Typy elektromotorov. Princíp činnosti elektrického motora: ako to funguje

Elektrický motor– špeciálny stroj (nazývaný aj elektromechanický menič), pomocou ktorého sa elektrická energia premieňa na mechanický pohyb.

Vedľajším účinkom tejto premeny je uvoľňovanie tepla.

Moderné motory majú zároveň veľmi vysokú účinnosť, ktorá dosahuje 98 %, v dôsledku čoho je ich použitie v porovnaní so spaľovacími motormi hospodárnejšie. Elektromotory sa používajú vo všetkých oblastiach národného hospodárstva, od domáceho použitia až po vojenské vybavenie.

Elektromotory a ich druhy

Ako je známe z kurzu fyziky na základnej škole, môže byť variabilný a konštantný. V domácnosti - striedavý prúd. Batérie, akumulátory a iné mobilné zdroje energie poskytujú jednosmerný prúd.

Rotor vo veveričke je bežnejší.

Takéto motory majú nasledujúce výhody:

• relatívne identická rýchlosť otáčania pri rôznych úrovniach zaťaženia;
• nebojí sa krátkodobého mechanického preťaženia;
• jednoduchý dizajn;
• jednoduchá automatizácia a spustenie;
• vysoká účinnosť (faktor účinnosti).

Motory s kotvou nakrátko vyžadujú vysoký štartovací prúd.

Ak nie je možné splniť túto podmienku, použijú sa zariadenia s vinutým rotorom. Majú nasledujúce výhody:

• dobrý štartovací moment;
• necitlivé na krátkodobé preťaženie mechanického charakteru;
• konštantná rýchlosť prevádzky v prítomnosti zaťaženia;
• nízky štartovací prúd;
• Pri takýchto motoroch sa používajú automatické štartovacie zariadenia;
• môže meniť rýchlosť otáčania v malých medziach.

Medzi hlavné nevýhody asynchrónnych motorov patrí skutočnosť, že ich prevádzkovú rýchlosť je možné meniť iba zmenou frekvencie elektrického prúdu.

Rotácia je navyše relatívna. Pohybuje sa v malých medziach. Niekedy je to neprijateľné.

Pozrite si zaujímavé video o asynchrónnych elektromotoroch nižšie:

Vlastnosti synchrónnych motorov

Všetky synchrónne motory majú nasledujúce výhody:

1. Neposielajú ani nespotrebúvajú do siete. To umožňuje ich zmenšenie pri zachovaní výkonu. Typický synchrónny motor je menší ako asynchrónny motor.
2. V porovnaní s asynchrónnymi zariadeniami sú menej citlivé na napäťové rázy.
3. Dobrá odolnosť proti preťaženiu.
4. Takéto elektrické stroje sú schopné udržiavať konštantnú rýchlosť otáčania, ak úroveň zaťaženia neprekračuje prípustné limity.

V každom sude je mucha. Synchrónne elektromotory majú nasledujúce nevýhody:

• komplexný dizajn;
• ťažké štartovanie;
• Je dosť ťažké zmeniť rýchlosť otáčania (zmenou aktuálnej hodnoty frekvencie).

Kombinácia všetkých týchto vlastností robí synchrónne motory pri výkonoch do 100 W nerentabilné. Ale na vyššej úrovni produktivity sa synchrónne stroje ukážu v celej svojej kráse.

Z celého sortimentu v súčasnosti vyrábaných elektromotorov je najpoužívanejší trojfázový asynchrónny motor. Takmer polovicu svetovej elektriny spotrebujú tieto stroje. Sú široko používané v kovospracujúcom a drevospracujúcom priemysle. Asynchrónny motor je nevyhnutný v továrňach a čerpacích staniciach. Bez takýchto strojov sa nezaobídete v každodennom živote, kde sa používajú v iných domácich spotrebičoch a v ručnom elektrickom náradí.

Rozsah použitia týchto elektrických strojov sa každým dňom rozširuje, pretože sa zdokonaľujú ako samotné modely, tak aj materiály použité na ich výrobu.

Aké sú hlavné časti tohto stroja?

Po demontáži trojfázového asynchrónneho motora môžete pozorovať dva hlavné prvky.

1. Stator.

Jedným z najdôležitejších detailov je stator.Na fotke hore je táto časť motora umiestnená vľavo. Pozostáva z týchto hlavných prvkov:

1. Rám. Je potrebné pripojiť všetky časti stroja. Ak je motor malý, potom je kryt vyrobený z jedného kusu. Použitým materiálom je liatina. Používa sa aj oceľ alebo zliatiny hliníka. Niekedy kryt malých motorov kombinuje funkcie jadra. Ak má motor veľké rozmery a výkon, potom je kryt zvarený zo samostatných častí.

2. Jadro. Tento prvok motora je vtlačený do krytu. Slúži na zlepšenie kvality magnetickej indukcie. Jadro je vyrobené z elektrooceľových plechov. Aby sa znížili straty nevyhnutné pri objavení sa vírivých prúdov, je každá platňa potiahnutá vrstvou špeciálneho laku.

3. Navíjanie. Umiestňuje sa do drážok jadra. Pozostáva z cievok medeného drôtu, ktoré sú zostavené do sekcií. Zapojené v určitom poradí tvoria tri cievky, ktoré spolu tvoria vinutie statora. Pripája sa priamo k sieti, preto sa nazýva primárna.

Rotor- toto je pohyblivá časť motora.Na fotke je vpravo. Slúži na premenu sily magnetických polí na mechanickú energiu. Rotor asynchrónneho motora pozostáva z nasledujúcich častí:

1. Šachta. Ložiská sú pripevnené k jeho stopkám. Sú zalisované do štítov, ktoré sú priskrutkované ku koncovým stenám statorovej skrine.

2. Jadro, ktoré je namontované na hriadeli. Skladá sa zo špeciálnych oceľových plátov, ktoré majú také cenné vlastnosti, ako je nízka odolnosť voči magnetickým poliam. Jadro, ktoré má tvar valca, je základom pre uloženie vinutia kotvy. Rotor, alebo, ako sa tiež nazýva, sekundárne vinutie prijíma energiu vďaka magnetickému poľu, ktoré sa objavuje okolo statorových cievok, keď nimi prechádza elektrický prúd.

Motory podľa typu výroby pohyblivej časti

Rozlišujú sa motory:

1. So skratovaným vinutím rotora. Jedna z verzií tejto časti je znázornená na obrázku.

Indukčný motor vo veveričke má vinutie vyrobené z hliníkových tyčí, ktoré sú umiestnené v drážkach v jadre. Na konci sú skratované krúžkami.

2. Elektromotory s rotorom vyrobeným so zbernými krúžkami.

Oba typy asynchrónnych motorov majú rovnakú konštrukciu statora. Líšia sa len prevedením kotvy.

Aký je princíp práce

Kotva trojfázového asynchrónneho motora, navrhnutého podobným spôsobom, je poháňaná do rotácie v dôsledku vzhľadu striedavého magnetického poľa v cievkach statora. Aby sme pochopili, ako sa to deje, je potrebné pripomenúť si fyzikálny zákon samoindukcie. Uvádza, že okolo vodiča, ktorým prechádza prúd nabitých častíc, vzniká magnetické pole. Jeho hodnota bude priamo úmerná indukčnosti drôtu a intenzite toku nabitých častíc, ktoré v ňom prúdia. Okrem toho toto magnetické pole vytvára silu s určitým smerom. Práve to nás zaujíma, pretože je dôvodom rotácie rotora. Pre efektívnu prevádzku motora je potrebné mať silný magnetický tok. Je vytvorený vďaka špeciálnej metóde inštalácie primárneho vinutia.

Je známe, že zdroj energie má striedavé napätie. V dôsledku toho bude mať magnetické pole okolo statora rovnakú charakteristiku, ktorá priamo závisí od zmeny prúdu v napájacej sieti. Je pozoruhodné, že každá fáza je voči sebe posunutá o 120˚.

Čo sa deje vo vinutí statora

Každá fáza napájacieho zdroja je pripojená k príslušnej statorovej cievke, takže magnetické pole vznikajúce okolo nich bude posunuté o 120˚. má striedavé napätie, preto okolo cievok statora, ktoré má asynchrónny motor, vznikne striedavé magnetické pole. Obvod asynchrónneho motora je zostavený tak, že magnetické pole vznikajúce okolo statorových cievok sa postupne mení a postupne prechádza z jedného vinutia do druhého. To vytvára efekt rotujúceho magnetického poľa. Môžete vypočítať jeho frekvenciu otáčania. Bude sa merať v otáčkach za minútu. Určené vzorcom: n=60f/p, kde f je frekvencia striedavého prúdu v pripojenej sieti (Hz), p zodpovedá počtu párov pólov namontovaných na statore.

Ako funguje rotor?

Teraz je potrebné zvážiť, aké procesy sa vyskytujú v sekundárnom vinutí. Asynchrónny motor s rotorom vo veveričke má konštrukčný prvok. Faktom je, že do jeho vinutia kotvy nie je dodávané napätie. Objavuje sa tam vďaka magnetickej indukčnej väzbe s primárnym vinutím. Preto nastáva proces, ktorý je opačný, ako bol pozorovaný v statore, v súlade so zákonom, ktorý hovorí, že pri krížení vodiča, v našom prípade ide o skratované vinutie rotora, v ňom vzniká elektrický prúd. magnetickým tokom. Odkiaľ pochádza magnetické pole? Objavil sa okolo primárnej cievky pri pripojení trojfázového zdroja energie.

Pripojme stator a rotor. Čo sa bude diať?

Máme teda asynchrónny motor s klietkou nakrátko s rotorom, v ktorého vinutí prechádza elektrický prúd. To bude príčinou vzniku magnetického poľa okolo vinutia kotvy. Polarita tohto toku sa však bude líšiť od toku vytvoreného statorom. V súlade s tým bude sila, ktorú vytvára, pôsobiť proti sile spôsobenej magnetickým poľom primárneho vinutia. Tým sa uvedie rotor do pohybu, pretože na ňom je namontovaná sekundárna cievka a drieky hriadeľa kotvy sú upevnené v kryte motora na ložiskách.

Uvažujme o situácii interakcie síl vznikajúcich z magnetických polí statora a rotora v čase. Vieme, že magnetické pole primárneho vinutia sa otáča a má určitú frekvenciu. Sila, ktorú vytvára, sa bude pohybovať podobnou rýchlosťou. Vďaka tomu bude asynchrónny motor fungovať. A jeho rotor sa bude voľne otáčať okolo svojej osi.

Posuvný efekt

Situácia, keď sa toky energie rotora zdajú byť odpudzované rotujúcim magnetickým poľom statora, sa nazýva sklz. Treba poznamenať, že frekvencia asynchrónneho motora (n1) je vždy menšia ako frekvencia, s ktorou sa pohybuje magnetické pole statora. Dá sa to vysvetliť takto. Aby vo vinutí rotora mohol vzniknúť prúd, musí ním prejsť magnetický tok s určitou uhlovou rýchlosťou. A preto platí tvrdenie, že rýchlosť otáčania hriadeľa je väčšia alebo rovná nule, ale menšia ako intenzita pohybu magnetického poľa statora. Rotor má rýchlosť otáčania, ktorá závisí od trecej sily v ložiskách, ako aj od množstva energie odoberanej z hriadeľa rotora. Preto sa zdá, že zaostáva za magnetickým poľom statora. Z tohto dôvodu sa frekvencia nazýva asynchrónna.

Takto bola elektrická energia z napájacieho zdroja premenená na kinetickú energiu rotujúceho hriadeľa. Rýchlosť jeho otáčania je priamo úmerná frekvencii prúdu napájacej siete a počtu párov pólov statora. Na zvýšenie rýchlosti otáčania kotvy je možné použiť frekvenčné meniče. Činnosť týchto zariadení však musí byť koordinovaná s počtom pólových párov.

Ako pripojiť motor k zdroju energie

Ak chcete spustiť asynchrónny motor, musí byť pripojený k sieti s trojfázovým prúdom. Obvod asynchrónneho motora je zostavený dvoma spôsobmi. Na obrázku je znázornená schéma zapojenia vodičov motora, v ktorej sú vinutia statora zostavené do hviezdy.

Tento obrázok ukazuje inú metódu pripojenia nazývanú "trojuholník". Obvody sú zostavené vo svorkovnici pripevnenej k puzdru.

Mali by ste vedieť, že začiatky každej z troch cievok, ktoré sa tiež nazývajú fázové vinutia, sa nazývajú C1, C2, C3, resp. Konce, ktoré sú pomenované C4, C5, C6, sú podpísané podobne. Ak v svorkovnici nie sú žiadne označenia kolíkov, potom budete musieť určiť začiatky a konce sami.

Ako obrátiť

Ak je potrebné naštartovať asynchrónny motor zmenou smeru otáčania kotvy, stačí len prehodiť dva vodiče pripojeného trojfázového zdroja napätia.

Jednofázové asynchrónne motory

V každodennom živote je problematické používať trojfázové motory kvôli nedostatku potrebného zdroja napätia. Preto existuje jednofázový asynchrónny motor. Má tiež stator, ale s výrazným konštrukčným rozdielom. Spočíva v počte a spôsobe usporiadania vinutí. To tiež určuje spôsob spustenia stroja.

Ak má jednofázový asynchrónny motor stator s dvoma vinutiami, potom budú umiestnené s obvodovým posunom pod uhlom 90˚. Cievky sa nazývajú štartovacie a pracovné. Sú zapojené paralelne, ale aby sa vytvorili podmienky pre vznik rotujúceho magnetického poľa, je dodatočne zavedený aktívny odpor alebo kondenzátor. To vytvára fázový posun prúdov vinutia blízko 90˚, čo vytvára podmienky pre vznik rotujúceho magnetického poľa.

Ak má stator iba jednu cievku, potom k nej pripojený jednofázový zdroj energie spôsobí pulzujúce magnetické pole. V skratovanom vinutí rotora sa objaví striedavý prúd. Spôsobí vznik vlastného magnetického toku. Výslednica dvoch vytvorených síl sa bude rovnať nule. Preto na spustenie motora s týmto dizajnom je potrebné ďalšie stlačenie. Môžete ho vytvoriť pripojením štartovacieho obvodu kondenzátora.

Pripojte motor k jednofázovému obvodu

Elektromotor vyrobený na prevádzku z trojfázového zdroja energie môže fungovať aj z jednofázovej domácej siete, čo však výrazne zníži jeho charakteristiky, ako je účinnosť a účinník. Okrem toho sa zníži výkon a štartovací výkon.

Ak nemôžete urobiť bez pripojenia, musíte zostaviť obvod z troch statorových vinutí, z ktorých budú iba dve. Jeden pracuje a druhý začína. Napríklad existujú tri cievky so začiatkom C1, C2, C3 a koncami C4, C5, C6. Na vytvorenie prvého (pracovného) vinutia motora spojíme konce C5 a C6 a ich začiatky C3 a C2 pripojíme k zdroju jednofázového prúdu, napríklad k 220-voltovej domácej sieti. Úlohu druhého, štartovacieho vinutia, bude plniť zostávajúca nepoužitá štartovacia cievka. Je pripojený k zdroju energie cez kondenzátor zapojený do série s ním.

Parametre asynchrónneho motora

Pri výbere takýchto strojov, ako aj pri ich ďalšej prevádzke je potrebné brať do úvahy vlastnosti asynchrónneho motora. Môžu byť energetické - to je faktor účinnosti, účinník. Je tiež dôležité vziať do úvahy mechanické indikátory. Hlavným je vzťah medzi rýchlosťou otáčania hriadeľa a pracovnou silou, ktorá naň pôsobí. Existujú aj počiatočné charakteristiky. Určujú rozbehové, minimálne a maximálne krútiace momenty a ich pomer. Je tiež dôležité vedieť, aký je štartovací prúd asynchrónneho motora. Pre čo najefektívnejšie využitie motora je potrebné brať do úvahy všetky tieto parametre.

Otázku úspory energie nemožno ignorovať. V poslednej dobe sa o ňom uvažuje nielen z hľadiska znižovania prevádzkových nákladov. Účinnosť elektromotorov znižuje environmentálne problémy spojené s výrobou elektriny.

Úlohou výrobcov je neustále vyvíjať a vyrábať energeticky úsporné motory, zvyšovať životnosť a znižovať hladinu hluku.

Energeticky úsporný výkon možno zlepšiť znížením prevádzkových strát. A priamo závisia od prevádzkovej teploty stroja. Zlepšenie tejto charakteristiky navyše nevyhnutne povedie k zvýšeniu životnosti motora.

Teplotu vinutia je možné znížiť použitím externého ventilátora namontovaného na drieku hriadeľa rotora. To však vedie k nevyhnutnému zvýšeniu hluku produkovaného motorom počas prevádzky. Tento indikátor je viditeľný najmä pri vysokých rýchlostiach rotora.

Je teda zrejmé, že asynchrónny motor má jednu významnú nevýhodu. Nie je schopný udržiavať konštantnú rýchlosť hriadeľa pri zvyšujúcom sa zaťažení. Ale takýto motor má veľa výhod v porovnaní s elektromotormi iných konštrukcií.

Po prvé, má spoľahlivý dizajn. Prevádzka asynchrónneho motora nespôsobuje pri používaní žiadne ťažkosti.

Po druhé, asynchrónny motor je ekonomický na výrobu a prevádzku.

Po tretie, tento stroj je univerzálny. Je možné ho použiť v akýchkoľvek zariadeniach, ktoré nevyžadujú presné udržiavanie rýchlosti otáčania hriadeľa kotvy.

Po štvrté, motor s asynchrónnym princípom činnosti je tiež žiadaný v každodennom živote, ktorý prijíma energiu iba z jednej fázy.

Obsah:

Vykonávanie mechanickej práce je hlavným procesom v našom hmotnom svete. Z tohto dôvodu sa nástup elektrických motorov stal najdôležitejšou udalosťou vo vývoji ľudskej civilizácie. Práve tieto zariadenia znášali ťažobu priemyselnej výroby. To v konečnom dôsledku zabezpečilo takzvanú vedecko-technickú revolúciu. V akýchkoľvek elektromotoroch je dizajn založený na objave interakcie drôtov s elektrickým prúdom, ktorý nimi prechádza.

Naši čitatelia budú informovaní o výsledkoch, ktoré boli dosiahnuté od tohto objavu. Pripomeňme, že interakciu elektricky napájaných drôtov objavil Andre Ampère v roku 1820. Po tejto udalosti bola vytvorená štruktúra, ktorá by mohla túto interakciu posilniť – solenoid. Keď sa cievka s feromagnetickým jadrom priblížila k permanentnému magnetu alebo inej podobnej cievke, pôsobila na ne značnou silou. Ostávalo preto už len vymyslieť konštrukčné riešenie, ktoré by interakciu solenoidov maximalizovalo a dalo jej potrebný smer.

Premena elektriny na mechanickú prácu

Tieto dva solenoidy sa môžu priťahovať alebo odpudzovať. Ich vzájomné pôsobenie je určené pólmi. Veci rovnakého mena odpudzujú, veci rovnakého mena priťahujú. Preto nie je ťažké uhádnuť konštrukčné riešenie, ktoré vám umožní dosiahnuť rotáciu hriadeľa:

• Hriadeľ a solenoid sú spojené do pevnej konštrukcie. Solenoid je umiestnený tak, že vytvorené magnetické siločiary sú kolmé na os otáčania hriadeľa. Výsledný prvok motora sa nazýva rotor a tiež induktor.
• Okolo rotora je niekoľko ďalších solenoidov, ktoré ho priťahujú. Aby bol smer jasne určený a rotácia rovnomerná, musia byť aspoň tri. Výsledný prvok motora sa nazýva stator.
• Stator alebo rotor v rôznych konštrukciách motora sa môže tiež nazývať kotva. Podstata kotvy elektromotora spočíva v podobnosti s jeho lodným menovcom. Lodná kotva sa vyznačuje pripevnenou reťazou, ktorá ju spája s loďou. A štruktúra kotvy elektromotora zahŕňa buď rotor alebo stator, ako aj elektrický kábel, ktorý je k nemu pripojený. Používa sa na pripojenie k zdroju energie. To znamená, že namiesto kotvy s reťazou získate rotor alebo stator s napájacím káblom - to je ich podobnosť a pôvod názvu prvku motora.
• Stator pozostáva z oceľových dosiek, ktoré znižujú straty výkonu spôsobené vírivými prúdmi. Výsledkom je štruktúra vinutí s jadrami obklopujúcimi rotor. Vytvárajú valcovitý otvor. Zahŕňa valcový rotor s určitou vôľou vzhľadom na stator. Táto konštrukcia elektromotorov je najbežnejšia.

Na vyriešenie niektorých problémov je však potrebné použiť iné návrhy. Môže to byť napríklad umiestnenie rotora mimo statora alebo absencia hriadeľa v dôsledku lineárneho pohybu prvkov motora voči sebe navzájom.

Najjednoduchším lineárnym motorom je elektromagnet s výsuvným jadrom. Na presnejšie riadenie pohybu pohyblivej časti lineárneho motora využíva potrebný počet interagujúcich magnetických prvkov. Elektromagnety môžu byť buď všetky, alebo ich časť – ide o permanentné magnety.

Ako je zrejmé z diskutovaných príkladov, princíp činnosti elektromotora využíva magnetické polia. Sú dôsledkom jednosmerného aj striedavého prúdu. Ale v každom prípade princípom fungovania elektromotora je premena elektrickej energie na energiu pohybu.

AC napájanie

AC motor je najpoužívanejší. Je to spôsobené striedavým napätím vo väčšine elektrických sietí. Striedavé motory sú k nim pripojené pomocou minimálneho počtu prídavných zariadení. Hlavnými kvalitami každého zariadenia sú spoľahlivosť a odolnosť. Na tento účel musí mať konštrukcia minimum potenciálne zraniteľných prvkov. Najvýznamnejšie z nich sú kontakty. Menej kontaktov - väčšia spoľahlivosť.

Konštrukcia a princíp činnosti elektromotora s maximálnou spoľahlivosťou sú založené na fenoméne elektromagnetickej indukcie. Tento jav sa využíva v transformátoroch. Ich najdôležitejším účelom je vytvorenie galvanicky oddelených elektrických obvodov. Galvanicky oddelené obvody statora a rotora sú vytvorené rovnakým spôsobom. Napájané sú iba vinutia statora. Elektromagnetická indukcia vznikajúca v rotore vedie k interakcii magnetických polí. Princíp činnosti striedavého elektromotora však nie je len indukcia. Okrem toho musí existovať podmienka, ktorá zabezpečí vznik jednosmernej sily, bez ktorej nie je možná rotácia. To si vyžaduje priestorový pohyb elektromagnetického poľa.

Na tento účel poskytuje konštrukcia striedavého motora jedno z nasledujúcich konštrukčných riešení:

• použitie jednofázového zdroja striedavého napätia s prvkom fázového posunu s dvoma pármi pólov;
• pripojenie k trojfázovému zdroju energie statorových vinutí s tromi pármi pólov;
• použitie komutátora, ktorý spína interagujúce vinutia.

Poháňané pohybujúcim sa magnetickým poľom

Elektrický motor, ktorého princíp činnosti je určený elektromagnetickou indukciou, funguje nasledovne. V jeho rotore nie sú žiadne kontakty. Striedavé magnetické pole s maximom pohybujúcim sa okolo rotora v ňom indukuje prúdy, ktoré vytvárajú jeho vlastné elektromagnetické pole. Existencia týchto prúdov je možná len vtedy, keď rotor zaostáva za pohyblivým maximom elektromagnetického poľa statora.

V opačnom prípade nebude fungovať elektromagnetická indukcia, ktorej podmienkou je priesečník elektrických vedení a vodiča. Motory, v ktorých sa navzájom líšia rýchlosti pohybu polí statora a rotora, sa nazývajú asynchrónne. Asynchrónny elektromotor, ktorého zariadenie je znázornené nižšie, má v zásade rovnakú konštrukciu statora, ale rôzne konštrukcie rotora.

Najbežnejšie sú rotor klietky veveričky a iný dizajn nazývaný „klietka veveričky“. Najnovšia verzia rotora produkuje účinnejšiu indukciu. Dizajn je však aj technologicky menej vyspelý. Ale tieto dva typy asynchrónnych motorov majú len jednu nevýhodu - veľký štartovací prúd.

Na reguláciu štartovacieho procesu bol potrebný tretí dizajn rotora, nazývaný „fázový“ rotor. Ale ak niekam dorazil, znamená to, že niekam odišiel. Fázový rotor má teraz kontakty - krúžky a kefy. A kontakty sú hlavným problémom elektrotechniky. Zatiaľ čo získavame na efektivite, strácame na životnosti a prevádzkových nákladoch. Kefy a krúžky vyžadujú údržbu a pravidelnú výmenu, v dôsledku čoho sa fázový rotor používa oveľa menej často. Nástup výkonných polovodičových zariadení umožňuje regulovať akýkoľvek asynchrónny motor v rámci spínacích možností týchto zariadení. Preto je dnes vinutý rotor archaický dizajn.

Ak je však rotor vyrobený zo špeciálneho materiálu, ktorý má určitú zvyškovú magnetizáciu, rýchlosti poľa statora a rotácie rotora budú rovnaké. Vplyvom statora v rotore takéhoto motora kvôli vlastnostiam jeho materiálu nemôžu vzniknúť prúdy dostatočnej veľkosti na pohyb. Ale to nie je potrebné. Materiál je schopný opakovane zosilňovať vonkajšie elektromagnetické pole a stáva sa permanentným magnetom. A takýto magnetický rotor bude sledovať elektromagnetické pole statora. Takýto motor sa nazýva synchrónna hysterézia.

Nanešťastie má hysterézny rotor vysoké materiálové náklady. A keďže výkon motora priamo súvisí s jeho veľkosťou, veľké a výkonné synchrónne motory s hysteréznym rotorom sa pre jeho vysokú cenu nevyrábajú. Namiesto toho je vyrobený permanentný elektromagnet napájaný cez krúžky. Toto je menej spoľahlivé, ale oveľa lacnejšie.

Rýchlosť otáčania synchrónnych a asynchrónnych motorov je určená frekvenciou napájacieho napätia a počtom pólových párov. Táto vlastnosť je ich veľkou nevýhodou. Koniec koncov, frekvencia napájania je 50–60 Hz a bez použitia dodatočného zariadenia, cez ktoré bude potrebné pripojiť motor, nie je možné ho zmeniť. A to výrazne komplikuje a zvyšuje náklady na inštaláciu. Z tohto dôvodu sa pri riadenom elektrickom pohone, aby sa umožnil široký rozsah regulácie otáčok, používa ďalší motor, o ktorom bude reč nižšie.

Aby ste pochopili, ako funguje elektrický motor s komutátorom, musíte sa obrátiť na experimenty s rámom umiestneným medzi pólmi magnetov. Ide o klasický experiment na demonštráciu interakcie vodiča prúdu a magnetického poľa. Na obrázkoch nižšie je jasne vidieť výsledok tejto interakcie.

Ale sila, ktorá otáča rám, závisí od jeho polohy vzhľadom na póly. Ako sa otáča, postupne klesá. A z tohto dôvodu sa rám zastaví. Aby rotácia pokračovala, konkrétny dizajn rámu s magnetmi bude vyžadovať viac rámov. V tomto prípade je každý z nich pripojený k vlastnej dvojici posuvných kontaktov. Tvorí ich dvojica kief a dvojica doštičiek – lamiel.

Motor, ktorý realizuje princíp otáčania rámu v magnetickom poli, obsahuje rotor s veľkým počtom vinutí - rámov. Lamely sú zostavené v špeciálnom konštrukčnom prvku - kolektore. Ak je magnetické pole vytvárané permanentnými magnetmi, otáčanie je možné len pri konštantnom napätí na kefách komutátora. Ide o jednosmerný motor (skrátene DCT).

Otáčky rotora tohto motora závisia len od napätia na kefách komutátora. Ak namiesto permanentného magnetu použijete elektromagnet, získate univerzálny motor, ktorý dokáže pracovať s konštantným aj striedavým napätím. Polarita statora a rotora sa zmení súčasne, pričom sa zachová smer sily otáčajúcej rotor. Univerzálny motor je rovnaký motor, ktorý sa široko používa v pohonoch s premenlivou rýchlosťou.

Unipolárny motor možno považovať za typ DPT a univerzálny motor. Jeho dizajn nemá komutátor, ale má kefy. Príchod vysokovýkonných polovodičových zariadení umožnil vytvárať rotory bez krúžkov a kolektorov. Zároveň sa však nezmenil princíp činnosti elektromotora.

Dnes ľudstvo používa rôzne zariadenia a nástroje na zlepšenie pohodlia života. Koľko ich bolo vynájdených? Koľko ich bolo vytvorených? Koľko zariadení sa predalo na papieri? A jedným z najdôležitejších je elektromotor. Dnes je v STM Ukraine možné zvážiť možnosti technológie pohonu a ďalšie.

Čo je elektrický motor?
Elektromotor je špeciálne zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu na mechanickú energiu. Prečo je to potrebné? Iba v tomto prípade je možné, aby rôzne stroje a mechanizmy fungovali ako celok.

Prečo sú dnes elektromotory také populárne?
Malé rozmery, jednoduchosť dizajnu, absencia akýchkoľvek obmedzení súvisiacich s prúdom a rýchlosťou otáčania, to všetko hrá veľmi dôležitú úlohu v procese používania, čo znamená, že výrazne zvyšuje popularitu elektromotorov. Netreba hovoriť hlasné frázy, ale tomu sa pri elektromotoroch vyhnúť nedá, pretože práve toto je základný základ, ktorý obsahuje všetku techniku ​​pohonu a ešte viac. Ako viete, úlohou pohonnej techniky je úplná automatizácia procesov vo výrobe. Príkladom môže byť efektívna prevádzka elektromotora, pretože dokáže bez problémov regulovať napájanie modulárneho obvodu a to zase hrá veľmi dôležitú úlohu v oblasti produktivity.

Aké komponenty elektrického motora možno zaznamenať?

• Rotor (inými slovami - kotva). Toto je pohyblivá časť mechanizmu;
• Stator (inými slovami, induktor). Toto je stacionárna časť mechanizmu.

Ak je potrebné zakúpiť elektromotory, môže vám s tým pomôcť webová stránka http://stm.com.ua/.

Aký je princíp fungovania tohto mechanizmu?
Dnes všetky elektromotory fungujú vďaka existencii niečoho ako elektromagnetická indukcia. Obidve magnetické polia rotora a statora sa navzájom ovplyvňujú. V určitom čase nastáva takzvaný „krútiaci moment“. Čo to znamená? Pohyblivá časť konštrukcie sa dáva do pohybu. V dôsledku interakcie magnetických polí sa elektrická energia začína premieňať na mechanickú energiu.

Aké typy elektromotorov existujú?
Motory sa delia na:

• AC elektromotory. V tomto prípade sa práca vyskytuje z elektrickej siete;
• Jednosmerné elektromotory. Toto je nejaký druh elektromotora. Na jeho napájanie je potrebný konštantný prúd. V tomto prípade práca pochádza z batérií, batérií, rôznych napájacích zdrojov atď.

Je dôležité kupovať elektromotor?
Ak dôjde k poruche, je skutočne dôležité zakúpiť túto verziu zariadenia. Dnes je na všeobecnom priemyselnom trhu veľa možností nákupu. Existujú možnosti v európskom štýle a existujú aj domáce. Ktorý z nich zvážiť?

V súčasnosti neexistujú žiadne zvláštne rozdiely medzi domácou a európskou verziou. Princíp fungovania je rovnaký, ale... V tomto prípade stojí za to venovať pozornosť kvalite. Mnoho ľudí okamžite odmietne nákupné možnosti, ak na elektrickom motore uvidia ukrajinskú alebo ruskú značku, dôverujúc výlučne zahraničným partnerom. Nie je to vždy pravda. Prirodzene, v zahraničí pracujú aj veľmi dobrí špecialisti, no aj tí sa môžu pomýliť.

Pri výbere elektromotora by sa malo brať do úvahy veľa charakteristík, takže takýto výrobok by ste mali kupovať len s pomocou špecialistu.

Činnosť akéhokoľvek elektromotora je založená na princípe elektromagnetickej indukcie. Elektromotor sa skladá zo stacionárnej časti - statora (pre asynchrónne a synchrónne striedavé motory) alebo tlmivky (pre jednosmerné motory) a pohyblivej časti - rotora (pre asynchrónne a synchrónne striedavé motory) alebo kotvy (pre jednosmerné motory) . Permanentné magnety sa často používajú ako induktor na jednosmerných motoroch s nízkym výkonom.

Všetky motory, zhruba povedané, možno rozdeliť do dvoch typov:
DC motory
AC motory (asynchrónne a synchrónne)

DC motory

Podľa niektorých názorov možno tento motor nazvať aj synchrónnym jednosmerným strojom so samosynchronizáciou. Jednoduchý motor, ktorý je strojom na jednosmerný prúd, pozostáva z permanentného magnetu na induktore (statora), 1 elektromagnetu s výraznými pólmi na kotve (dvojhrotová kotva s výraznými pólmi a jedným vinutím), zostavy kefa-kolektor s 2 doskami (lamelami) ) a 2 kefami.
Jednoduchý motor má 2 polohy rotora (2 „mŕtve stredy“), z ktorých nie je možné samoštartovať, a nerovnomerný krútiaci moment. Pri prvej aproximácii je magnetické pole statorových pólov rovnomerné (rovnomerné).

Tieto motory s jednotkou kefa-komutátor sú:

Zberateľ- elektrické zariadenie, v ktorom sú snímač polohy rotora a prúdový spínač vo vinutí tým istým zariadením - jednotka kefy-zberač.

Bezkefkový- uzavretý elektromechanický systém pozostávajúci zo synchrónneho zariadenia so sínusovým rozložením magnetického poľa v medzere, snímača polohy rotora, prevodníka súradníc a zosilňovača výkonu. Drahšia možnosť v porovnaní s brúsenými motormi.

AC motory

Podľa druhu prevádzky sa tieto motory delia na synchrónne a asynchrónne motory. Zásadný rozdiel je v tom, že pri synchrónnych strojoch sa 1. harmonická magnetomotorickej sily statora pohybuje s rýchlosťou otáčania rotora (preto sa rotor sám otáča rýchlosťou otáčania magnetického poľa v statore), kým pri asynchrónnych strojoch je a zostáva rozdiel medzi rýchlosťou otáčania rotora a rýchlosťou otáčania magnetického poľa v statore (pole sa otáča rýchlejšie ako rotor).

Synchrónne- motor na striedavý prúd, ktorého rotor sa otáča synchrónne s magnetickým poľom napájacieho napätia. Tieto motory sa tradične používajú pri obrovskom výkone (stovky kilowattov a viac).
Existujú synchrónne motory s diskrétnym uhlovým pohybom rotora - krokové motory. V nich je táto poloha rotora fixovaná dodávaním energie do zodpovedajúcich vinutí. Prechod do inej polohy sa dosiahne odstránením napájacieho napätia z niektorých vinutí a jeho prenesením na iné vinutia motora.
Ďalším typom synchrónneho motora je spínaný reluktančný motor, ktorého napájanie vinutia je tvorené polovodičovými prvkami.

Asynchrónne- motor na striedavý prúd, v ktorom sa rýchlosť rotora líši od frekvencie torzného magnetického poľa vytvoreného napájacím napätím; druhý názov pre asynchrónne stroje je indukcia, pretože prúd vo vinutí rotora je indukovaný točivým poľom statora. Asynchrónne stroje dnes tvoria obrovskú časť elektrických strojov. Používajú sa hlavne vo forme elektromotorov a považujú sa za kľúčové meniče elektrickej energie na mechanickú energiu a používajú sa hlavne asynchrónne motory s rotorom nakrátko.

Podľa počtu fáz sú motory:

• jednofázový
• dvojfázový
• trojfázový

Najpopulárnejšie a najžiadanejšie motory, ktoré sa používajú vo výrobe a domácnostiach:

Jednofázový asynchrónny motor s kotvou nakrátko

Jednofázový asynchrónny motor má na statore len 1 pracovné vinutie, do ktorého je pri chode motora privádzaný striedavý prúd. Na spustenie motora je síce na jeho statore aj pomocné vinutie, ktoré je krátkodobo pripojené do siete cez kondenzátor alebo indukčnosť, prípadne je skratované štartovacími kontaktmi spínača. To je nevyhnutné na vytvorenie počiatočného fázového posunu, aby sa rotor začal otáčať, inak by pulzujúce magnetické pole statora nepohlo rotorom z jeho miesta.

Rotor takéhoto motora, rovnako ako akýkoľvek iný asynchrónny motor s rotorom vo veveričke, je valcové jadro s drážkami vyplnenými hliníkom, s bezprostredne odlievanými ventilačnými lopatkami.
Takýto rotor sa nazýva rotor vo veveričke. Jednofázové motory sa používajú v zariadeniach s nízkym výkonom, vrátane izbových ventilátorov alebo malých čerpadiel.

Dvojfázový asynchrónny motor s kotvou nakrátko

Dvojfázové asynchrónne motory sú efektívnejšie pri prevádzke z jednofázovej striedavej siete. Obsahujú dve pracovné vinutia na statore, umiestnené kolmo, pričom jedno z vinutí je pripojené na striedavú sieť priamo a druhé cez kondenzátor s fázovým posunom, takže vychádza rotujúce magnetické pole, ale bez kondenzátora by rotor nehýbať sa.

Tieto motory majú okrem iného rotor vo veveričke a ich využitie je ešte širšie ako pri jednofázových. Existujú už práčky a rôzne stroje. Dvojfázové motory na napájanie z jednofázových sietí sa nazývajú kondenzátorové motory, pretože za ich nevyhnutnú súčasť sa často považuje kondenzátor s fázovým posunom.

Trojfázový asynchrónny motor s kotvou nakrátko

Trojfázový asynchrónny motor má na statore tri pracovné vinutia, vzájomne posunuté tak, že pri zapojení do trojfázovej siete sú ich magnetické polia posunuté v priestore voči sebe o 120 stupňov. Keď je trojfázový motor pripojený k trojfázovej sieti striedavého prúdu, objaví sa rotujúce magnetické pole, ktoré spôsobí pohyb rotora vo veveričke.

Vinutia statora trojfázového motora môžu byť zapojené podľa obvodu „hviezda“ alebo „trojuholník“, zatiaľ čo na napájanie motora podľa obvodu „hviezda“ bude potrebné vyššie napätie ako pre obvod „trojuholník“. na motore, preto sú uvedené 2 napätia, napr.: 127/220 alebo 220/380. Trojfázové motory sú nepostrádateľné pre pohon rôznych strojov, navijakov, kotúčových píl, žeriavov atď.

Trojfázový asynchrónny motor s vinutým rotorom

Trojfázový asynchrónny motor s fázovým rotorom má stator podobný vyššie opísaným typom motorov, v drážkach je uložený vrstvený magnetický obvod s 3 vinutiami, ale fázový rotor nie je vyplnený duralovými tyčami, ale skutočným troj- fázové vinutie je už položené v „hviezdnom“ zapojení. Konce navinutej hviezdy vinutia rotora sú vyvedené na tri kontaktné krúžky namontované na hriadeli rotora a elektricky oddelené od neho.

Pomocou kefiek sa na prstence okrem iného privádza trojfázové striedavé napätie a spínanie je možné buď priamo alebo cez reostaty. Samozrejme, motory s vinutým rotorom sú drahšie, aj keď ich rozbehový moment pri zaťažení je oveľa vyšší ako u motorov s rotorom vo veveričke. Práve v dôsledku zvýšenej sily a obrovského rozbehového momentu našiel tento typ motora uplatnenie v pohonoch výťahov a žeriavov, teda tam, kde sa zariadenie rozbieha pod záťažou a nie na voľnobeh, ako je to pri motoroch s rotor vo veveričke.