуммер похож на звонок, который издает постоянный гудящий звук вместо одиночного тона или звука звонка.
    тепловой элемент
    термопара
    термобатарея
    фонарь Преобразователь преобразует электрическую энергию в свет, используемый для лампы, обеспечивающей освещение, например, автомобильной фары или лампы фонарика.
    флюоресцентная лампа
    оратор Громкоговоритель может принимать цифровой вход и преобразовывать его в аналоговые звуковые волны - одну из самых важных частей широкого спектра электрических устройств, таких как телевизоры и телефоны.
    микрофон
    осциллятор Он генерирует повторяющийся электронный сигнал, часто синусоидальный или прямоугольный.
    Источник переменного тока Переменный ток, постоянно меняйте направление.
    Источник постоянного тока Постоянный ток, всегда течет в одном направлении.

    Каждый электрический компонент может иметь множество изображений, поскольку в настоящее время электрические символы могут отличаться от страны к стране. Некоторые электрические символы практически исчезли с развитием новых технологий.В случаях, когда существует более одного универсального электрического символа, мы попытались дать альтернативное представление.

    Как найти и использовать электрические символы

    Откройте EdrawMax и обширную коллекцию шаблонов электрических схем можно найти в категории Электротехника . Щелкните значок Basic Electrical , чтобы открыть трафарет, содержащий все символы для создания принципиальных схем. Создание электрической схемы становится простым, если у вас под рукой есть доступ к тысячам электрических шаблонов и символов.

    Находясь в рабочей области EdrawMax, перетащите нужный символ прямо на холст. Вы можете изменить размер выбранного символа, перетащив маркеры выбора. Двусторонняя стрелка показывает направление, в котором вы можете переместить мышь, и вы можете перемещать символ только тогда, когда появляется четырехсторонняя стрелка.

    В EdrawMax вы также можете изменить форму символа через плавающее меню.Он показывает, когда символ выбран или когда указатель находится над символом. Например, резистор может иметь 12 разновидностей. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть различные электрические символы и создать свою собственную принципиальную схему за считанные минуты!

    Когда ваша электрическая схема будет завершена, вы можете экспортировать ее в JPG, PNG, SVG, PDF, Microsoft Word, Excel, PowerPoint, Visio, HTML одним щелчком мыши. Таким образом, вы можете делиться своими рисунками с людьми, которые не используют EdrawMax, без необходимости искать способы преобразования форматов файлов.

    Другие электрические символы

    Условные обозначения принципиальной схемы

    Символы логических вентилей

    Символы переключателей

    Символы полупроводников

    Символы пути передачи

    Соответствующие символы

    Обозначения компонентов интегральной схемы

    Обозначения клемм и разъемов

    Символы схемы технологического процесса

    Обозначения технологического процесса и чертежей КИПиА

    Инженер знакомится с электромобилями (EV)

    По прогнозу Международного энергетического агентства, использование электромобилей вырастет с 3 миллионов до 125 миллионов к 2030 году.Это почти в 41 раз больше, чем сегодня, учитывая растущий спрос на ископаемое топливо и проблемы с загрязнением, это, скорее всего, произойдет. Из-за этого все основные производители автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, такие как Ford и GM, постепенно обращают внимание на электромобили. Рынок и потребители нуждаются в более дешевом личном транспорте, и даже вдобавок к этому правительство начало поддерживать электромобили посредством своей политики. Учитывая все эти факты, совершенно очевидно, что очень скоро мы обнаружим, что электромобили мелькают по нашим дорогам.Или я должен также включить Space , где уже есть одна машина Tesla, путешествующая за пределы Марса, когда я пишу эту статью.

    Это изменение уже начало проявлять симптомы. За последние несколько лет появилось много успешных производителей электромобилей, таких как Tesla, Kia Soul, Navistar и Kandi, и это лишь некоторые из них. И благодаря им также произошло множество технологических прорывов в области батарей и двигателей электромобилей. Пока изменения продолжаются, нам, инженерам, пора понять , что находится под капотом электромобиля и как они работают .Итак, в этой статье давайте разберем электромобиль на кости и плоть, чтобы узнать о них.

    Важное примечание: Прежде чем мы погрузимся в подробности, я хотел бы упомянуть, что термин «электромобиль» широко используется. Любой локомотив, у которого нет топливного бака, называется электромобилем. Но в этой статье, посвященной электромобилям или электромобилям, я имею в виду только электромобили, автобусы и грузовики. Если не указано иное, специальные электромобили, такие как сегвей, бортовые или водные электромобили, не входят в сферу действия данной статьи.

    Что делает электромобиль?

    Электромобиль сам по себе является автомобилем и состоит из множества компонентов и большого пучка проводов, соединяющих их все. Но есть несколько базовых минимальных материалов для электромобиля, которые показаны на блок-схеме ниже.

    Двигатель обычного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания заменен электрическим двигателем, а топливный бак заменен аккумуляторной батареей. Из всех компонентов только аккумулятор и мотор составляют около 50% от общего веса автомобиля и цены .Как вы можете видеть, блок батарей , контроллер системы управления батареями (BMS), двигатель и блок передачи образуют основные компоненты в EV .

    Основные части электромобиля

    Аккумуляторная батарея является источником топлива для автомобиля, поскольку существуют сотни ячеек, образующих аккумуляторную батарею, для контроля этих элементов требуется специальная схема, эта схема называется схемой мониторинга аккумуляторной батареи .Напряжение постоянного тока от батареи нельзя использовать для привода двигателя, поэтому нам нужен контроллер, который приводит в действие двигатель, а система передачи передает энергию вращения от двигателя на колеса через некоторые механизмы передачи. Давайте подробно рассмотрим каждую часть, чтобы понять больше об электромобилях.

    EV аккумуляторы

    Батареи являются источником топлива для электромобилей , но также важно знать, что батареи - не единственный источник топлива.Существуют и другие альтернативы для питания электромобиля, такие как топливный элемент или суперконденсаторы, но оба они все еще находятся в стадии разработки, и ни в одном из коммерческих автомобилей на дорогах их не используют. Так что давайте сосредоточимся в этой статье только на электромобилях с батарейным питанием.

    Первое, что вам следует знать о батареях в электромобилях, это то, что, в отличие от вашего мобильного телефона, в котором есть только одна батарея, электромобили питаются от сотен, если не тысяч батарей, соединенных вместе в единый блок. Чтобы дать вам представление, Tesla имеет 7000 аккумуляторов, а Chevrolet Spark - 600 аккумуляторов внутри них .Полная анархия батарей состоит из элемента, модуля батареи и блока батарей.

    Ячейка

    Ячейка относится к одной батарее. В зависимости от химического состава клетки могут иметь много разных размеров и форм. Наиболее часто используемые химические вещества - это свинцово-кислотные батареи и литиевые батареи . Эти батареи доступны во многих различных формах, таких как цилиндрические, монетные, призматические и плоские, некоторые из которых показаны ниже.

    Номинальное напряжение ячеек (на ячейку) будет любым от 3.7 В для литиевых батарей и максимум 12 В для свинцово-кислотных батарей. Но, как вы уже догадались, этого напряжения недостаточно для работы электромобиля. Tesla, например, имеет напряжение аккумуляторной батареи 356 вольт, и даже для нормального электрического двухциклового цикла нам нужно минимум 36 В, так что , как мы можем получить это более высокое напряжение от литиевых элементов, которые составляют всего 3,7 В?

    Батарейный модуль

    Таким образом, чтобы получить более высокое напряжение от литиевых элементов 3,7 В, используются аккумуляторные батареи, которые формируются путем объединения более чем одной батареи вместе.Когда две батареи соединены последовательно, их номинальное напряжение складывается, а когда две батареи соединяются параллельно, добавляется их рейтинг в ампер-часах. Например, предположим, что у нас есть литиевые батареи 3,7 В 2000 мАч. Если вы соедините два из них последовательно, полученная система называется модулем, и этот модуль будет иметь 7,4 В 2000 мАч. Точно так же, если мы подключим два из них параллельно, результирующий модуль будет 3,7 В 4000 мАч.

    Напряжения одного литиевого элемента и номинальной емкости в Ач недостаточно для управления электромобилем, поэтому эти элементы подключены последовательно и параллельно для увеличения результирующего напряжения системы.Этот пакет называется модулем . Для людей, которые плохо знакомы с батареями, термин Ач может сбить с толку, есть много таких параметров, связанных с батареями, которые мы рассмотрим в отдельной статье. На данный момент вы можете думать об Ah как о запасе топлива EV больше, чем Ah, о большем пробеге, который мы можем получить от EV .

    Аккумулятор

    После того, как напряжение системы и номинальная мощность в ампер-часах получены путем объединения различных модулей в последовательной и параллельной конфигурации, эту установку следует разместить внутри электромобиля.Но это не так просто; причина в его сложности. Литиевые элементы нестабильны по своей природе, любая неудача, такая как короткое замыкание, чрезмерная зарядка или разрядка, может привести к сильному нагреву аккумуляторов, что приведет к пожару или взрыву. Поэтому для безопасной работы необходимо контролировать напряжение тока и температуру каждой ячейки. Обязанность контролировать элементы во время процедуры зарядки и разрядки возложена на схему, называемую системой управления батареями или BMS, сокращенно . Мы углубимся в это позже.

    Итак, когда модуль батареи готов, его следует подключить к BMS и системе охлаждения для безопасной работы батареи. Вся установка находится в стальном кожухе для предотвращения механических повреждений. Эта полная компоновка вместе с BMS, кожухом системы охлаждения и аккумуляторными модулями вместе называется аккумуляторной батареей автомобиля . Эти пакеты обычно бывают большими и занимают всю площадь электромобиля, как показано на рисунке ниже, взятом из Википедии.Это изображение Nissan Leaf вырезано наполовину, чтобы вы могли дать общее представление.

    Есть еще много информации, которую нужно покрыть по батареям, но для этого урока позвольте нам завершить это.

    Система управления батареями (BMS)

    Теперь, когда мы узнали о батареях в электромобилях, следует узнать о системе управления батареями. BMS похожа на мозг или хранитель аккумуляторов , как мы видели ранее, в электромобиле много аккумуляторов, и каждый аккумулятор необходимо контролировать для обеспечения безопасности.Для свинцово-кислотных аккумуляторов система BMS не является обязательной, хотя некоторые люди ее используют, но для литиевых элементов из-за ее нестабильности BMS становится необходимой.

    Почти все литиевые элементы поставляются со своей собственной схемой защиты, если они используются в бытовой электронике. Это связано с тем, что при неправильном обращении с ними, например, при перезарядке или чрезмерной разрядке, аккумулятор может нагреться и даже сгореть. Схема просто контролирует напряжение или ток элемента и прерывает соединение с нагрузкой, если оно превышает безопасные пределы.Для этого есть много способов, которые мы обсудим в отдельной статье. Хотя, если вы хотите узнать больше о литиевых батареях, прочтите эту статью.

    Каждая BMS измеряет только три жизненно важных параметра батареи: напряжение, ток и температуру ячейки . Он постоянно сравнивает эти значения с пределами безопасности и отключает нагрузку, если они превышают пороговые значения. Помимо целей безопасности, BMS также используется для некоторых вычислительных целей, таких как измерение SOC и SOH батареи .

    SOC означает состояние зарядки, а SOH означает состояние здоровья . В отличие от автомобилей с ДВС, количество топлива, оставшегося в аккумуляторе, невозможно измерить, просто взглянув на него. Некоторые люди даже думают, что измерение напряжения на выводах батареи может дать вам емкость батареи, но это неправда, и это не так просто. Аналогичным образом SOH показывает ожидаемый срок службы батареи. И SOC, и SOH являются жизненно важной информацией для потребителя, поскольку SOC сообщает вам, как далеко вы можете проехать до подзарядки, а SOH сообщает вам, когда пришло время заменить батареи. В обязанности BMS входит измерение обоих этих параметров. Как происходит это измерение - это совсем другая история, и мы расскажем о ней в отдельной статье.

    Цепи

    BMS часто бывают сложными, простая 4-элементная литиевая BMS показана на рисунке ниже. Представьте себе BMS автомобиля, который должен контролировать около 7000 ячеек.

    Двигатели для электромобилей

    В то время как батареи - это топливные баки электромобиля, двигатели - это их двигатели.Есть много типов двигателей, используемых в электромобилях, и тот, который используется для скутеров и велосипедов, полностью отличается от того, который используется в автомобилях. Давайте кратко рассмотрим наиболее часто используемые из них: двигатели с BLDC, щеточные двигатели постоянного тока и асинхронные двигатели переменного тока. Более подробная статья о электромоторах будет рассмотрена позже.

    Двигатели BLDC: Двигатели BLDC были выбором для электромобилей с момента их появления в 1900 году. Даже сегодня они широко используются в электрических мотоциклах и скутерах. BLDC расшифровывается как Brush Less DC motor, эти двигатели имеют постоянный крутящий момент и быструю реакцию, что делает их пригодными для автомобильных приложений.Помимо электромобилей, эти моторы также используются в дворниках, электрических стеклоподъемниках и т. Д. Электродвигатели BLDC для электромобилей снова можно разделить на следующие два типа

    Ступичные двигатели BLDC

    В двигателе типа концентратора BLDC ротор магнита - это само колесо, что означает отсутствие необходимости в соединительном устройстве, поскольку обод колеса образует двигатель. Эти двигатели также называются внешними рабочими двигателями BLDC. Преимущество этого типа двигателя состоит в том, что меньше механических потерь, и поскольку отсутствует стоимость единицы трансмиссии, а также уменьшается вес.Обратной стороной является то, что у нас не может быть передаточного числа двигателей большой мощности из-за ограничений размера. Ниже показан мотор-редуктор скутера BLDC. Почти все электрические велосипеды и скутеры, которые вы встретите на дороге, используют такие двигатели.

    Внутренние двигатели BLDC: Другой тип двигателей BLDC - это внутренние двигатели. Они используются в приложениях, где требуется блок передачи. Обычно они сочетаются с дифференциалом для 3-х или 4-х колесных электромобилей.Эти двигатели выглядят как обычные двигатели с валом, и вал вращается, когда двигатель приводится в действие. Ниже показан двигатель внутреннего типа электромобиля, соединенный с дифференциалом.

    Матовые электродвигатели постоянного тока: Матовые электродвигатели постоянного тока, также известные как электродвигатели серии постоянного тока, были предпочтительным выбором для всех старых электромобилей. Эти моторы обеспечивают большой крутящий момент, который легко может придать электромобилю спортивный вид. Тяга / захват электромобиля будет почти на уровне обычного обычного автомобиля, на котором в то время эти моторы использовались гонщиками.Но теперь, после 2008 года, эти двигатели больше не используются по той причине, что двигатели постоянного тока не могут обеспечить постоянный крутящий момент при переменной нагрузке. Смысл проклятия или взобраться на холм на машине будет сложно. Также двигатели постоянного тока не могут запускаться без нагрузки, т. Е. Они не могут запускаться самостоятельно из-за высокого начального тока, который может повредить сам двигатель. Сегодня эти двигатели используются в тележках для гольфа, их изображение показано ниже

    .

    Асинхронные двигатели переменного тока: В большинстве современных электромобилей, таких как Tesla, используется асинхронный двигатель переменного тока .Например, в модели Tesla S используется трехфазный асинхронный двигатель переменного тока. Вы, наверное, уже догадались, потому что сама компания названа в честь Tesla , которая изобрела трехфазный асинхронный двигатель переменного тока. Причина, по которой выбираются эти двигатели, заключается в том, что они не имеют внутри постоянных магнитов и, следовательно, их низкая стоимость. Он также имеет хороший срок службы, поскольку в нем нет магнитов, магниты потеряют свою тенденцию в течение дня. Обратной стороной двигателя было бы то, что трудно контролировать скорость и крутящий момент двигателя, и требуются передовые схемы.Ниже представлено изображение переднего колеса Tesla Model S , взятое из Википедии.

    Контроллер

    Есть очень большая вероятность, что этот вопрос уже вас поразил. Мы знаем, что электромобили работают от батарей постоянного тока, и у нас есть двигатели, работающие от трехфазного переменного тока. Как они будут работать вместе? Эта работа выполняется контроллером автомобиля, от базового двухциклового до Tesla Roadster . Каждый электромобиль имеет свой собственный контроллер, который преобразует напряжение постоянного тока от батареи до уровня, подходящего для работы двигателей.Он также контролирует скорость двигателя.

    Контроллер получает все входные данные от пользователя, такие как количество дроссельной заслонки (ускорение), давление разрыва, режим движения и т.д., и соответственно регулирует скорость двигателя. . Если рассматривать двигатели как мускулы автомобиля, контроллер - это его мозг. Контроллер часто является общим термином и может включать в себя другие схемы, такие как преобразователь постоянного тока в постоянный, контроллер скорости, инвертор и т. Д. Преобразователь постоянного тока в постоянный используется для питания всех периферийных устройств автомобиля, таких как информационно-развлекательная система, фары и другие устройства низкого уровня. уровень электронных устройств.

    Помимо этого, контроллер также заботится о рекуперативном торможении. Это процесс преобразования кинетической энергии в электрическую. То есть, когда электромобиль спускается по склону, электродвигатели вращаются свободно за счет кинетической энергии, в этой ситуации электродвигатели могут работать как генератор, чтобы полученная таким образом мощность могла использоваться для зарядки аккумуляторов. У большинства современных электромобилей это есть, но его производительность и функциональность все еще остаются спорными.

    Зарядные устройства для электромобилей

    Еще один важный компонент электромобиля, требующий усовершенствования, - это зарядные устройства.Обычному электромобилю требуется минимум 5 часов для зарядки, что в сочетании с очень низким пробегом становится катастрофой. Средний американец проезжает более 50 км в день, и в этом сценарии электромобиль, который дает 90 км для полной зарядки, должен заряжаться почти каждый день. Это делает заряды наиболее часто используемым компонентом.

    Он подключается к сети переменного тока и преобразует переменный ток в постоянный для зарядки аккумуляторов. Но есть еще кое-что, что можно добавить. Зарядка - это процесс, в котором батареи и зарядное устройство должны сосуществовать, вы не можете протолкнуть ток внутрь батареи, если батарея не готова принять его.Есть много типов зарядных устройств; наиболее распространенные типы обсуждаются ниже.

    Зарядное устройство 1-го уровня: Это самые простые зарядные устройства, и, вероятно, это то, что вы идете вместе с вашим автомобилем. Зарядка батарей занимает много времени, так как они работают от 120 В переменного тока. Они преобразуют эти 120 В переменного тока в постоянный ток и используют его для зарядки батарей. Номинальный ток зарядного устройства также будет низким, где-то около 8-10 А, это означает, что вы будете передавать меньший ток и, следовательно, долго заряжать аккумуляторы за ночь.С положительной стороны, этот метод увеличивает срок службы аккумулятора, так как ток зарядки меньше.

    Зарядное устройство 2-го уровня: Оно немного быстрее, чем зарядное устройство 1-го уровня, это зависит от производителя, предоставившего вам зарядное устройство 1-го или 2-го уровня. Зарядные устройства уровня 2 работают с более высоким напряжением, например 240 В или выше, а также имеют высокий номинальный ток от 40 до 50 А. Это заставляет автомобиль заряжаться быстрее.

    Зарядные устройства 3-го уровня: Зарядные устройства 3-го уровня меняют правила игры, их также называют супер-зарядными устройствами или устройствами быстрой зарядки. Они могут зарядить ваш автомобиль до 60% от его общей емкости в течение 30 минут. Обратной стороной является то, что поскольку он проталкивает большой ток внутри вашей батареи, например 100 А для Tesla (безумие! Да), батареи внутри будут чувствовать себя так, как будто проходят ускоренный курс в течение всего года. Так что со временем срок службы батареи сокращается. Также большинство нагнетателей не заряжают батареи до 100%, так как для зарядки батареи от 80% до 100% потребуется больше времени. Ниже показана суперзарядная станция Tesla.

    Я полагаю, что теперь у вас есть обзор того, что такое электромобиль и как он работает.Отсюда позвольте нам ответить на несколько распространенных вопросов, которые возникают у каждого в уме электромобиля.

    Поскольку электричество также поступает с угольной электростанции. Действительно ли электромобили зеленые?

    Этот вопрос был спорным, пока электромобили работают от батарей. Электроэнергия для зарядки этих батарей поступает от электростанции, и около 61% электроэнергии в мире производится из невозобновляемых ресурсов, таких как уголь и газ, согласно исследованию, приведенному ниже.

    Кроме того, батареи электромобиля состоят из вредных химикатов и при утилизации снова загрязняют окружающую среду.Учитывая все это, электромобиль может быть не таким экологичным, как мы думали. Или это?

    Многие эксперты сходятся во мнении, что электромобили явно экологичнее обычных автомобилей с ДВС. Это по следующим причинам.

    Устойчивое развитие: Электромобили становятся популярными, так же как и сектор возобновляемых источников энергии. Мы постепенно продвигаемся к использованию энергии ветра и солнца для производства электроэнергии и, таким образом, делаем процесс производства электроэнергии более экологичным.

    Топливо Стоимость перевозки: Многие не думают об этом. Бензин, который вы получаете на своей заправочной станции, перекачивают, перерабатывают и транспортируют из скважины в другое место. Все эти процессы на определенном уровне связаны с загрязнением. С другой стороны, для электромобилей электричество передается от электростанции к вашему дому по проводам, и эта схема уже установлена.

    Регенерация энергии: Еще одна возможность, которая возможна только с электромобилями, - это регенерация электроэнергии.Это не добавляет многого, но все же оказывает небольшое влияние на экологичность электромобилей.

    Итак, в заключение, электромобили наверняка будут намного экологичнее, чем ICE, если мы перейдем к возобновляемым источникам энергии для производства электроэнергии и будем практиковать безопасную утилизацию батарей.

    В чем разница между гибридным автомобилем и электромобилем?

    Некоторые люди склонны использовать термины «гибридный автомобиль» и «электромобиль» как синонимы, но это не так. Оба имеют совершенно разное значение.Проще говоря, если автомобиль работает как на электричестве, так и на газе, то это гибридный автомобиль, если он работает только на электричестве и не может работать на газе, он называется электромобилем. Вы можете убедиться, что автомобиль является электромобилем, проверив, есть ли в нем топливный бак, если нет топливного бака, то автомобиль, безусловно, является электромобилем.

    И электромобили, и гибриды имеют собственное значение. Гибридный автомобиль может исключить недостатки электромобиля, такие как время заправки, короткий запас хода и т. Д., Но, поскольку у него есть оборудование как для ДВС, так и для электромобилей, эти автомобили обычно дороги.Гибридные автомобили обычно нацелены на повышение эффективности автомобиля за счет использования двигателя для управления автомобилем на низких скоростях.

    Строительство, работа, типы и применение

    Преобразование энергии из электрической в ​​механическую было объяснено Майклом Фарадеем, британским ученым в 1821 году. Преобразование энергии может быть выполнено путем размещения проводника с током в магнитном поле. Таким образом, проводник начинает вращаться из-за крутящего момента, создаваемого магнитным полем и электрическим током.Британский ученый Уильям Стерджен сконструировал машину постоянного тока в 1832 году на основе своего закона. Однако это было дорого и не подходило ни для каких приложений. Итак, наконец, первый электродвигатель был изобретен в 1886 году Фрэнком Джулианом Спрагом.

    Что такое электродвигатель?

    Электродвигатель можно определить как; это один из видов машин, используемых для преобразования энергии из электрической в ​​механическую. Большинство двигателей работают за счет связи между электрическим током и магнитным полем обмотки двигателя для создания силы в форме вращения вала.Эти двигатели могут запускаться от источника постоянного или переменного тока. Генератор механически аналогичен электродвигателю, однако работает в противоположном направлении, преобразуя механическую энергию в электрическую. Схема электродвигателя представлена ​​ниже.

    Классификация электродвигателей может быть сделана на основе таких соображений, как тип источника питания, конструкция, тип выходного сигнала движения и применение. Они бывают переменного тока, постоянного тока, бесщеточные, щеточные, фазного типа, например, однофазные, двух- или трехфазные и т. Д.Двигатели с типичными характеристиками и размерами могут обеспечивать подходящую механическую мощность для использования в промышленности. Эти двигатели применимы в насосах, промышленных вентиляторах, станках, воздуходувках, электроинструментах, дисководах.

    электродвигатель

    Конструкция электродвигателя

    Конструкция электродвигателя может быть выполнена с использованием ротора, подшипников, статора, воздушного зазора, обмоток, коллектора и т. Д.

    Конструкция электродвигателя

    Ротор

    Ротор в электрическом Двигатель - движущаяся часть, и его основная функция - вращать вал для выработки механической энергии.Обычно ротор включает в себя проводники, которые проложены для проведения токов и сообщаются с магнитным полем в статоре.

    Подшипники

    Подшипники в двигателе в основном служат опорой для ротора для активации его оси. Вал двигателя расширяется с помощью подшипников под нагрузку двигателя. Поскольку силы нагрузки используются за пределами подшипника, эта нагрузка называется консольной.

    Статор

    Статор в двигателе является неактивной частью электромагнитной цепи.Он включает постоянные магниты или обмотки. Статор может быть изготовлен из различных тонких металлических листов, известных как ламинаты. В основном они используются для уменьшения потерь энергии.

    Воздушный зазор

    Воздушный зазор - это пространство между статором и ротором. Эффект воздушного зазора в основном зависит от зазора. Это основной источник низкого коэффициента мощности двигателя. Как только воздушный зазор между статором и ротором увеличивается, ток намагничивания также увеличивается.По этой причине воздушный зазор должен быть меньше.

    Обмотки

    Обмотки в двигателях - это провода, проложенные внутри катушек, обычно покрытые вокруг гибкого железного магнитного сердечника, чтобы образовывать магнитные полюса, когда на них подается ток. Для обмоток электродвигателей чаще всего используется медь. Медь является наиболее распространенным материалом для обмоток, также используется алюминий, хотя он должен быть твердым, чтобы надежно выдерживать аналогичную электрическую нагрузку.

    Коммутатор

    Коммутатор представляет собой полукольцо в двигателе, которое изготовлено из меди. Основная функция этого - связать щетки с катушкой. Кольца коммутатора используются для обеспечения того, чтобы направление тока внутри катушки менялось на противоположное каждый полупериод, поэтому одна поверхность катушки часто подталкивается вверх, а другая поверхность катушки толкается вниз.

    Работа электродвигателя

    В основном, большинство электродвигателей работают по принципу электромагнитной индукции, однако существуют различные типы двигателей, в которых используются другие электромеханические методы, а именно пьезоэлектрический эффект и электростатическая сила.

    Основной принцип работы электромагнитных двигателей может зависеть от механической энергии, которая воздействует на проводник с помощью потока электрического тока, и он находится в магнитном поле. Направление механической силы перпендикулярно магнитному полю, проводнику и магнитному полю.

    Типы электродвигателей

    В настоящее время наиболее часто используемые электродвигатели включают в себя в основном двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока

    Двигатель переменного тока

    Двигатели переменного тока подразделяются на три типа, а именно: асинхронные, синхронные и линейные двигатели

    • Асинхронные двигатели подразделяются на два типа, а именно однофазные и трехфазные двигатели
    • Синхронные двигатели подразделяются на два типа, а именно гистерезисные и реактивные двигатели

    Двигатель постоянного тока

    Двигатели постоянного тока подразделяются на два типа: двигатели с самовозбуждением и двигатели с независимым возбуждением

    • Самовозбуждающиеся двигатели подразделяются на три типа, а именно: серийные, составные и параллельные двигатели
    • Составные двигатели подразделяются на два типа, а именно: короткие и длинные параллельные двигатели

    Применения электродвигателя

    Электродвигатели могут применяться следующее.

    • Применения электродвигателей в основном включают нагнетатели, вентиляторы, станки, насосы, турбины, электроинструменты, генераторы переменного тока, компрессоры, прокатные станы, корабли, грузчики, бумажные фабрики.
    • Электродвигатель является важным устройством в различных приложениях, таких как HVAC- отопление, вентиляционное и охлаждающее оборудование, бытовые приборы и автомобили.

    Преимущества электродвигателя

    Электродвигатели имеют несколько преимуществ по сравнению с обычными двигателями, которые включают следующее.

    • Первичная стоимость этих двигателей невысока по сравнению с двигателями, работающими на ископаемом топливе, но их номинальная мощность в лошадиных силах одинакова.
    • Эти двигатели содержат движущиеся части, поэтому срок службы этих двигателей больше.
    • При надлежащем обслуживании мощность этих двигателей составляет до 30 000 часов. Таким образом, каждый двигатель не требует особого обслуживания.
    • Эти двигатели чрезвычайно эффективны и обеспечивают автоматическое управление функциями автоматического пуска и останова.
    • Эти двигатели не используют топливо, потому что они не требуют обслуживания моторным маслом или аккумулятором.

    Недостатки электродвигателя

    К недостаткам этих электродвигателей можно отнести следующее.

    • Большие электродвигатели нелегко перемещать, и следует учитывать точное напряжение и ток питания.
    • В некоторых ситуациях дорогостоящее расширение линии является обязательным для изолированных областей, где нет доступа к электроэнергии.
    • Обычно эти двигатели работают более эффективно.

    Таким образом, все дело в электродвигателе, и его основная функция - преобразование энергии из электрической в ​​механическую.Эти двигатели очень тихие и удобные, в них используется переменный ток или постоянный ток. Эти двигатели доступны везде, где механическое движение может происходить с использованием переменного или постоянного тока.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *