Какие бывают двигатели? Типы электродвигателей. Асинхронные двигатели

В основу работы любых электродвигателей положен принцип электромагнитной индукции. Электродвигатель состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо индуктора (для движков постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных движков переменного тока) либо якоря (для движков постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока нередко используются постоянные магниты.

Все двигатели, грубо говоря можно поделить на два вида:
двигатели постоянного тока
двигатели переменного тока (асинхронные и синхронные)

Двигатели постоянного тока

По неким мнениям данный двигатель возможно еще назвать синхронной машиной постоянного тока с самосинхронизацией. Простой движок, являющийся машиной постоянного тока, состоит из постоянного магнита на индукторе (статоре), 1-го электромагнита с очевидно выраженными полюсами на якоре (двухзубцового якоря с явно выраженными полюсами и с одной обмоткой), щёточноколлекторного узла с 2-мя пластинами (ламелями) и 2-мя щётками.
Простой двигатель имеет 2 положения ротора (2 «мёртвые точки»), из которых неосуществим самозапуск, и неравномерный крутящий момент. В первом приближении магнитное поле полюсов статора равномерное (однородное).

Данные двигатели с наличием щёточно-коллекторного узла бывают:

Колекторные — электрическое устройство, в котором датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.

Бесколекторные — замкнутая электромеханическая система, состоящая из синхронного устройства с синусоидальным распределением магнитного поля в зазоре, датчика положения ротора, преобразователя координат и усилителя мощности. Более дорогой вариант в сравнение с колекторными двигателями.

Двигатели переменного тока

По типу работы данные двигатели делятся на синхронные и асинхронные двигатели. Принципное отличие заключается в том, что в синхронных машинах 1-ая гармоника магнитодвижущей силы статора перемещается со скоростью вращения ротора (по этому сам ротор крутится со скоростью вращения магнитного поля в статоре), а у асинхронных — есть и остается разница меж скоростью вращения ротора и скоростью вращения магнитного поля в статоре (поле крутится быстрее ротора).

Синхронный — двигатель переменного тока, ротор которого крутится синхронно с магнитным полем питающего напряжения. Эти движки традиционно применяются при огромных мощностях (от сотен киловатт и выше).
Есть синхронные двигатели с дискретным угловым движением ротора — шаговые двигатели. У них данное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение исполняется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие обмотки двигателя.

Ещё один вид синхронных движков — вентильный реактивный эл-двигатель, питание обмоток которого складывается с помощью полупроводниковых элементов.

Асинхронный — двигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора различается от частоты крутящего магнитного поля, творимого питающим напряжением, второе название асинхронных машин — индукционные обосновано тем, что ток в обмотке ротора индуцируется вертящимся полем статора. Асинхронные машины сейчас оформляют огромную часть электрических машин. В главном они используются в виде электродвигателей и считаются ключевыми преобразователями электрической энергии в механическую, причём в основном используются асинхронные движки с короткозамкнутым ротором

По количеству фаз двигатели бывают:

• однофазные
• двухфазные
• трехфазные

Самые популярные и шыроковостребованые двигатели которые применяются в производстве и бытовом хозяйстве:

Однофазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Однофазовый асинхронный движок имеет на статоре только 1 рабочую обмотку, на которую в ходе работы мотора подается переменный ток. Хотя для запуска мотора на его статоре есть и вспомогательная обмотка, которая краткосрочно подключается к сети через конденсатор либо индуктивность, или замыкается накоротко пусковыми контактами рубильника. Это нужно для создания исходного сдвига фаз, чтоб ротор начал крутиться, по другому пульсирующее магнитное поле статора не здвинуло б ротор с места.

Ротор такового мотора, как и любого иного асинхронного мотора с короткозамкнутым ротором, являет из себя цилиндрический сердечник с залитыми алюминием пазами, с сразу отлитыми вентиляционными лопастями.

Таковой ротор именуется короткозамкнутым ротором. Однофазовые движки используются в маломощных устройствах, в том числе комнатные вентиляторы либо маленькие насосы.

Двухфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Двухфазные асинхронные движки более эффективны при работе от однофазовой сети переменного тока. Они содержат на статоре две рабочие обмотки, находящиеся перпендикулярно, при этом одна из обмоток подключается к сети переменного тока напрямую, а вторая – через фазосдвигающий конденсатор, так выходит крутящееся магнитное поле, а вот без конденсатора ротор бы не двинулся с места.

Данные двигатели помимо прочего имеют короткозамкнутый ротор, а их использование еще обширнее, нежели у однофазовых. Тут уже и стиральные машинки, и разные станки. Двухфазные движки для питания от однофазовых сетей называют конденсаторными двигателями, потому что фазосдвигающий конденсатор считается часто обязательной их частью.

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором

Трехфазный асинхронный двигатель имеет на статоре три рабочие обмотки, сдвинутые сравнительно друг друга так, что при подключении в трехфазную сеть, их магнитные поля получаются смещенными в пространстве сравнительно друг дружку на 120 градусов. При включении трехфазного мотора к трехфазной сети переменного тока, появляется крутящееся магнитное поле, приводящее в перемещение короткозамкнутый ротор.

Обмотки статора трехфазного мотора возможно соединить по схеме «звезда» либо «треугольник», при этом для питания мотора по схеме «звезда» потребуется напряжение выше, чем для схемы «треугольник», и на движке, потому, указываются 2 напряжения, к примеру: 127/220 либо 220/380. Трехфазные движки незаменимы для приведения в действие разных станков, лебедок, циркулярных пил, подъемных кранов, и т.п.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

Трехфазный асинхронный движок с фазным ротором имеет статор подобный описанным выше типам движков,  шихтованный магнитопровод с 3-мя уложенными в его пазы обмотками, но в фазный ротор не залиты дюралевые стержни, а уложена уже настоящая трехфазная обмотка, в соединении «звезда». Концы звезды обмотки фазного ротора выведены на три контактных кольца, насаженных на вал ротора, и электрически отделенных от него.

Посредством щеток, на кольца помимо прочего подается трехфазное переменное напряжение, и включение может быть осуществлено как впрямую, так и через реостаты. Непременно, движки с фазным ротором стоят подороже, хотя их пусковой момент под нагрузкой значительно повыше, нежели у типов движков с короткозамкнутым ротором. Именно в следствие завышенной силы и огромного пускового момента, данный вид движков отыскал использование в приводах лифтов и подъемных кранов, другими словами там, где прибор запускается под нагрузкой а не в холостую, как у двигателей с короткозамкнутым ротором.

Авиа двигатели. Виды и типы двигателей для самолетов и вертолетов

 

Именно благодаря использованию авиа двигателей, прогресс развития современной авиации продолжает развиваться. Первые самолёты которые не были оснащены двигателями практически не получили своего практического применения, так как не могли перевозить более одного человека, да и значительные расстояния преодолеваемые такими воздушными судами большими никак не назовёшь.

Все авиа двигатели принято разделять на 9 основных категорий.

1. Паровые авиа двигатели;
2. Поршневые авиа двигатели;
3. Атомные авиа двигатели;
4. Ракетные авиа двигатели;
5. Реактивные авиа двигатели;
6. Газотурбинные авиа двигатели;
7. Турбовинтовые авиа двигатели;
8. Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели;
9. Турбовентиляторные авиа двигатели.

 

Паровые авиа двигатели

 

Паровые авиа двигатели практически не нашли своего практического применения в авиации из-за низкого КПД своей работы. Главным принципом работы парового авиационного двигателя является преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение винтов за счёт энергии пара.

 

 

Стоит отметить, что первоначально паровые авиа двигатели предполагалось использовать на заре авиации, когда источник пара был наиболее доступным, однако из-за массивности своей конструкции паровые двигатели не смогли поднимать воздушные суда.

 

Поршневые авиа двигатели

 

Поршневой авиа двигатель представляет собой обычный двигатель внутреннего сгорания, в котором тепловая энергия расширяемого газа превращает поступательное движение поршня во вращательное движение винта. Такие авиа двигатели нашли своё применение, и применяются и по сегодняшний день из-за простоты своего функционирования и недорогостоящего изготовления.

 

 

КПД поршневого авиационного двигателя, как правило, не превышает 55 %, однако это ничуть не смущает современных авиаконструкторов, так как у этого двигателя имеется высокая надёжность.

 

Атомные авиа двигатели

 

Первые атомные авиа двигатели начали появляться в середине минувшего века, когда начались мирные исследования атома. Основным принципом работы атомного авиационного двигателя является осуществление контролируемой цепной ядерной реакции, что позволяло выдавать огромную мощность, при сравнительно небольшом уровне затрат.

Атомные авиа двигатели практически одновременно появились и в США и в СССР, однако сама идея того, что самолёт, пусть и с весьма компактным атомным реактором на своём борту может упасть и это впоследствии приведёт к катастрофе, заставила отказаться от этой идеи.

В США атомный авиационный двигатель применялся на самолёте Convair NB-36H, а в СССР на самолётах Ту-95 и Ан-22.

 

Ракетные авиа двигатели

 

 

Первые ракетные авиа двигатели появились в начале 40 годов прошлого столетия в Германии, когда немцы всеми усилиями пытались создать быстрый самолёт, который мог бы принести им победу во Второй мировой войне. Тем не менее, стоит отметить, что наука в те годы не позволяла совершить точный расчёт некоторых параметров, поэтому проект так и не был реализован. Впоследствии ракетные авиа двигатели испытывались исключительно с возможностью их применения для разгона самолётов в стратосфере, но применимость их весьма ограничена, и потому на сегодняшний день они практически не используются.

Основным недостатком ракетного авиационного двигателя является практически полное отсутствие управляемости на высоких скоростях.

 

Реактивные авиа двигатели

 

 

Реактивные двигатели весьма распространены на сегодняшний день в авиации и авиаконструкторском деле. Принцип работы этих авиа двигателей основывается на то, что необходимая тяга для воздушного судна создаётся за счёт преобразования в кинетическую энергию реактивную струи внутренней энергии авиационного топлива.

Реактивные двигатели весьма надёжны и эффективны и потому в ближайшее время стоит ожидать их дальнейшего совершенствования и развития.

 

Газотурбинные авиа двигатели

 

 

Принцип работы газотурбинного авиационного двигателя основывается на сжатии и нагреве газа, энергия которого впоследствии преобразуется в механическую работу, заставляя вращаться газовую турбину. Первые двигатели данного класса появились в Германии ещё в начале 40-х годов прошлого века, и на сегодняшний день они по-прежнему продолжают широко применяться в военной авиации, в частности устанавливаются на самолётах Су-27, МиГ-29, F-22, F-35 и т. д.

Газотурбинные авиа двигатели весьма эффективны на сравнительно небольших скоростях перемещения воздушных судов, и потому их применение в гражданской авиации также весьма обоснованно.

 

Турбовинтовые авиа двигатели

 

 

Турбовинтовые авиа двигатели представляют собой своеобразную разновидность газотурбинный авиационных двигателей, принцип действия которых основывается на том, что энергия горячих газов преобразуется во вращение винта, а около 10% от совокупной энергии превращается в толкающую реактивную струю.

Турбовинтовые авиа двигатели имеют хороший КПД и надёжны, что делает их эффективными и применимыми в гражданской авиации на многих воздушных судах.

 

Пульсирующие воздушно-реактивные авиа двигатели

 

 

Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели не нашли применения в современной авиации из-за неудовлетворительной своей эффективности. Главной особенностью их функционирования является то, что работают они на принципе воздушно-реактивного двигателя. С той лишь разницей, что топливо в камеру сгорания подаётся периодически, создавая своеобразные импульсы, позволяющие двигать объект в заданном направлении.

Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели эффективны лишь при однократном своём использовании, в последующих же случаях, их использование снижает и саму надёжность и увеличивает затраты.

 

Турбовентиляторные авиа двигатели

 

 

Принцип работы турбовентиляторных авиационных двигателей сводится к тому, что подаваемый за счёт вентилятора воздух. Обеспечивает полное сгорание топлива за счёт избытка кислорода, что делает такие авиа двигатели и более эффективными и в тоже время наиболее экологически чистыми. Применяются подобные турбовентиляторные авиа двигатели как правило на крупных авиалайнерах, так как практически всегда у них имеется большая конструкция за счёт необходимости нагнетания дополнительного объёма воздуха.

Типы судовых двигателей | Yanmar Russia

Компания Yanmar производит судовые двигатели для коммерческого судоходства (commercial marine) и для прогулочного судоходства (marine pleasure). Рассмотрим представленные коммерческие судовые двигатели.

Типы судовых двигателей для коммерческого использования

В каталоге Yanmar представлены судовые дизельные двигатели  двух категорий:

• Пропульсивные (главные)
• Вспомогательные

По частоте вращения коленвала среди них выделяют:

• Среднеоборотные, частота вращения которых составляет 620-1350 об/мин.
• Высокооборотные, с частотой вращения от 1840 об/мин.

Высокооборотные модели Yanmar имеют мощность 21-1340 кВт, среднеоборотные — 374-3310 кВт.

Пропульсивные двигатели

Пропульсивной установкой именуется совокупность нескольких силовых элементов: главного двигателя (ГД), валопровода, гребного винта (движителя).

Главный судовый двигатель — это основной силовой агрегат, благодаря которому обеспечивается вращение гребного винта (ход судна) и электрического генератора (частично либо полностью, в зависимости от конструкции). К судовым дизелям любой модификации предъявляются определенные требования, наиболее важным из которых является безотказность работы, длительность времени наработки на отказ. 

Назначение главных передач — перенос энергии вращения с вала силового агрегата всем потребителям, в случае одновременного использования нескольких ГД — суммирование их мощности. Функцией валопровода является передача вращающего момента к гребному винту. Движение судна с заданной скоростью обеспечивается гребным винтом, преобразующий энергию вращения в упор к судовому корпусу.

Вспомогательные судовые двигатели

Вспомогательные судовые дизели служат для обеспечения функционирования генераторов судовых электростанций и прочего электрооборудования, необходимого для производства различных видов работ на плавсредстве, например, компрессоров, насосов. 

Вспомогательные ДВС выполняют ряд важных функций:

• обеспечивают работу центральной энергоустановки корабля;
• питают отдельные системы судна;
• обеспечивают энергией механизмы и узлы.

Применение

Высокооборотные дизельные двигатели устанавливают на большие суда в качестве вспомогательных, в составе энергетической установки и на небольшие судах в качестве главных. Среднеоборотные применяют на пассажирских и рабочих плавсредствах, судах морского флота, траулерах. Малооборотные дизели могут применяться на судах любого типа и водоизмещения.

Типы электродвигателей — Однофазные электродвигатели , электродвигатели постоянного тока, асинхронные двигатели

Электродвигатель – это электрическая машина, служащая для преобразования электрической энергии в механическую энергию. Электродвигатель работает на основе  принципа электромагнитной индукции.

Существует множество видов электродвигателей, различающихся по конструкции, принципу действия, исполнению и другим характеристикам. Различают основные виды электродвигателей:

По типу протекающего тока двигатели различают:

• Электродвигатели постоянного тока.  Широко используют в качестве промышленного оборудования, привода электротранспорта и микропривода исполнительных механизмов.
• Электродвигатели переменного тока. Нашли широкое применение для приводов всех типов технологического оборудования, автоматических регуляторов, электроинструментов. 

По конструкции электрические машины различают с вертикально и горизонтально расположенным валом. Электродвигатели также классифицируют по мощности, климатическому исполнению, степени защиты, назначению и другим характеристикам.

Со всеми типами электродвигателей вы можете познакомиться на информационном портале по электродвигателям electrodvigatel.com. Здесь вы найдете преимущества и недостатки, того или иного электродвигателя, полный список производителей электродвигателей, а также сможете узнать стоимость на электродвигатели.

Виды электродвигателей

Стоимость электродвигателя в основном зависит от следующих параметров:

• Габарит (высота оси вращения)
• Мощность
• Климатическое исполнение

Стоит отметить, что с увеличением габарита электродвигателя усложняется технология изготовления электрических машин, уменьшается серийность выпуска и, соответственно, меняется экономика и ценообразование двигателей. Чем больше габарит двигателя – тем меньше производителей на рынке.

Конструкция электродвигателя

Вращающийся электродвигатель состоит из двух главных деталей:

• статора — неподвижная часть
• ротора — вращающаяся часть

У большинства двигателей внутри статора располагается ротор. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.

Электродвигатель в разрезе — 1 статор, 2 ротор, 3 подшипник

 

Условное обозначение электродвигателей

1 – тип электродвигателя:
общепромышленные электродвигатели:
АИ — обозначение серии общепромышленных электродвигателей
Р, С (АИР и АИС) — вариант привязки мощности к установочным размерам, т.е.
АИР (А, 5А, 4А, АД) — электродвигатели, изготавливаемые по ГОСТ
АИС (6А, IMM, RA) — электродвигатели, изготавливаемые по евростандарту DIN (CENELEC)
взрывозащищенные электродвигатели: ВА, АВ, АИМ, АИМР, 2В, 3В и др

2 — электрические модификации:

Электрические модификации	Определение
М	модернизированный электродвигатель: 5АМ
Н	электродвигатель защищенного исполнения с самовентиляцией: 5АН
Ф	электродвигатель защищенного исполнения с принудительным охлаждением: 5АФ
К	электродвигатель с фазным ротором: 5АНК
С	электродвигатель с повышенным скольжением: АС, 4АС  и др.
Е	однофазный электродвигатель 220V: АДМЕ, 5АЕУ
В	встраиваемый электродвигатель: АИРВ 100S2
П	электродвигатель для привода осевых вентиляторов в птицеводческих хозяйствах и т. д.

3 — габарит электродвигателя (высота оси вращения):
габарит электродвигателя равен расстоянию от низа лап до центра вала в миллиметрах 
50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450 и выше

4 — длина сердечника и/или длина станины:

Длина сердечника	Определение
А, В, С	длина сердечника (первая длина, вторая длина, третья длина)
XK, X, YK, Y	длина сердечника статора высоковольтных двигателей
S, L, М	установочные размеры по длине станины

 

5 — количество полюсов электродвигателя:
2, 4, 6, 8, 10, 12, 4/2, 6/4, 8/4, 8/6, 12/4, 12/6, 6/4/2, 8/4/2, 8/6/4, 12/8/6/4 и др.

6 — конструктивные модификации электродвигателя:

Модификации электродвигателя	Определение
Л	электродвигатель для привода лифтов: 5АФ 200 МА4/24 НЛБ УХЛ4
Е	электродвигатель с встроенным электромагнитным тормозом и ручкой расторможения: АИР 100L6 Е2 У3
Е2	со встроенным датчиком температурной защиты: АИР 180М4 БУ3
Б	со встроенным датчиком температурной защиты: АИР 180М4 БУ3
Ж	электродвигатель со специальным выходным концом вала для моноблочных насосов: АИР 80В2 ЖУ2
П	электродвигатель повышенной точности по установочным размерам: АИР 180М4 ПУ3
Р3	электродвигатель для мотор-редукторов: АИР 100L6 Р3
С	электродвигатель для станков-качалок: АИР 180М8 СНБУ1
Н	электродвигатель малошумного исполнения: 5АФ 200 МА4/24 НЛБ УХЛ4

7 — климатическое исполнение электродвигателя:

Категория размещения	Определение
У	умеренного климатического исполнения
Т	тропического исполнения
УХЛ	умеренно холодного климата
ХЛ	холодного климата
ОМ	для судов морского и речного флота

8 — категория размещения: 

Категория размещения	Определение
1	на открытом воздухе
2	на улице под навесом
3	в помещении
4	в помещении с искусственно регулируемыми климатическими условиями
5	в помещении с повышенной влажностью

9 — степень защиты электродвигателя:
первая цифра: защита от твердых объектов

  вторая цифра: защита от жидкостей

Степень защиты IP	Определение первой цифры  — защита от твердых объектов	Определение второй цифры  — защита от жидкостей
0	без защиты	без защиты
1	защита от твердых объектов размерами свыше 50мм (например, от случайного касания руками)	защита от вертикально падающей воды (конденсация)
2	защита от твердых объектов размерами свыше 12 мм (например, от случайного касания пальцами)	защита от воды, пдпющей под углом 15º к вертикали
3	защита от твердых объектов размерами свыше 2,5 мм (например, инструментов, проводов)	защита от воды, падающей под углом 60º к вертикали
4	защита от твердых объектов размерами свыше 1мм (например, тонкой проволоки)	защита от водяных брызг со всех сторон
5	защита от пыли (без осаждения опасных материалов)	защита от водяных струй со всех сторон

10 – мощность электродвигателя

11 – обороты электродвигателя

12 — Монтажное исполнение электродвигателя

Двигатели переменного тока

            Двигатели переменного тока подразделяются на две группы: асинхронные и синхронные. Синхронные двигатели в свою очередь делятся на основные исполнения групп двигателей:

• общепромышленное
• специальное (крановые, для дробилок, лифтовые и другие)
• взрывозащищенное. Дальнейшее подразделение — для химической отрасли и рудничные, рудничные специальные.

Асинхронными двигателями (АД) называют машины переменного тока, в которых основное магнитное поле создается переменным током и частота вращения ротора, не связанная жестко с частотой тока в обмотке статора, меняется с нагрузкой. Наибольшее применение получили бесколлекторные асинхронные машины, используемые главным образом в качестве электродвигателей. Значительно реже применяются коллекторные асинхронные электродвигатели — более дорогие и менее надежные в эксплуатации, чем бесколлекторные.

По количеству фаз двигатели переменного тока подразделяются:

Асинхронные двигатели наиболее распространены в настоящее время, чем другие виды электродвигателей.

Синхронные и асинхронные машины переменного тока обладают свойством обратимости — они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Коллекторный двигатель постоянного тока: устройство, принцип работы

Содержание:

Виды КД

В зависимости от типа питания классифицируют:

1. Коллекторные двигатели, работающие от источника постоянного тока,
2. Универсальные — работают как от постоянного тока, так и от переменного.

Устройство и принцип работы двигателя постоянного тока

Коллекторный двигатель постоянного тока состоит из двух основных частей – ротора и статора. Ротор — вращающаяся часть двигателя – несёт на себе обмотку и коллектор. Статор – неподвижная часть двигателя – включает в себя источник постоянного магнитного поля – постоянный магнит или обмотку возбуждения, щётки и корпус.

Обмотка на роторе является одной из основных частей электрического двигателя постоянного тока. По ней течёт ток нагрузки. Обмотка состоит из нескольких сегментов. Их электрические выводы подключены к пластинам коллектора.

Коллектор – представляет собой набор металлических пластин, уложенных параллельно друг другу по цилиндрической поверхности, но не касающихся друг друга. К каждой пластине подключён вывод обмотки ротора. При вращении двигателя коллекторные пластины помогают переключать ток на всё новые секции обмотки, что приводит к дальнейшему вращению двигателя.

Коллекторный мотор с сердечником

Коллекторный мотор без сердечника

Щётки производят переключение секций обмотки по мере вращения электродвигателя и обеспечивают возможность подключения обмотки двигателя на роторе к выводам на корпусе мотора. В зависимости от материала конструкция щёток отличается: графитовые щётки, выполненные в виде прямоугольных брусков или металлические щётки в виде тонких пластин.

Конструкция неподвижной части двигателя – статора – отличается в зависимости от разновидности электродвигателя постоянного тока. У двигателей постоянного тока с обмоткой возбуждения на статоре располагается обмотка возбуждения, чаще всего выполненная на сердечнике из стальных пластин. У двигателей постоянного тока с постоянными магнитами, на статоре расположен постоянный магнит, создающий магнитное поле двигателя.

Обмотка ротора и коллектор установлены на валу, который опирается на подшипники, установленные в боковых фланцах корпуса.

Корпус выступает несущей конструкцией, куда устанавливаются остальные части двигателя, а также может выступать в роли наружной оболочки, защищающей мотор от пыли, грязи и механических воздействий.

Варианты конструкции двигателя

Типы обмоток

Обмотка без стального сердечника

 

Обмотки ротора отличаются между собой по конструкции. Применяются обмотки классической конструкции, намотанные на стальной сердечник, широко распространены полые обмотки без стального сердечника. Кроме того, ротор может иметь печатную обмотку плоской или цилиндрической конструкции. Ротор двигателя классической конструкции, со стальным сердечником, имеет значительный момент инерции, большую индуктивность обмотки и дополнительные потери в стали сердечника ротора. Двигатели с полым ротором и с печатным ротором отличаются низкой инерцией и малыми потерями.

Обмотки отличаются по своему устройству: толщина провода и схема намотки (например наличие параллельных ветвей в обмотке и их количество). Это даёт возможность изготавливать электродвигатели работающие при разном номинальном напряжении и токе.

Обмотки отличаются друг от друга по температурной стойкости, которая обеспечивается выбором соответствующего типа изоляции. Повышенная температурная стойкость позволяет обмотке нагреваться до более высокой температуры, не теряя работоспособности, что даёт возможность мотору работать при более высокой температуре окружающей среды или выдерживать более высокую токовую нагрузку.

Различные материалы магнитов

За время пока существуют электрические двигатели, было разработано и применено на практике немало различных материалов для постоянных магнитов. Ферриты, AlNiCo, SmCo, NdFeB. Основная разница между ними – в их мощности (т.е. в удельной энергии) и температурной стойкости. В настоящее время в высокопроизводительных малогабаритных двигателях с постоянными магнитами чаще всего применяется NdFeB из-за своей высокой мощности и SmCo из-за высокой рабочей температуры.

Типы щёток

 

Графитовые щётки

Металлические щётки

 

 

В настоящее время распространены два материала щёток – графитовые и металлические. Графитовые щётки изготавливаются из медно-графитового сплава и работают с коллектором из медных пластин. Они хорошо работают на больших токах, хорошо переносят частые пуски, но являются источником сильных электромагнитных шумов. Металлические щётки делают из благородных металлов, и они работают коллектором, в котором также применены благородные металлы. Они хорошо работают на небольших токах при малых изменениях скорости вращения и испускают гораздо меньше помех чем графитовые щётки.

Варианты подшипников

Два основных типа подшипников, применяемых в малогабаритных двигателях постоянного тока – шарикоподшипники и подшипники скольжения. В случае применения шарикоподшипников, для снижения осевого биения вала может применяться их предварительное поджатие

Преимущества и недостатки коллекторных двигателей

Простота управления.   Коллекторный двигатель достаточно прост в управлении, особенно когда речь идёт о двигателях с постоянными магнитами. Для того чтобы заставить его вращаться необходим один источник постоянного напряжения. Математическая модель такого мотора достаточно проста, но с её помощью можно реализовывать достаточно сложные алгоритмы управления современными быстродействующими приводными системами. Сопоставимая по возможностям система управления, например, асинхронным двигателем гораздо сложнее математически и требует заметно больше ресурсов при реализации.

Низкая надёжность. Щёточно-коллекторный узел – это скользящий электрический контакт, который серьёзно ограничивает надёжность коллекторных двигателей постоянного тока по сравнению с бесколлекторными.

Отсутствие электронных компонентов. Коллекторные двигатели не содержат электронных компонентов – как например датчики Холла в бесколлекторных моторах, которые необходимы для их работы. Это может давать коллекторным двигателям преимущество при работе, например, в условиях высокой радиации.

Ограничение скорости вращения. Когда щётки перемещаются по пластинам коллектора очень быстро, то начинается искрение, которое сокращает срок службы коллектора и щёток. Для того чтобы искрения не происходило должны быть ограничена скорость перемещения щёток по коллектору и нагрузка на щётки (ток). Максимально допустимая линейная скорость перемещения щёток по коллектору определяется материалами, применёнными для изготовления щёток и коллектора. И именно она является причиной различия в скорости у двигателей с графитовыми щётками и со щётками из благородных металлов.

Области применения

Несмотря на то, что во многих областях происходит активная замена коллекторных двигателей постоянного тока на бесколлекторные, в ряде применений продолжают использоваться коллекторные двигатели:

• Во многих применениях с жёсткими требованиями по стоимости решения, которые ограничивают применение сложной и дорогой управляющей электроники
• В  системах, работающих в жёстких условиях (например, высокая температура или радиация) или в которых имеются жёсткие ограничения по размерам.

Различные типы однофазных двигателей

Дата публикации: 06.05.2019 11:24

Однофазные электродвигатели, соединяющие в себе простую конструкцию, компактные размеры и доступную стоимость, широко применяются в различных бытовых электроприборах. Статор однофазного мотора оснащен двумя обмотками (основной и вспомогательной), расположенными под углом 90 градусов относительно друг друга. Каждая обмотка разделяется на необходимое количество полюсов.

Модельное разнообразие

Поле статора однофазных моторов, работающих от сети 110 -240 В, остается неподвижным, что приводит к изменению расположения полюсов при синусоидальных колебаниях с определенной частотой. Полюса двигателя один раз меняют свое положение в каждом цикле, что приводит к необходимости дополнительного воздействия на вал двигателя для запуска вращения.

По методу пуска электромоторы разделяются на 4 основные типа:

• CSIR – с пуском через конденсатор и работой через индуктивность;
• CSCR – с пуском через конденсатор и работой через емкость;
• RSIR – с реостатным пуском;
• PSC – с постоянным разделением емкости.

Различные типы пуска двигателя обладают индивидуальными преимуществами, проявляющимися в процессе эксплуатации моторов.

Индивидуальные особенности различных электромоторов

Наибольшую группу однофазных электромоторов составляют двигатели различных типоразмеров, запускаемые через конденсатор и работающие через обмотку. Конденсатор обеспечивает определенное отставание тока в пусковой обмотке относительно тока в главной обмотке, приводящее к появлению вращающего момента. Пусковая обмотка отключается после достижения рабочей частоты вращения вала двигателя. Высокий пусковой момент электромоторов типа CSIR позволяет использовать их в приводах конвейеров, воздушных и холодильных компрессоров.

Более дорогие двигатели типа CSCR, обладающие максимальными показателями мощности среди однофазных устройств, адаптированы для эксплуатации в сложных условиях. Электромоторы этого типа менее подвержены нагреву в сравнении с аналогичными устройства других модификаций. Двигатели CSCR мощностью от 1,1 до 11 кВт применяются для оснащения вакуумного насосного оборудования.

Электродвигатели RSIR «с расщепленной фазой» значительно дешевле аналогичных моторов, используемых в промышленности. Обмотка, предназначенная для пуска, реализована проводом меньшего диаметра. Отключение пусковой обмотки происходит при достижении величины частоты вращения около 75% от номинальных показателей. Высокие пусковые тока двигателей RSIR ограничивают сферу применения моторов приводными механизмами с небольшими пусковыми моментами.

Электродвигатели типа PSC оснащены пусковой обмоткой, постоянно подключенной через конденсатор. При достижении стандартного количества оборотов пусковая обмотка исполняет роль вспомогательной. Электромоторы с постоянным разделением емкости оптимальны для работы с низкоинерционными нагрузками.

 

Бензиновые двигатели TSS KM для генераторов, мотопомп, виброплит – аналоги популярных моделей

В ассортименте ГК ТСС и наших дилеров появились бензиновые двигатели с воздушным охлаждением TSS KM, предназначенные для использования в составе портативных генераторов бытового и профессионального назначения. Новые модели двигателей производятся под маркой ТСС с валами различного диаметра и форм и предназначены для замены аналогичных агрегатов в бензогенераторах различных марок, мотопомпах и другом оборудовании.

Бензогенераторы и мотопомпы – востребованное оборудования, необходимое во многих сферах деятельности предприятий и частных лиц. Двигатель – основной компонент оборудования данного типа, определяющий комплекс его основных характеристик, включая такое, немаловажное свойство как стоимость. В большинстве случаев, ремонт бензогенератора или мотопомпы представляет собой замену двигателя, выработавшего свой ресурс, составляющий, зачастую, лишь сотни моточасов. Новая линейка бензиновых двигателей TSS отличается высокой надёжностью, низкой стоимостью и предназначена для беспроблемной замены аналогичных изделий в составе широкого перечня оборудования.

Двигатель TSS KM210C-S (диаметр вала=20 мм.) является аналогом следующих моделей:

 

Двигатель TSS KM210C-Q (диаметр вала=19,05 мм.) является аналогом следующих моделей:

 

Двигатель TSS KM420C-S (диаметр вала=25 мм.) является аналогом следующих моделей:

 

Двигатель TSS KM420C-Q (диаметр вала=25,4 мм.) является аналогом следующих моделей:

• Honda GX390 QX3

• Lifan190 F D25,4

• Loncin G390F (I type) D25,4

• Champion G 420 HK 25,4ММ

• Grost GX390 Q 25,4mm

 

Двигатель TSS KM210C-V (вал-конус) является аналогом следующих моделей:

 

Двигатель TSS KM420CE-V (вал-конус, электростартер) является аналогом следующих моделей:

• Lifan190 FD-2 конусный вал 45,5мм

• Loncin G390FD (B type) конусный вал 45,5мм

• Grost GX390 EV конусный вал 45,5мм

Бензиновые двигатели TSS серии KM позволяют произвести быструю замену аналогичных агрегатов других марок, выработавших свой ресурс, потратив минимум средств и времени. Специалисты ГК ТСС помогут подобрать недорогой аналог двигателя бензогенератора, виброплиты или мотопомпы различных брендов.

Подобрать аналог бензинового двигателя

Типы двигателей и принцип их работы (для коммерческого и промышленного применения)

Двигатели — это механические или электромеханические устройства, преобразующие энергию в движение. Энергия в форме электрической, гидравлической или пневматической преобразуется во вращательное или линейное движение, а затем выводится на вал или другой компонент передачи энергии, где она обеспечивает полезную работу. Электродвигатели включают разновидности переменного или постоянного тока, которые далее подразделяются на электродвигатели специального назначения, включая мотор-редукторы, шаговые двигатели, серводвигатели и линейные двигатели.Гидравлические и пневматические двигатели используют жидкость (масло, воздух) в качестве движущей силы. К химическим двигателям относятся подвесные моторы для использования на лодках и ракетных двигателях, оба из которых используют внутреннее сгорание и часто называются двигателями. Электродвигатель, используемый для приведения в движение небольших рыбацких лодок, называется троллинговым двигателем. Ни одна из этих последних групп здесь не обсуждается.

Типы двигателей (и принцип их работы)

Двигатели переменного тока

Двигатели переменного тока

— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным током для создания вращательного движения.Вращение обеспечивает механическую работу для привода других вращающихся машин, таких как насосы. Для облегчения взаимозаменяемости доступны стандартные размеры корпуса с разным диапазоном мощности. Корпуса могут варьироваться от простых открытых конструкций до взрывозащищенных невентилируемых конструкций, обычно полностью закрытые с вентиляторным охлаждением (TEFC). Международная рейтинговая система также предписывает уровни охлаждения и защиты. Двигатели переменного тока составляют значительную часть используемых сегодня двигателей и приводят в действие насосы, вентиляторы, компрессоры и т. Д. Диапазон размеров от машин с малой мощностью до 20 000 л.с.Двигатели переменного тока будут одно- или трехфазными.

Трехфазные машины классифицируются по конструкции ротора: с короткозамкнутым ротором или с фазным ротором. В конструкции с короткозамкнутым ротором используются медные или алюминиевые стержни ротора, закороченные концевыми кольцами, и в определенном смысле они представляют собой настоящие индукционные машины — своего рода вращающийся трансформатор. Роторы с обмоткой используют проволочные роторы, количество полюсов которых равно количеству полюсов статора, а контактные кольца обеспечивают метод вставки сопротивления для запуска и изменения скорости. Пуск трехфазных машин при полном напряжении или через линию возможен примерно до 200 л.с., после чего часто требуется метод пониженного напряжения, особенно для двигателей, которые запускаются часто, из-за заметного падения напряжения, влияющего на освещение. , другие двигатели и т. д.

Однофазные двигатели используются в основном в диапазонах дробных л.с. Они не запускаются автоматически и могут быть сгруппированы по способу запуска. Наиболее широко используемая конструкция — двигатель с расщепленной фазой — использует две обмотки статора для получения пары несбалансированных токов обмотки, при этом вспомогательная обмотка отключается, когда двигатель приближается к синхронной скорости. Конденсаторный двигатель вставляет конденсатор во вспомогательную обмотку, который в случае конденсаторной пусковой машины выпадает, когда двигатель приближается к рабочей скорости, а в случае двухзначного конденсаторного двигателя переключается на второй конденсатор при приближении скорость бега.В конструкции постоянного разделенного конденсатора вспомогательная обмотка и конденсатор остаются под напряжением на рабочей скорости. Наконец, в двигателе с экранированными полюсами используются неравномерно разделенные полюса с экранирующими катушками, которые заставляют вращающееся поле перемещаться в направлении заштрихованного полюса (т. Е. Необратимо). Двигатели с расщепленными полюсами — одни из самых дешевых из однофазных машин. В синхронизирующих устройствах используются синхронные однофазные двигатели.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей полной статьей о типах двигателей переменного тока.

Двигатели постоянного тока

Двигатели постоянного тока — это электромеханические устройства, приводимые в действие постоянным током для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для приведения в движение других вращающихся машин, таких как подъемники, с разными скоростями. Определенные схемы проводки могут создавать сильный крутящий момент на низкой скорости, что делает их пригодными в качестве тяговых двигателей для локомотивов, хотя они в значительной степени были заменены двигателями с регулируемой частотой вращения. Точно так же двигатели тележек для гольфа неуклонно переделываются от щеточных конструкций к более продвинутым формам с электронными приводами.Для облегчения взаимозаменяемости доступны стандартные размеры корпуса с разным диапазоном мощности. Корпуса могут быть от простых открытых до взрывозащищенных, невентилируемых. Международная рейтинговая система также предписывает уровни охлаждения и защиты. Двигатели постоянного тока находят множество применений в игрушках и потребительских товарах и широко используются автопроизводителями. Они находят применение на лифтах, вилочных электропогрузчиках и конвейерах, где нагрузки с постоянным крутящим моментом являются нормальным явлением. Двигатели постоянного тока доступны в щеточном и бесщеточном исполнении (с постоянными магнитами), причем последние требуют для работы электронных приводов и контроллеров.

Традиционные щеточные электродвигатели постоянного тока классифицируются на основе возбуждения, используемого в обмотке возбуждения, с тремя основными различиями: шунтирующими, последовательными и составными. Шунтовые двигатели имеют низкий пусковой момент, низкую перегрузочную способность, минимальное изменение скорости в ответ на нагрузку и плохую стабильность при нулевой нагрузке. Серийные двигатели обладают высокими пусковыми моментами, высокой перегрузочной способностью, значительным изменением скорости в зависимости от нагрузки и хорошей стабильностью при нулевой нагрузке. Составные двигатели находятся где-то между двумя другими по характеристикам, хотя они тоже остаются стабильными при нулевой нагрузке.

Для двигателей постоянного тока мощностью более 3/4 л.с. необходимо использовать стартеры для ограничения пускового тока во избежание возгорания коммутаторов.

Мотор-редукторы

Мотор-редукторы

— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным или постоянным током для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу, которая затем понижается через встроенный редуктор для привода других вращающихся машин, таких как конвейеры или упаковочные машины. Мотор-редукторы используются там, где требуется, чтобы двигатели и редукторы скорости обеспечивали высокий крутящий момент на низких скоростях.За счет интеграции этих двух компонентов мотор-редукторы достигают КПД по размеру, устраняют внешние муфты, улучшают сопротивление смыванию и т. Д. Часто редукторы взаимозаменяемы между производителями. Хотя мотор-редукторы редко используются для больших двигателей, они довольно часто имеют дробную мощность. Они доступны с различными типами выходных валов с выбором среди двигателей переменного тока, щеточных и бесщеточных двигателей постоянного тока.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели

— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным током для создания вращательного движения и позиционирования.Как правило, шаговые двигатели не включают в себя контур обратной связи, как серводвигатели, а вместо этого достигают управления положением, поворачивая ротор двигателя на дискретное количество шагов. Они специфичны для приложений управления движением. Шаговые двигатели используются в приложениях позиционирования, где важно удерживать позицию, и используются на упаковочных машинах, принтерах и т. Д., Где потеря положения из-за перегрузки не критична и где важна экономия.

Серводвигатели

Серводвигатели

— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным или постоянным током для создания вращательного движения и позиционирования.Серводвигатели используют контур обратной связи для управления радиальным положением ротора двигателя относительно его статора. Они специфичны для приложений управления движением. Серводвигатели используются в приложениях для позиционирования, где первостепенное значение имеет плавное управляемое движение, например, в промышленных роботах. Во втором примере упаковочная машина может использовать серводвигатель для индексации точного количества упаковочной пленки в зоне формования, где в прошлом такая подача могла регулироваться с помощью механического индексатора с приводом от двигателя.

Линейные двигатели

Линейные двигатели

— это электромеханические устройства, приводимые в действие переменным или постоянным током для создания линейного, а не вращательного движения. Линейное движение полезно в приложениях, где можно использовать воздушный цилиндр, но где требуется большая точность и обратная связь по положению, или где движение может изменяться от хода к ходу. Конфигурация двигателя и форма движка / ползуна также могут быть проблемой. Линейные двигатели используются в упаковочных машинах, сборочных машинах, подъемно-транспортном оборудовании и в различных областях медицинского оборудования.

Пневматические двигатели

Пневматические двигатели

— это механические устройства, приводимые в действие давлением воздуха для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для привода других вращающихся машин, таких как приемные бобины и инструменты. Пневматические двигатели используются там, где есть источник сжатого воздуха, и где необходим постоянный крутящий момент независимо от скорости, например, в приемной бобине на упаковочной машине. Они также используются во взрывоопасных средах, где считаются искробезопасными.

Гидравлические двигатели

Гидравлические двигатели

— это механические устройства, приводимые в действие жидкостью для создания вращательного движения. Движение обеспечивает вращательную работу для привода других вращающихся элементов, таких как ведущие колеса экскаватора тяжелого оборудования. Гидравлические двигатели широко используются в строительной технике, где требуется вращательное движение от компактного устройства, а гидравлическая энергия уже доступна. Гидравлические двигатели могут быть лопастными, шестеренчатыми или поршневыми, как и гидравлические насосы. Двигатели LSHT или низкоскоростные двигатели с высоким крутящим моментом доступны у некоторых производителей.Модифицированный электродвигатель лопаточного типа, называемый электродвигателем с роторным упором, имеет более низкое трение и лучшее уплотнение, чем эквивалентный электродвигатель с крыльчаткой.

Различные области применения двигателей и отрасли

Среди двигателей переменного, постоянного, шестеренчатого, пневматического и гидравлического двигателей они обеспечивают вращательное движение, в то время как шаговые, сервомоторы и линейные двигатели обеспечивают позиционирование. Электродвигатель переменного тока — вероятный выбор для привода насоса; двигатель постоянного тока хорошо подходит для привода барабана крана, где важна переменная скорость; мотор-редукторы выполняют те же функции, что и двигатели постоянного и переменного тока без покрытия, за исключением того, что они имеют встроенные редукторы; а воздушные и гидравлические двигатели удовлетворяют аналогичные потребности в ситуациях, когда электричество нецелесообразно или неприемлемо.

Позиционирование — это область трех других типов, что означает, что эти типы используются там, где элементы машин должны быть перемещены в точные места. В то время как машины вращательного движения охватывают весь спектр размеров от очень маленьких субфракционных единиц HP до самых больших машин, превышающих NEMA, шаговые, сервоприводы и линейные двигатели обычно имеют максимальную мощность в несколько лошадиных сил и превосходят в меньших размерах.

Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока широко используются в промышленности. В них используются роторы с короткозамкнутым ротором (бесщеточные), которые создают магнитные поля в обмотках полюсов, которые затем взаимодействуют с магнитными полями обмоток статора, вызывая вращение.Скорость двигателя переменного тока зависит от количества полюсов и частоты подаваемого напряжения, особенно часто встречаются 1800 (4-полюсный) и 3600 об / мин (2-полюсный). Фактическая скорость немного отстает от номинальной скорости вращающегося магнитного поля или линейной скорости и зависит от нагрузки. Синхронные двигатели переменного тока точно соответствуют скорости вращающегося поля независимо от нагрузки, но их применение обычно ограничивается особыми случаями, когда это важно, например, в двигателях-генераторах. Другой синхронный двигатель, так называемый двигатель переменного тока с постоянными магнитами, использует ту же технологию с постоянными магнитами, что и бесщеточные конструкции постоянного тока, для создания синхронных двигателей переменного тока, которые доступны в дробных и интегральных размерах л.с.Эти двигатели требуют электронных приводов. Двигатели переменного тока по своей сути не подходят для управления скоростью, хотя существует ряд методов как в конструкции двигателя (с фазным ротором), так и в схеме контроллера, чтобы сделать возможным управление скоростью. Несколько обмоток — это один из способов получения двухскоростного асинхронного двигателя. Частотно-регулируемые приводы могут обеспечивать плавную регулировку скорости. Также доступны различные пускатели, такие как устройства плавного пуска, которые помогают снизить воздействие запуска двигателя, например, на бутылки на конвейерной линии.

Другой двигатель переменного тока, получивший название универсального двигателя или двигателя переменного тока серии , используется во многих устройствах, таких как пылесосы, дрели, вакуумные системы и т. Д. Он имеет те же щетки и коммутатор, что и двигатель постоянного тока, но может работать от переменного тока. ток также, потому что направление переключения тока возбуждения точно совпадает с направлением коммутируемого тока якоря. Они имеют тенденцию к шуму при работе и лучше всего подходят для периодического использования, например, в электроинструментах, из-за износа щеток, но они могут регулировать скорость.

Двигатели постоянного тока предлагают внутреннее регулирование скорости в силу своей конструкции и использования нечастотного постоянного тока в качестве движущей силы. В двигателе постоянного тока обычно используются щетки для подачи постоянного тока на ротор. Контролируя уровень постоянного напряжения, оператор может напрямую управлять скоростью двигателя. Двигатели постоянного тока этой конструкции, иногда называемые коллекторными двигателями для установленного на валу коммутатора, на котором движутся щетки, используются в автомобилях и в основном в небольших приложениях.В своих больших размерах они используются в приложениях, где регулирование скорости является обязательным: подъемники и краны, станки, прессы и т. Д. С появлением более сильных магнитов стали популярными двигатели постоянного тока с постоянными магнитами, которые обходятся без щеток. Эти двигатели несколько ограничены по размеру, примерно в одну лошадиную силу в верхней части, и для их электронного переключения требуются приводы. Прорези между зубьями обмотки статора вызывают явление, известное как «зубчатость», а конструкция без зазоров представляет собой попытку преодолеть это явление.Доступны определенные конструкции с постоянными магнитами, которые обеспечивают высокий крутящий момент на низких скоростях, например, двигатели BLDC типа «блины», которые особенно подходят для роботизированных приложений. Существуют также небольшие двигатели постоянного тока, называемые микродвигателями, которые используются в электронных устройствах и т.п., часто питающихся от батареи.

Мотор-редукторы доступны как блоки переменного тока, так и постоянного тока, как правило, небольшого размера, где целесообразно тесное соединение двигателя и коробки передач. Мотор-редукторы доступны с различными редукторами, такими как параллельный вал, прямой угол, планетарный редуктор и т. Д.

Шаговые двигатели предназначены для позиционирования. В их роторах используются постоянные магниты, которыми можно управлять через дискретные промежутки времени, возбуждая поле статора. Шаговый двигатель нуждается в контроллере / приводе для работы. Шаговые двигатели обычно имеют угол поворота 1,8 или менее градусов для каждого шага, но они могут быть дополнительно подразделены за счет использования так называемых микрошаговых контроллеров. Конструкция двигателя также играет роль в разрешающей способности шагового двигателя — количестве шагов на оборот — при этом 5-фазные двигатели предлагают большее количество шагов, чем 2-фазные двигатели.Шаговые двигатели обеспечивают относительно недорогой способ имитации позиционирования сервоприводов, хотя, как правило, им не хватает обратной связи по положению. Шаговые двигатели обычно могут удерживать нагрузку в остановленном состоянии, что является преимуществом для приложений позиционирования.

Серводвигатели — это позиционеры с истинной обратной связью, которые включают энкодеры для передачи информации о положении обратно на свои контроллеры. Они контролируют как скорость, так и точность за счет использования контуров обратной связи. Специальный серводвигатель, называемый моментным двигателем, предназначен для приложения крутящего момента к валу без необходимости его вращения, что может потребоваться для поддержания постоянного натяжения натяжного устройства полотна.Конструкция позволяет двигателю создавать крутящий момент при остановке без перегрева. Его также можно использовать для прямого доступа к индексным таблицам.

Линейные двигатели лучше всего рассматривать как роторные двигатели, которые были «развернуты» для создания роторов, движущихся по линейным путям. Обычно они управляются сервоприводом, но также могут быть основаны на шаговом двигателе и использоваться для позиционирования и точного управления скоростью, чего нельзя достичь с помощью более дешевых средств, таких как воздушные цилиндры и т. Д. Некоторые производители предлагают линейные двигатели, которые также могут вращаться.Как и для любого серво- или шагового двигателя, для линейных двигателей требуются электронные приводы / контроллеры.

Пневматические двигатели просто приводятся в действие воздухом, а не электричеством и обычно используются в пневматических инструментах, таких как пневматические ключи и т. Д. Пневматические двигатели используются там, где требуется постоянный крутящий момент, например, на приемных барабанах на машинах для обработки полотна. Они также используются во взрывоопасных средах, поскольку считаются искробезопасными. Скорость пневмодвигателя можно несколько изменить, дросселируя впускной клапан, что дает возможность бесплатно регулировать скорость, например, при использовании на подъемнике.

Гидравлические двигатели приводятся в действие гидравлической жидкостью и обычно используются на вращающихся элементах строительного оборудования, например, на колесных двигателях. Они мощные для своего размера, легко переворачиваются и регулируются по скорости. Для них требуются источники гидравлической энергии, которая на строительной технике с приводом от двигателя обычно поступает в виде гидравлических насосов / систем. Стационарные станции с меньшей вероятностью будут иметь гидравлическую энергию, доступную в качестве коммунальных услуг, поскольку они будут использовать сжатый воздух, но для них доступны так называемые гидравлические силовые агрегаты.

Соображения

Двигатели постоянного и переменного тока доступны в стандартных типоразмерах NEMA, что делает эти двигатели взаимозаменяемыми. Их иногда называют интегральными агрегатами высокого давления или просто средними машинами. Двигатели также бывают в виде дробных блоков HP, получивших название FHP или, проще говоря, малых, и имеют нестандартную конструкцию за пределами встроенных рам NEMA, иногда называемых большими машинами. IEC предлагает аналогичные стандартизированные моторные корпуса и подразделения метрических размеров.

Варианты защиты

обычно указываются в одной из двух форм: кода или классификации NEMA и кода IEC.Большинство двигателей представляют собой полностью закрытые двигатели с вентиляторным охлаждением, сокращенно TEFC, но существует множество разновидностей от открытых, каплезащищенных (ODP) до полностью закрытых, невентилируемых (TENV). Код IEC обеспечивает аналогичную классификацию с помощью двузначного цифрового кода, первый из которых определяет защиту корпуса от твердых предметов, а второй — уровень защиты от проникновения влаги. Например, двигатель со степенью защиты IP67 считается пыленепроницаемым и водонепроницаемым. Погружные двигатели, охлаждаемые иммерсивной жидкостью, доступны для скважинных насосов и т.п.

NEMA также делает различие между двигателями, работающими в непрерывном и прерывистом режиме. Двигатель с прерывистым режимом работы спроектирован для нечастого использования с достаточным охлаждением между пусками, как это может быть в случае с воздушным компрессором нижнего уровня, который также имеет рабочий цикл менее 100%. Также существует пятибуквенная рейтинговая система NEMA для описания работы двигателя, например «A», которая может использоваться для вентилятора, который не нужно запускать под нагрузкой, или «C», который подходит для конвейер, который, вероятно, запустился бы под нагрузкой.

Эти же коды могут применяться и к другим типам двигателей, особенно к редукторным, шаговым и серводвигателям.

Варианты монтажа включают монтаж на основании или на лапах и лицевой монтаж. В первом варианте двигатели поддерживаются на собственных основаниях — часто на одной раме с приводным оборудованием, тогда как во втором варианте двигатели прикреплены к корпусам ведомого оборудования, что иногда используется с насосами. Некоторые двигатели специально разработаны для работы в вертикальной ориентации.Эти так называемые специализированные двигатели предназначены для привода насосов и особенно подходят для работы в ограниченном пространстве, например, на борту судов.

Номинальные скорости и мощность являются основными характеристиками для определения двигателей ротационного типа. Количество фаз тоже важно, обычно одна или три.

Важные атрибуты и критерии выбора

Тип двигателя

Для блоков переменного тока основной выбор — между асинхронными и синхронными машинами. Двигатели с тормозом — это асинхронные машины со встроенными тормозами, которые могут удерживать нагруженный двигатель на месте.Для машин постоянного тока основной выбор — между бесщеточными агрегатами и теми, которые используют щетки. Мотор-редукторы предлагают многие из этих вариантов.

Ориентация на отрасль / предполагаемое применение

Многие двигатели предназначены для использования в обычных условиях, в то время как некоторые из них обладают специальными функциями или характеристиками, позволяющими использовать их в определенных областях применения. NEMA определяет множество двигателей специального назначения, в том числе для вентиляторов и воздуходувок, деревообрабатывающих станков и т. Д. Производители часто классифицируют свои двигатели специального назначения по этим линиям, т.е.например, работа на ферме, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, промывка и т. д. Специалисты по двигателям могут полагаться на эти атрибуты, чтобы сузить выбор, выходя за пределы диапазона двигателей общего назначения. Один пример — 400 Гц. двигатели, предназначенные для авиационной и космической техники. В некоторых приложениях, например в вибраторах для погрузочно-разгрузочных работ, могут использоваться электрические или пневматические двигатели.

Вращение вала

Обычно трехфазные асинхронные двигатели реверсивны. Многие из них могут работать в противоположном направлении, переключая провода в месте их подключения к двигателю.Некоторые двигатели, особенно небольшие синхронные двигатели, используемые для управления заслонкой и т. Д., Являются однонаправленными, но часто могут быть указаны как вращение по часовой или против часовой стрелки. Вращение двигателя обычно определяется, если смотреть со стороны привода (DE), то есть конца двигателя на стороне нагрузки или соединенной стороне. Для нереверсивных двигателей постоянного тока, однофазных двигателей переменного тока, синхронных и универсальных двигателей обычное направление — CW.

Напряжение двигателя

Двигатели среднего напряжения обычно работают от 2300 или 4000 вольт.Меньшие трехфазные двигатели общего назначения могут работать от источников питания 208–230 или 460 вольт. Однофазные двигатели обычно работают от источника питания 115 или 230 В.

Класс NEMA Расчетный рейтинг

NEMA поддерживает ряд номинальных характеристик двигателя, в которых указывается изоляция и превышение температуры, которое он должен выдерживать.

Конструкция вала

Валы двигателей и могут быть заказаны со шпоночными пазами или плоскими шлицами для крепления муфт и т. Д. Они также могут быть короче стандартных валов. Валы также могут иметь резьбу для крепления резьбовых соединений.

Ресурсы

Торговые ассоциации

Нормы и стандарты

Стандартов на двигатели

слишком много, чтобы их перечислить, но читатель может обратиться к организациям по стандартизации, таким как NEMA, IEC и NFPA (Nat’l Fluid Power Assn.), За их всеобъемлющими сборниками стандартов на двигатели. Выборка включает:

• Размеры крепления гидронасоса / двигателя и привода SAE J744
• Двигатели и генераторы NEMA MG1
• Малые электродвигатели NEMA SEM S1
• IEC 60034 Вращающиеся электрические машины
• NEMA ICS 16 Двигатели с управлением движением / положением, управление, обратная связь

Внешние ссылки

Сводка

Это руководство дает общее представление об электродвигателях и двигателях с гидравлическим приводом, а также об их выборе и использовании в различных средах.Для получения дополнительной информации о дополнительных продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие изделия из двигателей

Больше от Machinery, Tools & Supplies

Разница между типами электродвигателей: переменного или постоянного тока

Электродвигатели переменного и постоянного тока выполняют функцию преобразования энергии из электрической в ​​механическую. Однако они питаются, управляются и конструируются с использованием различных технологий и инженерных подходов.В этой статье мы поможем вам выбрать лучший сервис по обслуживанию электродвигателей, который может предложить Сан-Диего, более подробно рассмотрев различия между этими двумя типами электродвигателей. В конце концов, для принятия осознанного решения требуется больше, чем практические знания, и только ведущие специалисты обладают опытом, который поможет вам выбрать лучший способ действий: отремонтировать или заменить.

Что такое двигатель переменного тока и как он работает?

Двигатели переменного тока

обычно приводятся в действие частотно-регулируемым приводом переменного тока.Они работают, подавая на электродвигатель переменный ток. Основными частями двигателя переменного тока являются статор и ротор.

Статор двигателя переменного тока подает переменный ток на катушки внутри него и при этом генерирует вращающееся магнитное поле. Ротор, как следует из названия, вращается внутри катушек электродвигателя и соединен с выходным валом, который создает крутящий момент вращающимся магнитным полем. Есть два типа двигателей переменного тока — асинхронный двигатель и синхронный двигатель.

Асинхронные двигатели и синхронные двигатели

Асинхронный двигатель использует магнитное поле на роторе, создаваемое индуцированным током. Синхронный двигатель, с другой стороны, вращается либо точно с частотой питающей сети, либо с долей, кратной частоте питающей сети. Таким образом, синхронный двигатель может работать с прецизионной частотой питающей сети, потому что ему не нужна индукция, и потому что его магнитное поле создается током, подаваемым через постоянный магнит или через контактные кольца.Таким образом, синхронные двигатели работают быстрее асинхронных двигателей, поскольку их скорость уменьшается из-за скольжения асинхронного двигателя.

Более пристальный взгляд на двигатели постоянного тока и их уникальность

Как следует из их названия, двигатели постоянного тока питаются от постоянного тока (DC) и относятся к типам электродвигателей, которые считаются машинами с механической коммутацией. Двигатели постоянного тока содержат индуцированную напряжением вращающуюся обмотку якоря, а также невращающуюся обмотку каркаса поля якоря, которая представляет собой постоянный магнит или статическое поле.

В них используются различные соединения двигателя обмотки возбуждения и якоря для обеспечения различного регулирования крутящего момента и скорости. В отличие от электродвигателей переменного тока, скорость электродвигателя постоянного тока можно регулировать изнутри обмотки, регулируя ток корпуса возбуждения или регулируя напряжение, подаваемое на якорь электродвигателя постоянного тока.

Большинство выпускаемых сегодня двигателей постоянного тока рассчитаны на управление с помощью промышленных электронных приводов постоянного тока. В основном они используются в более крупном оборудовании, таком как прокатные станки для сталеплавильных заводов или бумагоделательные машины.

Какой из этих двух типов электродвигателей вам подходит?

Двигатели переменного тока

часто используются в приложениях, где требуется мощность в течение более длительных периодов времени. И наоборот, двигатели постоянного тока часто встречаются в приложениях, где скорость двигателя должна регулироваться извне. Все двигатели постоянного тока являются однофазными двигателями, тогда как двигатели переменного тока могут быть однофазными или трехфазными. Комбинация двигателя переменного тока и привода — наиболее экономичный выбор для большинства приложений.

№ 1 Подрядчик по ремонту дизельного и электромеханического оборудования

У вас есть еще вопросы об этих двух типах двигателей? Компания PCE имеет более чем 40-летний опыт работы с электродвигателями и генераторами, а также с дизельными двигателями.Мы предлагаем готовые решения для наших клиентов, среди которых ВМС США. Позвольте нам показать вам наш опыт. Звоните нам!

Общие типы электродвигателей

Электродвигатель — это электрическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Механическая сила может использоваться для вращения вентиляторов, миксера, конвейеров или шин электромобиля. Электродвигатель — это рабочая лошадка в отрасли передачи электроэнергии.

Все двигатели обладают определенными характеристиками, поэтому мы можем классифицировать их на основе конкретных характеристик или стандартов.

Двигатели, используемые в Северной Америке, чаще всего соответствуют стандартам NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования). Обычно называемые двигателями NEMA. Практически во всем остальном мире используется метрическая версия, называемая SI или международным стандартом, известная как стандарты IEC. Часто называют двигателями IEC. NEMA использует лошадиные силы и дюймы, IEC использует миллиметры и киловатты

.

Мы классифицируем 2 типа электродвигателей в зависимости от источника питания:

• Двигатели постоянного или постоянного тока
• Двигатели переменного или переменного тока

Двигатели постоянного тока Двигатели постоянного тока

были первой разновидностью двигателей, широко используемых, поскольку они могли питаться от существующих систем распределения электроэнергии постоянного тока.Они обычно снабжены постоянными магнитами в их статической части, но есть и другие, которые содержат электромагниты вместо постоянных магнитов в своем статоре. Скорость двигателя постоянного тока можно регулировать в широком диапазоне, используя либо переменное напряжение питания, либо изменяя силу тока в его обмотках возбуждения. Небольшие двигатели постоянного тока используются в игрушках, инструментах и ​​приспособлениях.

Двигатели переменного тока

Переменный ток, это означает, что ток вместо того, чтобы течь в одном направлении, движется вперед и назад, меняет направление с определенной частотой в герцах.В большинстве стран в качестве частоты переменного тока используется 50 Гц (50 Гц или 50 циклов в секунду). Лишь немногие используют 60 Гц. Стандарт в США — электричество переменного тока частотой 60 Гц.

Мы классифицируем 2 основных типа двигателей переменного тока в соответствии с фазой:

Однофазный двигатель

Однофазный двигатель работает от однофазного источника питания. Они содержат два типа проводки: горячую и нейтральную. Их мощность может достигать 3 кВт.Их можно использовать в основном в домах, офисах, магазинах и небольших непромышленных компаниях, а также во многих других устройствах, таких как дрели, кондиционеры и системы открывания и закрывания гаражных ворот.

Трехфазный двигатель

Трехфазный двигатель работает от трехфазного источника питания. Они управляются тремя переменными токами одинаковой частоты, которые достигают максимума в переменные моменты времени. Они могут иметь мощность до 300 кВт и скорость от 900 до 3600 об / мин.Из-за высокой эффективности и низкой стоимости трехфазный двигатель переменного тока является наиболее часто используемым двигателем в промышленных приложениях.

Мы также можем классифицировать двигатели по типу корпуса. Мы расскажем об этом в другой статье.
Читайте здесь: Самые распространенные типы корпусов электродвигателей

Применение электродвигателей

Электричество — это наиболее экономичный способ передачи энергии на очень большие расстояния по проводам.Однако практически невозможно использовать электричество напрямую, например, для перекачивания воды, для чего требуется механическая энергия. В этом случае нам необходимо производить механическую энергию из электричества так или иначе, чтобы выполнять механическую работу. По этой причине мы используем электродвигатели, которые потребляют электричество на входе и выдают механическую энергию на выходе.

Ознакомьтесь с некоторыми приложениями, в которых требуются электродвигатели:

• Промышленное использование — Существуют различные процессы во всех отраслях промышленности, в которых нам требуется механическая энергия от электродвигателей, например смешивание, подъем, вытягивание и т. Д.

• Домашнее хозяйство — Для комфортной жизни мы полагаемся на многие электрические приборы, для которых требуются электродвигатели, такие как кондиционер, электрические вентиляторы, пылесос, водяной насос, кофемолка, миксер и т. Д.

Не стесняйтесь: Свяжитесь с нами , если у вас есть какие-либо вопросы, вам нужна дополнительная информация или если вы заинтересованы в покупке электродвигателей.

HVH Industrial Solutions является авторизованным дистрибьютором следующих производителей электродвигателей: Elektrim Motors, Aurora Motors, Worldwide Electric , Rossi . Мы тесно сотрудничаем с их инженерными командами, чтобы обеспечить превосходное обслуживание и поддержку клиентов.

Сделать запрос

---

Владимир Арутюнян

Владимир Арутюнян — основатель HVH Industrial.Он имеет степень магистра машиностроения и более 10 лет опыта работы в области передачи механической энергии.

Не стесняйтесь связываться с Владом на Linkedin: https://www.linkedin.com/in/vladharut

---

---

типов двигателей | Креативные технологии

Вы собираетесь использовать плату Arduino для управления двигателями.Многие электронные устройства с движущимися частями содержат двигатели, например принтеры, автомобильные игрушки, электронные зубные щетки. Хотя существует множество различных типов двигателей, в основном вы найдете следующие три типа двигателей:

Двигатели постоянного тока

Если вам нужно что-то вращать, но не нужна точность, вы захотите использовать этот двигатель. Вентилятор внутри компьютера, который вы используете, является примером двигателя постоянного тока. Вы также можете найти действительно маленький в своем мобильном телефоне. Это двигатель постоянного тока, который вызывает вибрацию, вращая утяжеленный диск.

Двигатель постоянного тока может свободно вращаться в обоих направлениях, но его очень трудно контролировать, когда дело касается скорости или положения. Нелегко заставить его останавливаться с высокой точностью. Поставляется с двумя кабелями: силовым и заземляющим. Обратите внимание, что обычно цифровой вывод Arduino не может питать двигатель постоянного тока.

Кабели могут быть подключены к земле или к цифровому выводу. Установите цифровой штифт на HIGH , чтобы он двигался, и на LOW , чтобы он остановился. Чтобы повернуть против часовой стрелки, поменяйте местами соединения проводов.

Можно управлять скоростью двигателя постоянного тока с помощью транзистора и метода, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). С несколькими транзисторами, расположенными на H-мосте, вы даже можете управлять направлением без физического изменения соединений.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели

используются в электронике, где важна высокая точность, например, в сканерах и принтерах. Шаговый двигатель, в отличие от двигателя постоянного тока, может быть очень точным как по положению, так и по скорости.

Полное вращение шаговых двигателей делится на одинаковые большие шаги, и вы можете управлять остановкой двигателя на каждом из этих шагов. Шаги измеряются в градусах, обычно 1,8, 3,6 или 7,2. Чем меньше ступеньки, тем точнее. Это делает его очень полезным, когда требуется повторное позиционирование.

Однако шаговые двигатели никогда не будут такими быстрыми по сравнению с двигателями постоянного тока. Обычно он имеет 4 или более проводов и для работы обычно требуется более 5 вольт. Это означает, что он не может питаться от Arduino, но мы можем использовать внешний источник питания.

Серводвигатели

Серводвигатели часто используются в робототехнике и игрушках. Это тот тип двигателей, который вы собираетесь использовать в своем проекте, потому что они просты в подключении и управлении с Arduino. У них есть три провода: один для питания, один для заземления и один для управляющего сигнала.

Есть два типа: сервопривод стандартного вращения и сервопривод непрерывного вращения. Стандартный сервопривод вращения может вращаться на 180 градусов с такой же точностью, как и шаговые двигатели.Сервопривод непрерывного вращения похож на двигатель постоянного тока и может вращаться в обоих направлениях, но не так быстро. Вы можете управлять скоростью и направлением без использования транзисторов.

Тип двигателей | Бэй Мотор Продактс

Двигатель с экранированными полюсами

Двигатели с экранированными полюсами являются оригинальным типом однофазных асинхронных двигателей переменного тока. Также называется однофазным асинхронным двигателем, просто подключив его к одной линии напряжения, и для его вращения требуется внешний конденсатор.Различные типы однофазных асинхронных двигателей различаются в зависимости от метода их запуска. Четыре основных типа — это разделенная фаза, конденсаторный запуск, постоянный разделенный конденсатор и конденсаторный запуск / работа конденсатора.

Электродвигатель с разделенной фазой

Двигатель с расщепленной фазой использует переключающее устройство для отключения пусковой обмотки, когда двигатель достигает 75% своей номинальной скорости. Хотя этот тип имеет простую конструкцию, что делает его менее дорогим для коммерческого использования, он также имеет низкие пусковые моменты и высокие пусковые токи.

Конденсаторный пусковой двигатель

Конденсаторный пусковой двигатель — это конденсаторный двигатель с расщепленной фазой, в котором конденсатор включен последовательно с пусковой обмоткой для создания большего пускового момента. Этот двигатель более дорогой из-за необходимых коммутационных и конденсаторных компонентов.

Постоянный разделенный конденсатор

Двигатель с постоянным разделенным конденсатором не имеет пускового переключателя. Для этого типа конденсатор постоянно подключен к обмотке пускателя. Поскольку для этого требуется конденсатор для непрерывного использования, он не обеспечивает пусковую мощность, поэтому пусковые моменты обычно малы.Эти двигатели не будут работать при высоких пусковых нагрузках. Однако они имеют низкие пусковые токи, более тихую работу и более высокий срок службы / надежность, что делает их хорошим выбором для высоких циклов. Они также являются наиболее надежными конденсаторными двигателями из-за отсутствия пускового переключателя. Различные конструкции обеспечивают более высокий КПД и коэффициент мощности при номинальных нагрузках.

Конденсаторный пуск / Конденсаторный двигатель

Конденсаторный пусковой / конденсаторный двигатель имеет как пусковой, так и пусковой конденсатор в цепи.После достижения полного пуска пусковой конденсатор отключается. Этот тип двигателя имеет более высокий пусковой ток, меньшие токи нагрузки и более высокий КПД. Недостатком является стоимость двух конденсаторов и переключающего устройства. Надежность также играет важную роль в механизме переключения.

Технология

Для сравнения, эти типы асинхронных двигателей с разделенным сопротивлением обеспечивают пусковой крутящий момент от низкого до среднего, и это ограничивает их применениями с низким энергопотреблением, для которых они лучше всего подходят.В этих двигателях используется одна вспомогательная обмотка меньшего размера, чем обычно, что создает более низкую скорость индукции и гораздо более высокое сопротивление, чем в других типах. Такие простые модели можно использовать только при небольшой нагрузке и небольшом пусковом приводе.

Для некоторых применений, таких как небольшие вентиляторы, шлифовальные машины и нагреватели, не требуются более высокие пусковые моменты, но в большинстве случаев, чем больше крутящий момент при запуске двигателя, тем большую нагрузку можно приложить к машине. Однофазный двигатель с высоким пусковым крутящим моментом часто бывает дороже, чем более простые двигатели с разделенной индукцией.Однако разница в мощности может окупиться для разных промышленных нужд. От однофазного двигателя с высоким пусковым моментом можно ожидать другого уровня производительности, это может сэкономить время и энергию.

Переменные токи, протекающие в однофазном двигателе, одновременно достигают своих пиковых значений; это составляет одну единственную фазу. В трехфазных системах пиковые значения тока достигаются последовательно, в три отдельных этапа. По сравнению с трехфазными системами, эти двигатели не обладают таким же высоким КПД, но могут работать бесконечно долго при минимальном техническом обслуживании.

Электродвигатели асинхронные

имеют разные классификации в зависимости от источника электроэнергии и типа конструкции. Двигатели асинхронного типа, также называемые асинхронными двигателями, работают на переменном токе (AC), создаваемом электромагнитной индукцией, в отличие от коммутаторов, обычно используемых в других типах двигателей переменного тока. Асинхронные двигатели используются в промышленности, а также в стандартных устройствах, таких как холодильники, стиральные машины, посудомоечные машины и сушилки для одежды.

Электродвигатели индукционного типа были первоначальным двигателем переменного тока, который должен был быть создан; Никола Тесла придумал прототип в 1883 году. Эти асинхронные двигатели имеют очень простую конструкцию и управление по сравнению с современными двигателями переменного тока, но они по-прежнему очень прочные, тихие и долговечные. Асинхронные двигатели отличаются тем, что они используют индуцированный ток в роторе для создания вращательного движения.

Асинхронные двигатели

состоят из двух простых частей: статора с медной обмоткой и узла якоря или ротора.Обмотки статора удерживаются в пазах вокруг статора с соблюдением баланса между количеством северных и южных полюсов. Сборка ротора производится в нескольких вариантах: роторы с короткозамкнутым ротором, роторы с контактным кольцом и роторы со сплошным сердечником.

Эти двигатели лучше всего подходят для нужд малой мощности и приложений, где было бы неэффективно использовать более мощные механизмы. Многие однофазные двигатели идеально подходят для применений с низким моментом инерции, в то время как другие спроектированы для удовлетворения требований к высокому пусковому крутящему моменту.

Типы двигателей в управлении движением

Возможно, мы не производим двигатели на ADVANCED Motion Controls, но мы работаем с ними каждый день и создаем сервоприводы, чтобы они работали, так что можно сказать, что мы кое-что о них знаем. Мы очень гордимся тем, что можем обслуживать любое приложение, а это означает, что у нас есть привод практически для любого типа двигателя, который вы можете найти. Какие есть моторы и где они используются?

Серводвигатели

В общем, все серводвигатели относятся к двигателям с постоянными магнитами, у которых есть постоянные магниты либо в статоре (часть, которая остается неподвижной), либо в роторе (часть, которая вращается в середине статора).Однако со временем границы того, что такое серводвигатель, а что нет, стали немного размытыми. Эта неоднозначность частично связана с расширением использования сервоприводов помимо сервоуправления.

Десятилетия назад сервоприводы лишь усиливали командный сигнал, отсюда и их альтернативное название — сервоусилители. По мере развития технологии управления движением инженеры обнаружили, что сервоусилители можно модифицировать и настраивать для управления другими типами двигателей так же, как они управляют серводвигателями.Сегодняшние сервоприводы гораздо более универсальны и могут быть легко сконфигурированы для самых разных типов двигателей, но при этом в их названии все еще сохраняется слово «сервопривод».

Серводвигатели

используются в миллионах приложений — от транспортных средств с дистанционным управлением до фрезерных станков с ЧПУ и хирургических роботов. Серводвигатели популярны по ряду причин, включая их энергоэффективность и небольшие размеры. Но самое главное, они могут предложить очень точное управление, когда у них есть устройство обратной связи и сервопривод. ADVANCED Приводы Motion Controls способны управлять практически любым серводвигателем, который вы можете найти.

Матовый DC (однофазный)

Электродвигатели постоянного тока с щеточным покрытием — это, пожалуй, самый простой тип электродвигателей. У вас есть постоянные магниты, закрепленные в статоре, и витки проволоки в роторе. Когда электрический ток проходит через катушки, магнитное поле создает силу, которая заставляет ротор двигаться. Вопрос в том, как постоянно подавать постоянный ток на вращающийся объект, чтобы провода не запутались? Ответ — токопроводящие щетки и коммутатор.

Коммутатор представляет собой круглую деталь с металлическими точками контакта, подключенными к каждой петле катушки ротора. Электропроводящие щетки не похожи на щетки для волос; Обычно они представляют собой кусочки графитовой смеси, которые подпружинены для электрического контакта с коммутатором двигателя, когда он вращается для обеспечения электрического тока. Они предлагают отличные характеристики по экономичной цене. Однако один недостаток заключается в том, что физический контакт между щетками и коммутатором создает трение, которое изнашивает щетки и со временем создает множество частиц пыли.Из-за этого щеточные двигатели более подвержены затратам на техническое обслуживание в течение длительного периода времени, чем их бесщеточные аналоги, несмотря на более низкие начальные затраты. Для недорогих приложений, приложений с коротким сроком службы или приложений, где двигатель легко доступен для ремонта или замены, щеточный двигатель постоянного тока может помочь.

Управление серводвигателем

— это наша игра, поэтому каждый сервопривод ADVANCED Motion Controls может работать с щеточным двигателем постоянного тока, конечно, при условии, что он находится в соответствующем диапазоне мощности.

Бесщеточный DC (трехфазный)

Бесщеточные двигатели используют противоположный подход, чем щеточные двигатели. Они помещают в ротор постоянные магниты и пропускают электричество через статор. Механического коммутатора больше нет. Вместо этого три фазы двигателя статора питаются постоянным током, а их катушки взаимодействуют с магнитным полем от магнитов ротора. Благодаря чередованию, какая из двух фаз двигателя активна одновременно, управляемым образом, магнитные поля заставляют ротор вращаться.

Бесщеточные двигатели

постоянного тока обычно стоят дороже, чем их щеточные аналоги. Однако уменьшенный механический контакт (также известный как отсутствие щеток) в бесщеточных двигателях постоянного тока означает отличное рассеивание тепла, меньшую потребность в техническом обслуживании и более высокий электрический КПД, что в конечном итоге может снизить затраты.

Для применений, в которых двигатель может быть труднодоступным для обслуживания или требуется более высокая эффективность, чем щеточный двигатель, трехфазный бесщеточный двигатель постоянного тока может быть подходящим вариантом.

Бесщеточные серводвигатели легко управляются с нашими продуктами. За некоторыми исключениями, все наши активно продаваемые сервоприводы могут работать с бесщеточными двигателями постоянного тока.

Бесщеточный AC

Бесщеточные серводвигатели переменного тока, также известные как синхронные двигатели с постоянными магнитами или PMAC, невероятно эффективны. Как и в бесщеточных двигателях постоянного тока, электрический ток проходит через статор, а постоянные магниты находятся в роторе.

В наши дни разница заключается не в самих двигателях при сравнении бесщеточных двигателей переменного тока с бесщеточными двигателями постоянного тока, а в том, как они управляются сервоприводом.В бесщеточном переменном токе ток постоянно проходит через три фазы, но чередуется взад и вперед по синусоиде, как если бы вы видели источник переменного тока из стены. Это явление создает чистое вращающееся магнитное поле, вращающееся гораздо более плавно, чем магнитное поле, достигаемое путем включения и выключения фаз двигателя в бесщеточном двигателе постоянного тока.

Как и бесщеточные двигатели постоянного тока, они редко требуют обслуживания из-за отсутствия механических щеток. Недостатком бесщеточных двигателей переменного тока по сравнению с бесщеточными двигателями постоянного тока (и асинхронными двигателями переменного тока, которые будут рассмотрены позже) является их еще большая начальная стоимость.Однако их эффективность и минимальные затраты на обслуживание могут компенсировать это в долгосрочной перспективе.

Сервоприводы

AMC DigiFlex Performance и FlexPro могут быть сконфигурированы для работы безщеточных двигателей переменного тока при наличии устройства обратной связи.

Другие роторные двигатели

Шаговый

Шаговые двигатели похожи на бесщеточные двигатели, но движение определяется пошагово. Как это достигается? Ротор и статор имеют форму «зубьев», но, в отличие от шестерен, зубья не входят в зацепление — они используются для магнитной центровки.В статоре меньше зубцов, чем в роторе, поэтому не все зубья можно выровнять одновременно. При намагничивании различных фаз статора, например северной или южной, ротор будет очень немного сдвигаться, чтобы выровняться или противодействовать активным фазам.

Даже с двумя или тремя фазами двигателя, шаговые двигатели могут двигаться с очень строго контролируемыми приращениями с каждым шагом, который может быть меньше одного градуса движения. Благодаря полушагу (чередование между использованием 1 и 2 согласованных фаз одновременно) и микрошагу (более постепенное включение и выключение фаз) разрешение можно увеличить вдвое за счет крутящего момента.Благодаря этому шаговые двигатели отлично подходят для высокоточных приложений.

Вы видите управление шаговым двигателем в принтерах (2D и 3D), оптике, низкопроизводительных настольных станках с ЧПУ, компьютерных компонентах, объективах камер и других устройствах, которым требуется точное управление положением. ADVANCED Элементы управления движением Сервоприводы FlexPro и DigiFlexPerformance могут работать с шаговыми двигателями с обратной связью. Это означает, что двигателям нужна обратная связь от энкодера, чтобы сервоприводы могли управлять ими как серводвигателями.

Индукция переменного тока

Изобретенные Николой Тесла асинхронные двигатели, возможно, являются наиболее распространенным типом двигателей в мире.В отличие от других роторных двигателей, которые мы обсуждали, асинхронные двигатели переменного тока не используют постоянные магниты ни в статоре, ни в роторе.

Как и бесщеточные серводвигатели переменного тока, они используют трехфазную петлевую структуру переменного тока, которая создает чистое вращающееся магнитное поле. Однако вместо того, чтобы использовать поле для перемещения постоянных магнитов в роторе, магнитный поток индуцирует ток в роторе, который выполнен в конструкции с короткозамкнутым ротором. Затем этот ток создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем статора и заставляет ротор вращаться.В некотором смысле ротор постоянно пытается догнать вращающееся магнитное поле статора. Разница в скорости называется скольжением.

Скорость асинхронного двигателя переменного тока можно регулировать, просто регулируя частоту переменного тока. Кроме того, использование переменного тока в отличие от постоянного тока само по себе может сделать эти двигатели очень привлекательными для приложений с очень большой мощностью. Как результат. Асинхронные двигатели переменного тока обычно используются в больших устройствах, таких как краны, лифты, электромобили и другое тяжелое оборудование.Все цифровые сервоприводы ADVANCED Motion Controls могут работать с векторными двигателями с замкнутым контуром, в основном с асинхронными двигателями переменного тока с обратной связью от энкодера.

Невращающиеся двигатели

Не все приложения для управления движением включают вращение чего-либо или сочленение суставов.

Линейные двигатели

Линейные двигатели можно рассматривать как «развернутые» бесщеточные двигатели постоянного тока, в которых статор и ротор меняются местами. Есть длинная дорожка из постоянных магнитов, чередующихся по полярности, и движущаяся каретка с тремя фазами катушек.Направление тока через эти катушки намагничивает фазы север или юг, что соответственно тянет или толкает его по моторной дорожке.

Эти двигатели используются в приложениях, где требуется точное и высокоскоростное линейное движение, например, в промышленных 3D-принтерах или демонстрациях AMC по метанию мяча. Они могут быть ориентированы горизонтально, вертикально или под углом. Однако эти функции в буквальном смысле имеют свою цену; линейные двигатели намного дороже, чем другие типы двигателей.

Все ADVANCED Цифровые сервоприводы DigiFlex Performance и FlexPro могут работать с линейными двигателями.

Линейный привод

Линейные приводы являются альтернативой линейным двигателям. Технически это не совсем другой тип двигателя. Это роторный двигатель, такой как сервопривод, асинхронный или шаговый двигатель, соединенный с шарико-винтовым механизмом для создания линейного движения. Поскольку эта конструкция очень чувствительна к люфту, двойная обратная связь часто используется, когда требуется точность. В контурах используется одно устройство обратной связи на роторном двигателе и одно устройство на линейно-подвижном элементе.

Линейные приводы используются во многих устройствах, таких как большие торговые машины, настольные 3D-принтеры и большие портальные системы. Обычно они являются менее дорогостоящей альтернативой линейным двигателям постоянного тока, компромиссом являются более низкие максимальные скорости и больше места, необходимого для интеграции (из-за роторного двигателя). Однако система управления движением с линейным приводом может быть невероятно эффективной и создавать большие силы, чем системы с линейным двигателем.

Звуковые катушки

Звуковые катушки — это однофазные линейные двигатели с ограниченным ходом менее одного электрического цикла.Они полезны своей скоростью отклика, точностью и аккуратностью.

Звуковые катушки чаще всего встречаются в аудиоколонках. Возвратно-поступательное движение в сочетании с коротким диапазоном движения и точностью позволяет звуковым катушкам создавать вибрации, которые создают слышимый шум от электрических сигналов. В приложениях управления движением двигатели со звуковой катушкой используются для линейного движения в коротком диапазоне, например, в машинах для ускоренных испытаний на ресурс, где материалы могут подвергаться множеству циклов деформации контролируемым образом, в устройствах активного демпфирования, в которых груз может быстро перемещаться вперед и назад. противодействовать нежелательной вибрации или любому короткоходному позиционированию, где требуются высокая скорость и точность.

Использование сервопривода для управления звуковой катушкой аналогично щеточному управлению серводвигателем постоянного тока, основное отличие состоит в том, что движение является линейным, а не вращательным. В случае управления серводвигателем ток пропорционален крутящему моменту, тогда как в управлении звуковой катушкой ток пропорционален силе. И поскольку все наши сервоприводы могут управлять щеточными двигателями, все они также могут управлять звуковыми катушками.

Последние мысли

Надеюсь, этот блог даст вам представление о различных типах двигателей и о том, как их можно использовать.Если вы не уверены, какой двигатель вам нужен для вашего приложения управления движением, свяжитесь с нами. Опять же, мы не производим моторы, но мы знаем все аспекты управления движением и более чем рады дать рекомендации. Мы будем работать с вами, чтобы создать решение для управления движением, которое удовлетворит все потребности вашего приложения.

Джексон Маккей, инженер по маркетингу

В чем разница между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока?

Между двигателями переменного и постоянного тока существует много различий.Наиболее очевидное различие — это тип тока, который каждый двигатель превращает в энергию: переменный ток в случае двигателей переменного тока и постоянный ток в случае двигателей постоянного тока. Двигатели переменного тока известны своей повышенной выходной мощностью и эффективностью, в то время как двигатели постоянного тока ценятся за их регулировку скорости и диапазон выходной мощности. Двигатели переменного тока доступны в одно- или трехфазной конфигурации, тогда как двигатели постоянного тока всегда однофазные.

Подробнее о электродвигателях переменного тока

В двигателе переменного тока энергия поступает из магнитных полей, создаваемых через катушки, намотанные вокруг выходного вала.Двигатели переменного тока состоят из нескольких частей, включая статор и ротор. Двигатели переменного тока эффективны, долговечны, бесшумны и универсальны, что делает их жизнеспособным решением для многих потребностей в производстве электроэнергии.

К двум типам двигателей переменного тока относятся:

• Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота тока питания, что и дало ему название. Синхронные двигатели состоят из статора, ротора и синхронных двигателей, которые используются в широком спектре приложений.
• Индукция: Асинхронные двигатели — это самые простые и надежные электродвигатели на рынке. Эти электродвигатели переменного тока состоят из двух электрических узлов: статора с обмоткой и узла ротора. Электрический ток, необходимый для вращения ротора, создается за счет электромагнитной индукции, создаваемой обмоткой статора. Асинхронные двигатели являются одними из наиболее часто используемых типов двигателей в мире.

Электродвигатели переменного тока используются в ряде приложений, включая насосы для предприятий общественного питания, водонагреватели, оборудование для газонов и сада и многое другое.

Подробнее о двигателях постоянного тока

Энергия, используемая двигателем постоянного тока, поступает от батарей или другого генерируемого источника энергии, обеспечивающего постоянное напряжение. Двигатели постоянного тока состоят из нескольких частей, наиболее известными из которых являются подшипники, валы и редуктор или шестерни. Двигатели постоянного тока обеспечивают лучшее изменение скорости и управление, а также обеспечивают больший крутящий момент, чем двигатели переменного тока.

К двум типам двигателей постоянного тока относятся:

• Матовый: Один из самых старых типов двигателей, щеточные двигатели — это электродвигатели с внутренней коммутацией, работающие от постоянного тока.Щеточные двигатели состоят из ротора, щеток, оси, а заряд и полярность щеток управляют направлением и скоростью двигателя.
• Бесщеточный: В последние годы бесщеточные двигатели приобрели популярность во многих сферах применения, в основном из-за их эффективности. Бесщеточные двигатели устроены так же, как и щеточные двигатели, за исключением, конечно, щеток. Бесщеточные двигатели также включают специализированную схему для управления скоростью и направлением. В бесщеточных двигателях вокруг ротора установлены магниты, что повышает эффективность.

Двигатели постоянного тока используются в широком диапазоне применений, включая электрические инвалидные коляски, ручные распылители и насосы, кофеварки, внедорожное оборудование и многое другое.