Движение и вращение. Используются следующие виды оборудования: a) прессовое оборудование: обработка алюминия и пластмасс — b) смешивание и перемешивание в производстве продуктов питания, красок и пластмасс — c) обработка горных пород и металлов — d) обработка текстиля: стирка, сушка и ткачество.
Электродвигатель переменного тока
Электродвигатели уже давно зарекомендовали себя как основной силовой агрегат во многих видах оборудования. Они встречаются в автомобилях, пылесосах, сложных станках и обычных детских игрушках. Они различаются по типу, конструкции и эксплуатационным характеристикам, но встречаются практически повсеместно.
Электродвигатели — это устройства, способные преобразовывать электрическую энергию в механическую. Существует два основных типа двигателей: двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока. Разница между ними заключается в типе источника питания, как следует из их названий. В этой статье рассматривается первый тип — двигатели переменного тока.
Устройство и принцип работы
Движущей силой электродвигателей является электромагнитная индукция. Электромагнитная индукция — это, по сути, генерация тока в проводнике в переменном магнитном поле. Источником переменного магнитного поля является неподвижный корпус обмотки двигателя (статор), подключенный к источнику переменного тока. К ним относится ротор, который является подвижным элементом, на котором генерируется ток. Согласно закону Ампера, электродвижущая сила (ЭДС) начинает действовать на заряженные проводники в магнитном поле, заставляя вал ротора вращаться. Таким образом, электричество, подаваемое на статор, преобразуется в механическую энергию в роторе. К валу ротора могут быть присоединены различные механизмы для выполнения полезных задач.
Двигатели переменного тока можно разделить на синхронные и асинхронные. Разница между ними заключается в том, что в первом случае ротор и магнитное поле статора вращаются с одинаковой скоростью, тогда как во втором случае ротор вращается медленнее, чем магнитное поле. Они различаются по конструкции и принципу работы.
Асинхронные двигатели
Конструкция асинхронных двигателей
Вращающееся переменное магнитное поле находится в статоре асинхронного двигателя, который с обоих концов подключен к клеммной коробке. Когда двигатель нагревается во время работы, на вал двигателя устанавливается охлаждающий вентилятор.
Ротор асинхронного двигателя является неотъемлемой частью вала. Он называется короткозамкнутым бегуном, поскольку состоит из металлических стержней, замкнутых с обеих сторон. Иногда их называют «беличьими», потому что они похожи на клетки. Медленное вращение ротора по сравнению с вращением магнитного поля связано с потерей мощности, вызванной трением в подшипниках. Кстати, без такой разницы в скорости не было бы электромагнитного заряда, без которого не было бы тока в роторе и самого вращения.
Магнитное поле вращается, потому что полюса постоянно меняются местами. Соответственно меняется направление тока в обмотке. Скорость вращения асинхронного двигателя зависит от количества полюсов в магнитном поле.
Современные двигатели
Конструкция современных двигателей.
Конструкция последних двигателей несколько отличается. Как следует из названия, в этом двигателе ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле. Он состоит из корпуса с прикрепленной к нему обмоткой и бегунка или оружия с такой же обмоткой. Концы обмотки выведены наружу и закреплены на коллекторе. Коллектор или скользящее кольцо приводится в действие посредством графитовой щетки. Края обертки расположены таким образом, что одновременно активной может быть только одна пара.
В отличие от асинхронных двигателей, бегунки современных двигателей приводятся в действие щетками, которые заряжают круги, а не индуцируются переменными магнитными полями. Направление тока в бегущих кругах изменяется вдоль направления магнитного поля, а выходной вал всегда вращается в одном направлении. Современные двигатели позволяют управлять валом путем изменения величины напряжения. На практике для этой цели обычно используются измерители liu.
Краткая история создания
Возможность преобразования электричества в механическую энергию впервые была открыта британским ученым М. Фарадеем в 1821 году. Опыт с проволокой, прикрепленной к ртутной ванне, снабженной магнитом, показал, что когда проволока подключается к источнику электричества, она начинает Для начала он вращается. Многие, возможно, помнят этот простой школьный эксперимент, в котором ртуть была заменена безопасной соленой водой. Следующим шагом в изучении этого явления стало создание монополярного двигателя — колеса Барлоу. Он не нашел никаких полезных применений, но наглядно продемонстрировал поведение заряженного проводника в магнитном поле.
В начале создания электрического двигателя ученые пытались создать модель с сердечником, который перемещал магнитное поле в возвратно-поступательном, а не круговом движении. Он был предложен в качестве альтернативы поршневому двигателю. Первый электрический двигатель в известном виде был создан в 1834 году русским ученым Б.-С. Якоби. Именно он предложил идею использования оружия, вращающегося в магнитном поле, и создал первые функциональные образцы.
Первый асинхронный двигатель на основе вращающегося магнитного поля появился в 1870 году. Явление вращающегося магнитного поля было создано независимо друг от друга двумя учеными — Г. Феррарисом и Н. Тесла. Последнему принадлежала идея создания электродвигателя без передачи энергии. Его проект был использован для строительства нескольких электростанций с двухфазными двигателями. Следующей наиболее успешной разработкой стал трехфазный двигатель, предложенный М.-О. Доливо-Добровольского, первая функциональная модель которого была представлена в 1888 году, за которой последовала серия более совершенных двигателей. Этот русский ученый не только объяснил принцип работы трехфазного двигателя, но и изучил различные типы соединения фаз (треугольники и звезды) и возможность использования различных токов. Именно он изобрел пусковую ревматику для двигателей и генераторов, трехфазный трансформатор и схему подключения.
Движение и вращение. Используются следующие виды оборудования: a) прессовое оборудование: обработка алюминия и пластмасс — b) смешивание и перемешивание в производстве продуктов питания, красок и пластмасс — c) обработка горных пород и металлов — d) обработка текстиля: стирка, сушка и ткачество.
Области применения электрических двигателей
Благодаря способности электродвигателей переменного тока работать в двух ситуациях, двигателя и генератора, асинхронные двигатели обычно используются в качестве двигателей и в качестве генераторов, как современные двигатели.
В режиме двигателя синхронные двигатели используются в промышленности для больших установок.
Применение асинхронных двигателей
Асинхронные двигатели в основном используются в приводах кранов, грузовых лебедок и другого производственного оборудования, необходимого для производства. Например, некоторые области применения асинхронных двигателей следующие
- Роликовые конвейеры для производства — роликовые конвейеры для перемещения несыпучих грузов.
- Взрывозащищенные двигатели предназначены для работы во взрывоопасных средах в химической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.
- Подъемные, раздвижные и передвижные крановые устройства.
Однофазные асинхронные электродвигатели широко используются в бытовых приборах.
Прямое применение электродвигателей.
Двигатели постоянного тока недолговечны из-за быстрого износа коллекторов, но имеют лучшие характеристики запуска и регулирования, чем двигатели переменного тока. Этот тип двигателя используется в приводах, характеризующихся высокой точностью. Здесь скорость вращения должна плавно регулироваться в широком диапазоне. В автомобилях, тракторах и самолетах двигатели постоянного тока приводят в действие все вспомогательное оборудование.
Они используются в электроприводах конвейеров и экскаваторов, электростартерах автомобилей, тракторов и самосвалов, станков, прокатных станов, кранов и судовых установок. Миниатюрное низкое напряжение участвует в производстве компьютерной техники, офисного оборудования, аккумуляторных электроинструментов и игрушек.
Неринга-Сервис предлагает ремонт промышленных электродвигателей в Санкт-Петербурге! Применить сейчас!
В большинстве случаев компании — производители размещают ротор внутри статора для достижения оптимальной эффективности электродвигателя. Если один и тот же механизм имеет противоположный состав конструкции, то есть это внешнее положение подвижного компонента, то такие изделия представляют собой асинхронные или реверсивные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.
Принцип работы электродвигателя
2. если ток I поместить в магнитное поле, наклоненное к рамке, то обе стороны рамки под прямым углом к магнитному полю будут испытывать противоположно направленные силы f.
4.Якорь поворачивается на несколько оборотов, чтобы обеспечить более постоянный крутящий момент для изготовленного электродвигателя.
5.Магнитные поля могут создаваться либо магнитами, либо электромагнитами. Электромагниты обычно представляют собой провода, заключенные в сердечник. Поэтому, согласно законам электромагнитной индукции, ток, протекающий через рамку, индуцирует ток в обмотках электромагнита, создавая магнитное поле.
Классификация электродвигателей
- Данная категория не представляет собой отдельный класс электродвигателей, так как устройства рассматриваемых категорий (BDPT, VRD) являются комбинациями двигателей без коммутатора, электрических преобразователей (инверторов) и в некоторых случаях датчиков положения ротора. В этих устройствах электрический преобразователь обычно интегрирован в электродвигатель из-за его низкой сложности и малых размеров.
- Вентильный двигатель можно определить как электродвигатель с датчиком положения ротора, который управляет полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря5.
- Вентильный двигатель постоянного тока — это двигатель постоянного тока, вентильный переключатель которого представляет собой инвертор, управляемый либо положением ротора, либо фазой напряжения обмотки ротора, либо положением магнитного поля 1.
- Электродвигатели, используемые в установках PDPT и VRD, являются двигателями переменного тока и, благодаря электрическому инвертору в этих установках, подключены к сети постоянного тока.
- Шаговый двигатель не относится к отдельной категории двигателей. Конструктивно они бывают SPDM, SRD или гибридные SRD-PM.
- CDPT — коллекторный двигатель постоянного тока
- Двигатель постоянного тока — двигатель постоянного тока без трансформатора
- EP — преобразователь электроэнергии
- RPM — датчик положения ротора
- VRD — вентилируемый реактивный двигатель
- SCCM — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором в клетке
- PMSM — асинхронный двигатель с фазным ротором
- SMD — синхронный двигатель с обмоткой возбуждения
Типы электродвигателей
Двигатели с выключателем
Коллекторный двигатель представляет собой вращающийся электродвигатель, в котором по крайней мере одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором 1. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел работает как датчик положения ротора и как коммутатор тока на обмотках.
Двигатель общего назначения
Может работать с переменным и постоянным током. Он широко используется в ручных электроинструментах и в некоторых бытовых приборах (пылесосах, стиральных машинах и т.д.). В США и Европе он используется в качестве тягового двигателя. Он очень популярен благодаря своим небольшим размерам, относительно низкой цене и простоте управления.
Двигатель постоянного тока с коллектором
Электродвигатель, преобразующий электрическую энергию постоянного тока в механическую. Преимуществами электродвигателя постоянного тока являются: высокий пусковой момент, быстрый отклик, плавное регулирование скорости, простота конструкции и управления. Недостатком двигателя является необходимость технического обслуживания коллекторно-щеточных узлов и ограниченный срок службы из-за износа коллектора.
Двигатели без коллектора
Бесщеточные двигатели могут иметь контактные кольца щеток, поэтому не путайте бесщеточные двигатели с щеточными.
Бесщеточный двигатель — это вращающийся электродвигатель, в котором все электрические соединения обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, выполнены без скользящих электрических контактов 1.
Асинхронный электродвигатель
Самый распространенный электродвигатель в промышленности. Преимуществами электродвигателя являются: простота конструкции, надежность, низкая себестоимость, высокий срок службы, высокий пусковой момент и перегрузочная способность. Недостатком асинхронного электродвигателя является сложность регулирования скорости.
Современный двигатель
Синхронные двигатели обычно используются в приложениях, где требуется точное управление скоростью или где требуется максимальная производительность/объем, эффективность и другие параметры.