Принцип работы электрического двигателя. Принцип работы электрического двигателя

Двигатель
Принцип работы электрического двигателя - Принцип преобразования энергии Области применения электродвигателей Видео Чередование полюсов с помощью переменного тока Принцип действия электродвигателей

Если вы думаете, что уже закончили выбор типа двигателя, сообщаем вам, что это не так. Продолжите обзор и перейдите к следующему уравнению.

Устройство и принцип работы электродвигателя

Электродвигатель — это устройство для преобразования электрической энергии во вращательное движение вращающихся частей электродвигателя. Преобразование энергии в двигателе происходит за счет взаимодействия магнитных полей обмоток статора и ротора. Эти электродвигатели широко используются во всех отраслях промышленности, включая электродвигатели для транспорта и инструмента, системы автоматизации и бытовые приборы.

Существует множество различных типов электродвигателей, отличающихся принципами работы, конструкцией, производительностью и другими характеристиками. Давайте рассмотрим основные типы этих электродвигателей.

По принципу действия различают магнитоэлектрические и электрические проушины. Несмотря на простоту конструкции и высокий пусковой момент, последние не получили широкого распространения. Высокая цена и низкий коэффициент мощности этих двигателей ограничивают их применение. Большинство производимых электродвигателей являются магнитоэлектрическими.

Они различаются в зависимости от типа напряжения питания.

  • Электрические двигатели постоянного тока.
  • Двигатели переменного тока.
  • Универсальные электродвигатели.

Различают электродвигатели с горизонтальным и вертикальным валом. Электродвигатели также классифицируются по назначению, климатическому исполнению, степени защиты от влаги и проникновения посторонних предметов, мощности и другим параметрам.

Классы электродвигателей:

  • DC (постоянный ток)
    • EC Brushless (электроника преобразования)
    • С кистями
      • С серийной стимуляцией
      • С параллельной стимуляцией
      • Смешанная стимуляция
      • С постоянным магнитом
      • Питание переменного тока
        • Католик
        • Современный
        • Индукция
          • Однофазный
          • Трехфазный

          Электродвигатели постоянного тока

          Двигатели постоянного тока широко используются в качестве двигателей для электротранспорта, для промышленного оборудования и в качестве микродвигателей для приводов. Эти электродвигатели имеют следующие преимущества

          • Возможность регулировки скорости путем изменения напряжения в обмотке возбуждения. В этом случае крутящий момент на валу ДПТ (двигателя постоянного тока) остается неизменным.
          • Высокая эффективность (коэффициент полезного действия). Коэффициент полезного действия (КПД) двигателей постоянного тока немного выше, чем у более распространенных асинхронных двигателей переменного тока. При частичной загрузке вала коэффициент полезного действия выше на 10-15%. Двигатели постоянного тока дороже на 10-15%.
          • Могут быть построены более компактные двигатели. Почти все микродиски рассчитаны на постоянный ток.
          • Простота схем управления. Для запуска, реверса и управления скоростью и крутящим моментом не требуется сложных электронных систем или многочисленных переключающих устройств.
          • Возможность работы в режиме генератора. Этот тип электродвигателя может использоваться в качестве источника постоянного тока.
          • Высокий пусковой момент. ДПТ используются в составе электродвигателей кранов, тяговых и подъемных двигателей, требующих запуска при больших нагрузках.

          DPT отличаются методом стимуляции и доступны в следующих версиях

          • С постоянным магнитом. Эти двигатели характеризуются небольшими размерами. Основная область их применения — микромоторы.
          • Они возбуждаются электромагнитным способом.

          Электродвигатели с электромагнитами этого типа являются наиболее широко используемыми. Они классифицируются в зависимости от способа соединения обмоток статора.

          • Параллельные двигатели возбуждения. Обмотки якоря и статора этого типа электродвигателя соединены параллельно. Эти электродвигатели не требуют дополнительного источника питания для обмоток возбуждения, а скорость вращения ротора в значительной степени не зависит от нагрузки. Они используются для перемещения станков.
          • Электродвигатели с последовательно соединенными обмотками статора. Этот тип двигателя обладает значительным пусковым моментом. Они используются в качестве двигателей в электротранспорте и промышленном оборудовании, где требуется запуск под нагрузкой.
          • Двигатели с независимым возбуждением. Эти машины используют независимый источник постоянного тока для питания обмоток статора. Этот тип двигателя характеризуется широким диапазоном регулирования частоты вращения.
          • Электродвигатели со смешанным возбуждением. Возбуждающие магниты в этих машинах разделены на две части. Один параллельно, а другой последовательно с обмотками якоря. Эти электродвигатели используются в машинах и оборудовании, где требуется постоянная скорость с высоким пусковым и переменным моментом.

          Перечисленные ниже промышленные электродвигатели работают как на постоянном, так и на переменном токе. Статор — это электромагнит, создающий магнитное поле. Обмотки двигателя поочередно подключаются к источнику питания через щетки. Один за другим ротор поворачивается на небольшие углы, и вращение ротора происходит непрерывно.

          Урок 36 (дополнительный материал). Принцип действия электродвигателя. Электроизмерительные приборы

          Принцип работы электродвигателей.

          Электродвигатель — это просто устройство для эффективного преобразования электроэнергии в механическую энергию.

          В основе этого преобразования лежит магнетизм. В электродвигателях используются постоянные магниты и электромагниты, которые используют магнитные свойства различных материалов для создания этих захватывающих устройств.

          Существует несколько типов электродвигателей. Две основные категории — это переменный и постоянный ток.

          Двигателям переменного тока требуется источник питания переменного или переменного тока (такой источник можно найти в любой розетке в вашем доме).

          Для работы двигателей постоянного тока требуется источник постоянного тока или напряжения (этот источник можно найти в любой розетке в вашем доме).

          Двигатели общего назначения могут работать от любого типа источника.

          Принцип преобразования энергии одинаков для всех типов, но отличается конструкция двигателя, а также управление скоростью и крутящим моментом.

          Простая конструкция и работа электродвигателя.

          В основе конструкции электродвигателей лежит явление, открытое Майклом Фарадеем в 1821 году. Это означает, что непрерывное вращение может происходить благодаря взаимодействию электрического тока и магнита. Одним из первых двигателей, получивших практическое применение, был двигатель Бориса Семеновича Якоби (1801-1874), который приводил в движение лодку с 12 пассажирами. Однако для широкого использования электродвигателей требовался недорогой источник электроэнергии — электромагнитный генератор.

          Принцип работы электродвигателя очень прост. Вращение вызывается магнитными силами притяжения и отталкивания, действующими между полюсами движущегося электромагнита (ротора) и соответствующими полюсами внешнего магнитного поля, создаваемого неподвижным электромагнитом (или постоянным магнитом). (Магнит) — Статор.

          Вращающаяся часть электродвигателя называется ротором (или якорем), а неподвижная часть — статором. В простом двигателе постоянного тока блок катушек выполняет роль ротора, а постоянный магнит — роль статора.

          Задача состоит в том, чтобы двигатель постоянно вращался. А для этого полюса подвижных электромагнитов должны автоматически меняться на противоположные, когда притягиваются к противоположным полюсам статора — чтобы ротор не застыл в одной точке, а вращался дальше — под действием инерции и создаваемого сейчас отталкивающего действия.

          Коллекторы используются для автоматического переключения полюсов курсора. Он представляет собой пару пластин, прикрепленных к валу ротора, к которым подключены обмотки ротора. Эти пластины приводятся в действие с помощью контактов (щеток), находящихся под напряжением. Когда ротор поворачивается на 180°, пластины меняются местами. Это автоматически меняет направление тока и меняет местами полюса движущегося электромагнита. Когда полюса раздвигаются, катушка продолжает вращаться, а полюса притягиваются соответствующими полюсами на противоположной стороне магнита.

          Простейшие электродвигатели

          Простейшие электродвигатели работают только на постоянном токе (от аккумулятора). Ток протекает через рамку между полюсами постоянного магнита. Взаимодействие магнитного поля рамки с током и магнитами вызывает вращение рамки. При каждом полуобороте коллектор меняет контакт между рамой и батареей, заставляя раму вращаться.

          Преимуществом магнитного поля, создаваемого проводящей катушкой, является то, что полюса магнита можно поменять местами, изменив направление тока. Это переключение полюсов используется для преобразования электроэнергии в динамику.

          Классификация электродвигателей

          По характеристикам крутящего момента электродвигатели можно разделить на две группы: магнитоэлектрические и гистерезисные. Вторая группа используется редко — вращение создается путем перемагничивания курсора.

          Магнитоэлектрические двигатели делятся на модели в зависимости от типа тока.

          Двигатели общего назначения названы так потому, что для работы они могут потреблять как постоянный, так и переменный ток.

          Двигатели постоянного тока.

          Эти двигатели могут работать как на постоянном, так и на переменном токе, но обычно на постоянном.

          Внимание! В режиме переключения фаз двигатели постоянного тока можно разделить на коммутируемые и двигатели переменного тока. Присутствует обратная связь по току, напряжению и скорости, что позволяет регулировать привод.

          Существует одна проблема с машинами коллекционного типа. Это щеточный коллекторный узел, который сложен в обслуживании и несколько ненадежен в эксплуатации.

          Внутренние элементы коммутатора DT

          Двигатели вентиляторов не имеют коллекторов и фазируются инвертором (электронным блоком). На этих машинах возможна обратная связь через датчик положения ротора.

          Тип клапана

          Импульсные двигатели.

          Эти машины используются в электрических машинах. Двигатели приводятся в действие импульсным током. Основные различия между ними и DPT следующие.

          • При наличии компенсирующих обмоток
          • Увеличение количества пар полюсов, увеличение
          • Дополнительные столбы
          • Сплав к сплаву.

          Наблюдение. Этот ток является результатом комбинации двух токов, постоянного и переменного, поэтому он имеет обе составляющие. Он не меняет направление, а пульсирует, изменяет значение от высокого до низкого в течение коротких периодов времени и не во всех случаях изменяется до нуля.

          Двигатели переменного тока (AC)

          В зависимости от режима работы эти машины делятся на синхронные и асинхронные.

          Почему синхронный? Потому что скорость вращения ротора и скорость вращения двигателя в статоре абсолютно одинаковы. У асинхронных двигателей скорость вращения в статоре выше, чем в роторе.

          Двигатель PT

          Двигатель общего назначения с коллектором (MCM)

          Этот тип используется в электроинструментах: фрезах, сверлах, резцах и других. Он незаменим там, где требуются высокие скорости (более 3000 об/мин), небольшие размеры и малый вес. Двигатель работает с обоими видами тока и имеет последовательно соединенную обмотку возбуждения. Электронная схема включает линейный преобразователь напряжения.

          警告! При постоянном токе 220 В вся обмотка возбуждения находится под напряжением; при переменном токе и аналогичном напряжении обмотка возбуждения находится под напряжением частично.

          Универсальный коллектор AC 220v SX7625 AC 220v

          Использование асинхронных двигателей в однофазной цепи

          Особенностью запуска такого двигателя является ручное включение. Это вызвано наличием пусковой обмотки или фазосдвигающей цепи. Однофазные двигатели требуют начального пускового импульса, в отличие от трехфазных двигателей, которые запускаются автоматически при сдвиге трех фаз.

          Принципиальная схема однофазного двигателя

          Запуск осуществляется путем короткого замыкания дополнительной обмотки (стартера), которая активируется с помощью пускового реле с термопарой или кнопкой ПНВС-12 (220В 10А).

          ご参考までに。 Трехфазный асинхронный двигатель также может быть подключен к сети 220 В. Обмотки соединены в звезду или треугольник. Концы двух обмоток подключены к сети, а конец третьей обмотки кратковременно подключен к одному концу через пусковой конденсатор большой емкости, подключенный последовательно для предотвращения перегорания.

          Схема подключения однофазного двигателя в однофазной сети

          Для повышения КПД электродвигателя, тип которого включает cosϕ, коэффициент мощности и, соответственно, КПД, в цепь включается рабочая емкость. Он постоянно активирован. Например, трехфазный двигатель мощностью 2 кВт при таком включении будет выдавать только 45-60% от заявленной мощности. Мощность любого трехфазного двигателя легко рассчитывается по формуле.

          УКД: принцип работы и характеристики

          Это однофазные двигатели, работающие на высоких скоростях с любым типом электрического входа.

          Схема подключения коллекторного двигателя общего назначения

          Ответ на вопрос, почему такое устройство работает на переменном токе, заключается в том, что направление крутящего момента не меняется на противоположное. Полярность полюсов статора меняется почти одновременно с направлением тока в обмотке ротора.

          Важно: Для этого используется последовательное возбуждение двигателя. Поэтому токи поля и якоря являются одним и тем же.

          Поэтому при изменении положительного и отрицательного полупериодов ток якоря Ia и магнитный поток F изменяются почти одновременно.

          Схема подключения и характеристики коллекторного двигателя общего назначения

Оцените статью