Электромотор | это… Что такое Электромотор?

ТолкованиеПеревод

Электромотор

Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD-плееру, к игрушке, к дисководу)

Электрический двигатель — это, электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.

Классификация электродвигателей

• Двигатель постоянного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется постоянным током;
  • Коллекторные двигатели постоянного тока. Разновидности:
    • С возбуждением постоянными магнитами;
    • С параллельным соединением обмоток возбуждения и якоря;
    • С последовательным соединением обмоток возбуждения и якоря;
    • Со смешанным соединением обмоток возбуждения и якоря;
  • Бесколлекторные двигатели постоянного тока (вентильные двигатели) с электронным переключателем тока;

Вращающееся магнитное поле

• Двигатель переменного тока — электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током, имеет две разновидности:
  • Синхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полем питающего напряжения;
  • Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением.

• Однофазные — запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь
• Двухфазные — в том числе конденсаторные.
• Трёхфазные
• Многофазные

• Шаговые двигатели — Электродвигатели, которые имеют конечное число положений ротора. Заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие.

• Вентильные двигатели — Электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора (ДПР), системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора).

• Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — коллекторный электродвигатель, который может работать и на постоянном токе и на переменном токе.

Из-за связи с низкой частотой сети (50 Герц) асинхронные и синхронные двигатели имеют больший вес и размеры, чем коллекторный двигатель постоянного тока и универсальный коллекторный двигатель той же мощности. При применении выпрямителя и инвертора с частотой значительно большей 50 Гц вес и размеры асинхронных и синхронных двигателей приближаются к весу и размерам коллекторного двигателя постоянного тока и универсального коллекторного двигателя той же мощности.

Синхронный двигатель с датчиком положения ротора и инвертором является электронным аналогом коллекторного двигателя постоянного тока.

История.

Принцип преобразования электрической энергии в механическую энергию электромагнитным полем был продемонстрирован британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 и состоял из свободно висящего провода, окунающегося в пул ртути. Постоянный магнит был установлен в середине пула ртути. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Этот двигатель часто демонстрируется в школьных классах физики, вместо токсичной ртути используют рассол. Это — самый простой вид из класса электрических двигателей. Последующим усовершенствованием является Колесо Барлова. Оно было демонстрационным устройством, непригодным в практических применениях из-за ограниченной мощности.

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Синонимы:

двигатель, мотор, электровибродвигатель, электродвигатель, электродвижок, электромикродвигатель

• Электромоторчик
• Электрон-вольт

Полезное

7.3: Электромоторы постоянного тока

Приводы — это механизмы, которые используются для воздействия на окружающую среду, обычно для перемещения механизмов или систем и управления ими. Приводы заставляют двигаться все элементы соревновательного робота, которые могут двигаться. Наиболее распространенным типом привода является электромотор, в частности, в роботах VEX используются электромоторы постоянного тока.

Электромоторы преобразуют электрическую энергию в механическую энергию путем использования электромагнитных полей и вращающихся проволочных катушек.

При вводе напряжения в электромотор, последний выводит установленное количество механической мощности. Механическая мощность рассматривается как выход электромотора (обычно это ось, разъем или передача), вращающегося с определенной скоростью и при определенном крутящем моментe.

Нагружение электромотора

Электромоторы выводят крутящий момент только в ответ на нагружение. При отсутствии нагружения на выходе, электромотор будет вращаться очень быстро при нулевом крутящем моменте. Этого никогда не происходит в реальной жизни, так как в системе электромотора всегда присутствует трение, выполняющее роль нагрузки и заставляющее электромотор выводить крутящий момент для его преодоления. Чем больше нагрузка на электромотор, тем больше он «сопротивляется» с помощью противодействующего крутящего момента. Тем не менее, так как электромотор выводит заданное количество мощности, чем больше крутящий момент, выводимый электромотором, тем меньше его вращательная скорость.

Чем больше работы должен произвести электромотор, тем медленнее он вращается. Если нагрузка на электромотор будет продолжать увеличиваться, в результате она превысит возможности электромотора и последний перестанет вращаться. Это называется «остановом».

Потребление электроэнергии

Электромотор потребляет определенное количество электрического тока (выражаемого в Амперах), которое зависит от количества приложенной к нему нагрузки. При повышении нагрузки на электромотор, потребление электроэнергии электромотором увеличивается пропорционально повышению производимого им крутящего момента.

Как показано на графике выше, ток прямо пропорционален нагружающему моменту (крутящий момент нагрузки). Чем больше нагружающий момент, тем больше потребление электроэнергии, при этом ток частота вращения обратно пропорциональны друг другу. Чем быстрее вращается электромотор, тем меньше электроэнергии он потребляет.

Ключевые характеристики электромотора

Электромоторы отличаются друг от друга и обладают различными свойствами, в зависимости от типа, конфигурации и способа производства. Существуют четыре основные характеристики, которыми обладают все электромоторы постоянного тока, используемые в соревновательной робототехнике.

Заданный крутящий момент (Н-м) — количество нагрузки, при приложении которого к электромотору последний перестанет двигаться.

Свободная скорость (об/мин) — максимальная частота вращения электромотора, работающего без нагрузки.

Ток заторможенного электромотора (Ампер) — количество электрического тока, потребляемого остановленным электромотором.

Свободный ток (Ампер) — количество электрического тока, потребляемого электромотором, работающим без нагрузки.

На этих взаимосвязях основывается концепция мощности. При заданном нагружении, электромотор может вращаться только с определенной скоростью.

Линейная и пропорциональная природа представленных выше взаимосвязей позволяет легко составлять графики «крутящий момент — скорость» и «крутящий момент — ток» для любого электромотора путем экспериментального определения двух точек на каждом графике.

Изменение мощности за счет напряжения

Выходная мощность электромотора постоянного тока зависит от входного напряжения. Это означает, что чем больше входное напряжение, тем больше мощности производится и тем быстрее может работать электромотор.

Если электромотор имеет заданное нагружение, что будет происходить при повышении напряжения (в результате увеличения мощности)? Электромотор будет вращаться быстрее! Для выполнения того же объема работы доступно большее количество мощности.

Это означает, что характеристики электромотора, приведенные выше, изменяются в зависимости от входного напряжения электромотора, поэтому их значения необходимо устанавливать при заданном напряжении (при испытаниях с напряжением 12 В). Эти четыре характеристики изменяются пропорционально входному напряжению. Например, если свободная скорость электромотора составляет 50 об/мин при напряжении 6 В, при удваивании напряжения до 12 В свободная скорость также удваивается и принимает значение 100 об/мин.

Значения этих характеристик при определенном напряжении могут быть рассчитаны в том случае, если известны их значения при другом напряжении, путем умножения известного значения на коэффициент значений напряжения. Этот подход не применим к определению свободного тока электромотора, так как его значение остается постоянным при любом напряжении.

Новое значение = Определенное значение х (Новое значение/Определенное значение)

Из примера выше видно, что свободная скорость электромотора составляет 50 об/мин при напряжении 6 В. Проектировщик планирует использовать электромотор при напряжении 8 В. Какова будет свободная скорость электромотора при этом напряжении?

Свободная скорость @ 8 В = Свободная скорость @ 6 В x (8 В / 6 В) = 50 об/мин x (8/6) = 66,66 об/мин

 

Как можно использовать изменение напряжения в управлении роботом? Электромоторы робота представляют собой не просто устройства, работающие по системе «вкл/откл». Проектировщик робота может изменять напряжение электромотора, работающего при нагрузке, для получения различных значений мощности и скорости.

Для этого используются моторные контроллеры, регулирующие напряжение, поступающее к электромоторам.

Предельные значения и расчеты для электромотора

Означает ли это, что проектировщик может продолжать увеличивать напряжение электромотора до тех пор, пока последний не сможет выводить количество мощности, достаточное для выполнения задачи? Не совсем так. Электромоторы имеют ограничения. С одной стороны, приобретенная мощность будет слишком большой для электрических обмоток (как правило, обмотка начнет гореть, выделяя белый дым). К счастью, электромоторы VEX лишены подобных проблем, так как снабжены встроенными тепловыми реле, блокирующими поступление электрического тока в электромотор в случае его перегрева. Такое решение является очень удачным, так как электромотор не может перегореть, но при этом возникает новое условие для проектировщиков, выраженное в необходимости предотвращения срабатывания предохранителей электромотора. Как это сделать? Путем проектирования системы таким образом, чтобы исключить превышение установленного потребления тока электромотором за счет ограничения количества нагрузки на него.

Расчет нагрузки на руку

В примере, представленном выше, известный электромотор управляет движением руки робота при известном напряжении. В данном сценарии, какую максимальную массу может стабильно удерживать робот?

Чтобы решить эту задачу, проектировщик должен понимать, что максимальная масса, которую робот может удерживать стабильно, возникает при предельном перегрузочном моменте электромотора. Если электромотор находится в остановленном состоянии, он прикладывает к руке робота длиной 0,25 метра крутящий момент, равный 1 Н. Крутящий момент = Сила * Расстояние

Сила = Крутящий момент/Расстояние = 1 ньютон-метр/0,25 метра = 4 ньютона

Рука может удерживать до 4 ньютонов при остановленном электромоторе. При любом превышении, рука опрокинется.

Расчет крутящей нагрузки из предельного тока:

Это просто, но ситуация усложняется, когда необходимо учесть предельный ток. Например, в электромоторе из примера, представленного выше, установлен выключатель предельного тока, который сработает при потреблении свыше 2 ампер. Какова максимальная масса, которую робот может удерживать без срабатывания выключателя?

Теперь, электромотор не работает при предельном перегрузочном моменте — в режиме останова электромотор будет потреблять ток заторможенного электромотора, равный 3 амперам, что вызовет срабатывание предохранителя. Проектировщик должен выяснить, какую крутящую нагрузку должен испытывать электромотор, чтобы его потребление тока не достигало 2 ампер. Как это реализовать?

Глядя на график выше и помня о том, что взаимосвязи линейны, крутящая нагрузка при любом заданном потреблении тока может быть рассчитана с помощью уравнения.

Уравнение для линии: y = mx + b, где y — это значение по оси y, x — это значение по оси x, m — это уклон линии, и b — это место пересечения линии с осью y (точка пересечения с осью y).

Уклон линии может быть выражен как: m = (изменение по Y / изменение по X) = (ток заторможенного электромотора — свободный ток) / предельный перегрузочный момент

Точка пересечения с осью Y обозначает свободный ток.

Значение Y — это ток в заданной точке линии, и значение X — это крутящая нагрузка в этой точке.

Уравнение может быть представлено следующим образом:

Ток = ((ток заторможенного электромотора — свободны ток) / предельный перегрузочный момент) х крутящая нагрузка + свободный ток

Для крутящей нагрузки это же уравнение выглядит следующим образом:

Крутящая нагрузка = (ток — свободный ток) х предельный перегрузочный момент / (ток заторможенного электромотора — свободный ток)

С помощью параметров из примера выше может быть установлена крутящая нагрузка, при которой значение потребления тока будет равно 2 амперам.

Крутящая нагрузка = (2 ампера — 1 ампер) х 1 Н-м / (3 ампера — 1 ампер)

Крутящая нагрузка = (1,9 ампер) х 10 Н-м / (2,9 ампер)

Крутящая нагрузка = 0,655 Н-м

На основании данного расчета проектировщик может сделать вывод, что если значение крутящего момента электромотора превышает 0,655 Н-м, его потребление электричества превысит 2 ампера, при этом предохранитель сработает. Остается рассчитать количество силы, которой должна обладать рука.

Сила = Крутящий момент/Расстояние = 0,655 Н-м / 0,25 м = 2,62 Н

Если рука робота подбирает объект, масса которого превышает 2,62 Н, это спровоцирует срабатывание предохранителя.

Расчет скорости электромотора из крутящей нагрузки

В примере, представленном выше, какова скорость электромотора при предельном токе? На основании расчетов, выполненных на предыдущем этапе, проектировщик должен определить скорость электромотора при нагрузке 0,655 Н-м.

Глядя на график, изображенный выше, скорость электромотора при любой крутящей нагрузке может быть рассчитана с помощью уравнения, аналогичного уравнению для расчета потребления тока (предыдущий пример).

В этом случае, уклон линии выражается как m = (изменение по Y) / (изменение по X) = (свободная скорость) / (предельный перегрузочный момент).

Примечание: уклон имеет отрицательное значение.

Точка пересечения с осью Y обозначает свободную скорость.

Значение Y — это скорость в заданной точке линии, и значение X — это крутящая нагрузка в этой точке.

Уравнение выглядит следующим образом:

Скорость = (свободная скорость / предельный перегрузочный момент) х крутящая нагрузка + свободная скорость

С помощью параметров из примера выше может быть установлена скорость электромотора при крутящей нагрузке, равной 6,55 фунто-дюймов:

Скорость = -(100 об/мин / 1 Н-м) x 0,655 Н-м + 100 об/мин

Скорость = -(100 об/мин/Н-м) x 0,655 Н-м + 100 об/мин

Скорость = 65,5 об/мин + 100 об/мин = 34,5 об/мин

При потреблении 2 ампер тока и подъеме объекта массой 2,62 Н, электромотор будет вращаться со скоростью 34,5 об/мин при крутящей нагрузке 0,655 Н-м.

Несколько электромоторов

Если для выполнения задачи требуется больше мощности, чем может обеспечить один электромотор, у проектировщика есть три варианта действий:

1. 1. Изменить проектные требования таким образом, чтобы для выполнения задачи было достаточно меньшей мощности.
   2. Перейти на использование более мощного электромотора.
   3. Увеличить количество электромоторов.
    

Что произойдет при использовании в проекте нескольких электромоторов? Очень просто — крутящая нагрузка будет распределена между ними. При крутящем моменте 2 Н-м, каждый электромотор будет иметь крутящую нагрузку 1 Н-м и реагировать соответственно.

Это можно представить так, что электромоторы принимают на себя характеристики супер-мотора, при этом характеристики отдельных электромоторов суммируются. Суммируются значения предельного перегрузочного момента, тока заторможенного электромотора, свободного тока, при этом свободная скорость остается неизменной.

В таблице выше представлены спецификации 2-проводного электромотора VEX 393, а также спецификации при комбинировании двух электромоторов для выполнения одной задачи.

В примере выше, сколько электромоторов VEX 393 необходимо для стабильного удерживания объекта?

Крутящая нагрузка на электромоторы рассчитывается следующим образом:

Крутящая нагрузка = сила х расстояние = 22 Н х 0,25 м = 5,5 Н-м

Данную крутящую нагрузку можно сравнить с предельным перегрузочным моментом электромотора VEX 393 и определить требуемое количество.

5,5 Н-м / 1,67 Н-м = 3,29 электромоторов

Таким образом, для удержания руки в поднятом положении (пример выше) необходимо 4 электромотора.

Что такое электродвигатели и как они работают?

Электромеханический механизм, преобразующий электрическую энергию в механическую, известен как электродвигатель. Двигатель, другими словами, представляет собой устройство, создающее вращающую силу. Взаимодействие магнитных и электрических полей имеет решающее значение для работы электродвигателя, особенно в беспроводных устройствах, таких как аккумуляторные дрели.

---

Эволюция электродвигателей

Майкл Фарадей, британский физик, считается одним из самых значительных из многочисленных 19ученые 19-го века, внесшие свой вклад в открытие и разработку электродвигателей. Фарадей добился успешного вращения провода с помощью магнита и магнитного поля, создаваемого электрическим током в 1821 году. В 1831 году он разработал закон магнитной индукции, проложивший путь к значительным достижениям в области электродвигателей и генераторов.

📌 Со временем было разработано множество дополнительных форм электродвигателей, а также архитектур, которые можно назвать классическими двигателями постоянного тока.

После этого практичный электродвигатель был найден, а не изобретен в 1872 году, когда один из генераторов, выставленных на Всемирной выставке в Вене, начал вращаться сам по себе после того, как был непреднамеренно соединен с другим генератором. Это привело к осознанию того, что те же принципы, что и для генераторов, можно применить и к двигателям. Генераторы стали основой многих секторов в двадцатом веке в результате быстрого роста их практического применения.

Схема электродвигателя

Генераторы и двигатели

Генераторы преобразуют механическую энергию обратно в электрическую, тогда как электродвигатели преобразуют электрическую энергию во вращение и различные виды механической энергии.

Несмотря на противоположные задачи, двигатели и генераторы имеют много общего с точки зрения конструкции и функционирования. По правде говоря, все, что требуется, — это простой эксперимент с двумя моделями двигателей, соединенными вместе, чтобы показать, что электрический двигатель может также работать как генератор.

Эти два типа машин традиционно разрабатывались независимо друг от друга из-за различных способов их использования.

Как работают электродвигатели

Электродвигатели генерируют механическую силу вращения в якоре, расположенном на роторе или статоре, вокруг вала, используя электрический ток для создания вращающихся магнитных полей. Чтобы превратить электрическую энергию в интенсивные всплески силы и создать динамические степени скорости или мощности, многочисленные конструкции двигателей используют одну и ту же основную предпосылку.

Компоненты двигателя

Хотя электродвигатели различаются по форме и типу, многие из них состоят из следующих частей и узлов (начиная с центра и идя наружу):

✅ Обмотки
✅ Центральный вал двигателя
✅ Шариковые и роликовые подшипники (для уменьшения трения и износа)
✅ Щетки (в двигателях постоянного тока)
✅ Клеммы (размещаются на роторе, вращающейся части или статоре, неподвижном компоненте) )
✅ Промышленное применение электродвигателей
✅ Рама и торцевые щиты

Электродвигатели широко используются в промышленности. Ниже приведены примеры общего промышленного применения:

✅ Машины для тяжелых условий эксплуатации
✅ Системы ОВКВ
✅ Дробилки
✅ Насосы
✅ Токарные станки
✅ Компрессоры
✅ Вентиляторы и воздуходувки

Секционные электродвигатели

Электродвигатели различных типов

Электродвигатели имеют различные характеристики и безопасность, но они имеют различные рабочие характеристики. можно разделить на два типа: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC).

Несмотря на то, что источник питания является наиболее заметным различием между двумя типами двигателей, каждый из них имеет свой собственный набор функций и областей применения. Двигатели переменного тока способны управлять более сложным и хрупким оборудованием, тогда как двигатели постоянного тока обычно используются для питания более крупного оборудования, требующего меньшего обслуживания и контроля. Поскольку двигатели переменного тока могут создавать больший крутящий момент, многие представители отрасли считают их более мощными, чем двигатели постоянного тока.

Двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока преобразует переменный ток в механическую энергию. Асинхронные двигатели, синхронные двигатели и линейные двигатели представляют собой три типа двигателей. Двигатели переменного тока чаще всего используются в бизнесе, потому что они предлагают различные преимущества:

• Они просты в конструкции
• Они более экономичны из-за меньшего пускового расхода
• Они также прочнее и, как правило, имеют более длительный срок службы
• Требуют минимального обслуживания
• Они просты в изготовлении

Однофазные и трехфазные двигатели переменного тока представляют собой два типа двигателей переменного тока:

Однофазные двигатели имеют следующие характеристики:

• Крутящий момент определяется электрической мощностью (в кВт ).
• Количество полюсов определяет скорость вращения
• Способ крепления: фланец (В14, В5) или скобы (В3)
• Компетентность
• Поскольку они менее прочные, они менее промышленны
• Могут быть подключены к бытовой электросети

Трехфазные двигатели имеют следующие характеристики:

• Конструкция, способная передавать значительно больше электроэнергии, чем однофазный двигатель
• Их применение в промышленных условиях (около 80 процентов)
• Их применение в инфраструктуре и оборудовании, требующем много электроэнергии

Двигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока — это механизм, преобразующий электрическую энергию постоянного тока в механическую. Его работа основана на основной идее, что когда проводник с током помещается в магнитное поле, к нему прикладывается сила и создается крутящий момент. Двигатели постоянного тока также широко распространены в промышленных условиях, потому что, в зависимости от формата (см. вопрос о бесщеточных двигателях), они предлагают значительные преимущества:

🔸 Они точные и быстрые

🔸 Их скорость регулируется изменением напряжения питания

🔸 Они просты в установке, даже в мобильных (аккумуляторных) системах

🔸 Большой пусковой момент

🔸 Они быстро запускаются, останавливаются, разгоняются и реверсируют

Преимущества двигателей переменного тока по сравнению с двигателями постоянного тока

Каждый тип двигателя имеет свой собственный набор преимуществ, которые делают его идеальным для различных коммерческих и промышленных приложений. Например, двигатели переменного тока универсальны и просты в использовании. Ниже приведены некоторые из их дополнительных преимуществ:

• Низкие начальные требования к мощности, обеспечивающие безопасность приемных конечных компонентов
• Управляемые начальные уровни тока и ускорения
• Дополнения VFD или VSD, которые могут регулировать скорость и крутящий момент на различных этапах использования
• Увеличенная прочность и срок службы
• Возможности многофазной настройки

Двигатели постоянного тока имеют ряд преимуществ, в том числе:

• Упрощение установки и обслуживания.
• Высокая начальная мощность и крутящий момент
• Быстрый пуск, остановка и время реакции на ускорение
• Доступны различные стандартные напряжения

Что мощнее, двигатель переменного или постоянного тока?

Двигатели переменного тока обычно считаются более мощными, чем двигатели постоянного тока, поскольку они могут создавать больший крутящий момент при более высоком токе. С другой стороны, двигатели постоянного тока более эффективны и лучше используют входную энергию. Двигатели переменного и постоянного тока доступны в различных размерах и мощностях, чтобы удовлетворить требования к мощности любого бизнеса.

Щёточный двигатель против бесщёточного двигателя

Бесщёточный двигатель против щёточного двигателя постоянного тока:

Коллекторный двигатель и бесщёточный двигатель — это два наиболее распространенных типа двигателей постоянного тока (или двигателей BLDC). Коллекторные двигатели постоянного тока, как следует из их названий, имеют щетки, которые используются для коммутации двигателя и его вращения. Электронное управление заменяет функцию механической коммутации в бесколлекторных двигателях. Коллекторный или бесщеточный двигатель постоянного тока может использоваться во многих приложениях. Они работают по тем же принципам, что и катушки и постоянные магниты с точки зрения притяжения и отталкивания. Оба имеют преимущества и недостатки, которые могут привести к тому, что вы предпочтете один из них другому, в зависимости от потребностей вашего приложения.

Коллекторный электродвигатель

Угольная щетка может быть любой из следующих: Она состоит из одного или нескольких атомов углерода. Включены один или несколько шунтов и клемм.

📌 Кисти изготовлены из пяти различных семейств кистей. Каждый из них адаптирован к конкретным потребностям и имеет свой собственный метод производства.

Любой специалист по управлению движением должен уметь различать коллекторные и бесщеточные двигатели постоянного тока. Раньше щеточные двигатели были довольно распространены. Хотя бесщеточные двигатели постоянного тока полностью заменили их, правильный двигатель постоянного тока любого типа может значительно повысить эффективность проекта.

✅ Ниже перечислены основные компоненты коллекторного двигателя постоянного тока:

1. Статор — корпус с постоянными магнитами.
2. Якорь представляет собой ротор с установленным на нем рядом электромагнитов. Внутри статора он вращается свободно.
Коллектор
3. — металлическое кольцо, прикрепленное к валу якоря, известно как коммутатор.
4. Щетки — для обеспечения подачи электричества на обмотки якоря угольные пластины остаются в контакте с коллектором.

✅ Преимущества коллекторного двигателя постоянного тока

1. Общие затраты на строительство низкие.
2. Восстановление — распространенный способ продлить срок службы изделия.
3. Простой и недорогой контроллер
4. Для фиксированной скорости контроллер не требуется.
5. Идеально подходит для использования в суровых условиях эксплуатации

✅ Недостатки щеточного двигателя постоянного тока

1. Менее эффективный
2. Электрические шумы: Переключение коммутаторов вызывает сильный электрический и электромагнитный шум из-за постоянного создания и разрыва индуктивных соединений.
3. Срок службы: щетки и коллекторы изнашиваются из-за постоянного прямого контакта с валом.

Использование коллекторных двигателей постоянного тока

В бытовых и автомобильных товарах по-прежнему широко используются коллекторные двигатели постоянного тока. Они также имеют большое промышленное значение из-за возможности изменять отношение крутящего момента к скорости, что возможно только с щеточными двигателями.

Бесщеточный электродвигатель

Современные бесщеточные двигатели преодолевают многие недостатки щеточных двигателей за счет сочетания более высокой выходной мощности, меньшего размера и веса, улучшенного рассеивания тепла и эффективности, более широкого диапазона рабочих скоростей и чрезвычайно низкого электрического шума. Бесщеточные двигатели не имеют электрических соединений, которые могут изнашиваться, что обеспечивает большую надежность и более короткие интервалы технического обслуживания в коммерческих и промышленных приложениях.

Аккумуляторная дрель-шуруповерт

Бесщеточные двигатели постоянного тока Преимущества:

По сравнению с щеточными двигателями бесщеточные двигатели имеют ряд преимуществ:

• Бесщеточные двигатели постоянного тока обладают хорошими линейными диапазон скоростей;
• Отличные характеристики крутящего момента, хорошие характеристики крутящего момента на средних и низких скоростях, большой начальный крутящий момент и низкий пусковой ток; высокая перегрузочная способность
• Плавный пуск и остановка, хорошие характеристики торможения; оригинальный механический или электромагнитный тормозной механизм может быть сохранен
Бесщеточные двигатели постоянного тока
• не имеют потерь возбуждения по сравнению с двигателями переменного тока, а также потерь на трение щеток и искрообразования по сравнению с щеточными двигателями постоянного тока.
• Высокая надежность, стабильность, гибкость и простота обслуживания
• Компактные размеры, небольшой вес и высокая производительность
• Устойчивость к ударам и вибрации, низкий уровень шума и вибрации, плавная работа, долгий срок службы

Бесколлекторный двигатель Недостатки

Бесколлекторный двигатель имеет много преимуществ, но есть и ряд недостатков:

• Стоимость: Бесщеточные двигатели имеют ряд недостатков, все из которых связаны с их повышенной сложностью конструкции. Для правильной последовательности заряда катушек статора BLDC требуется контроллер переключения. Это увеличивает стоимость производства, что отражается на более высокой стартовой стоимости.
• Усложнение: Добавление сложности увеличивает риск сбоя. Нам не удалось найти ни одного исследования, в котором бы сравнивалась частота отказов щеточных и бесщеточных электроинструментов, хотя часто предполагается, что более сложное оборудование выходит из строя с большей вероятностью.

Электродвигатель с постоянной скоростью

Существует несколько различных типов двигателей с постоянной скоростью. Выбирая из большого ассортимента продуктов, помните о применении, требуемых функциях, производительности и т. д. Процесс выбора двигателя и редуктора должен начинаться с тщательного изучения технических характеристик двигателя, чтобы убедиться, что выбранный вами двигатель соответствует требованиям применения. Что вам нужно, чтобы начать свой выбор, так это некоторая фактическая и полезная информация о двигателях. Электродвигатель с постоянной скоростью сочетает в себе асинхронный двигатель с включенной муфтой и тормозом. Он идеально подходит для частых операций запуска и остановки. Подходит для ситуаций, когда двигатель работает на синхронной скорости независимо от момента нагрузки, и двигатель часто запускается, останавливается и реверсируется.

Двухскоростные двигатели

Двухскоростные двигатели являются экономичным выбором для приложений, требующих только двух скоростей, а также снижают вероятность отказа. Эти двигатели часто имеют рабочую скорость и более низкую скорость для облегчения запуска. Без преобразователя частоты двухскоростные двигатели могут вращать вентиляторы, насосы, подъемники и другое оборудование с двумя разными скоростями.

В чем разница между инструментами с постоянной и двойной скоростью?

• Одним из основных отличий является конструкция редуктора. Инструменты с постоянной скоростью обеспечивают максимальную скорость и мощность, но инструменты с двойной скоростью можно настроить для двух режимов: быстрого и медленного.
• Работа с двухскоростным инструментом более эффективна. Наоборот, инструмент с постоянной скоростью обеспечивает большую мощность и очень удобен для проектов, требующих больших усилий.
• Инструмент с двумя скоростями можно использовать для различных видов работ, но устройство с постоянной скоростью предназначено для особых целей. Например, двухскоростная дрель используется для сверления, сверления с ударом и накрутки. А вот обычная дрель годится только для сверлильных работ.
• Универсальность односкоростных инструментов намного меньше, чем у двухскоростных, даже при одинаковой мощности.

сверлильный патрон

Что такое скорость вращения (об/мин)?

Скорость вращения двигателей (об/мин) , в терминах электродвигателя, представляет собой число оборотов инструмента в единицу времени и измеряется в оборотах в минуту (об/мин). Фактически, об/мин — это единица измерения, используемая для отображения скорости или частоты электроинструмента без нагрузки.

📌 Скорость поворота считается важным фактором в зависимости от вида работ, которые мы собираемся выполнять. Поэтому, когда мы используем электрическую машину для работы на твердых поверхностях, таких как бетон, мы заинтересованы в выборе большего количества оборотов в минуту.

Эта скорость также напрямую связана с типом инструмента, который мы используем. Например, аккумуляторные дрели обычно обеспечивают максимальную скорость около 2000 об/мин, в то время как большинство сетевых дрелей обычно работают со скоростью 3000 об/мин.

Что такое крутящий момент электроинструмента?

Сила, заставляющая предмет вращаться, измеряется в ньютон-метрах (Нм) и является лучшим показателем того, насколько мощна ваша дрель или ударный инструмент. Чем больше цифра в ньютон-метрах, тем большую силу кручения она даст.

Традиционный метод измерения крутящего момента:

1. Сверление на станке
2. Закрепление патрона на стационарном шпинделе
3. Дрель полностью готова к работе.
4. Крутящий момент сверла измеряется при 0 оборотах в минуту (скорость не измеряется)

Новый метод измерения номинальной мощности:

, Дрель полностью в рабочем состоянии.
4. Крутящие нагрузки становятся все более распространенными.
5. Для расчета скорости сверления и крутящего момента используются несколько точек данных.

Регулировка сверла

Настройки крутящего момента для электроинструмента

При заворачивании шурупов в более прочные материалы вам нужно двигаться медленнее и применять больший крутящий момент. Вы можете регулировать глубину сверления, не причиняя никакого вреда, если вы правильно соблюдаете эти параметры. Чтобы добиться наилучших результатов при сверлении отверстий, чем жестче материал, тем выше скорость.

В чем разница в скорости вращения и крутящем моменте?

Понятие момента затяжки выражает величину вращающего усилия, создаваемого двигателем электроинструмента. Например, сила вращения отвертки используется для затягивания винтов, гаек или чего-либо подобного. Другими словами, крутящий момент, который измеряется в ньютон-метрах (Нм), представляет собой силу, предназначенную для поворота объекта, и является лучшим показателем для определения практической мощности электроинструмента.

💠 Однако скорость вращения, как понятно из названия, показывает скорость вращения электродвигателя. Например, чем выше число оборотов дрели, тем выше скорость сверла.

Важное замечание: Крутящий момент и скорость вращения не только разные вещи, но и имеют совершенно обратную зависимость. Проще говоря, когда электроинструмент предлагает высокий крутящий момент, он будет иметь низкую скорость вращения, и наоборот.

---

Часто задаваемые вопросы ❓

Каковы преимущества бесщеточных двигателей постоянного тока (BLDC) по сравнению с коллекторными двигателями постоянного тока?
Бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC двигатели), в которых отсутствуют щетки и коммутаторы с механическими контактами, они малошумны, не требуют особого обслуживания и способны работать на высоких скоростях.

Какой материал щеток в двигателе постоянного тока?
Металл, углерод и композиты металл-углерод являются распространенными материалами для щеток. Некоторые металлические щетки используют коллектор для нанесения драгоценных металлов, таких как золото, на контактную поверхность. Материал щетки тщательно выбирается на основе электрического напряжения/тока, а также экономических соображений.

Из каких компонентов состоит базовый двигатель?
Якорь или ротор, коммутатор, щетки, ось, магнит возбуждения и некоторый тип источника питания постоянного тока составляют базовый двигатель.

Каков максимальный срок службы электродвигателя?
При эксплуатации в типичных условиях эксплуатации электродвигатель может прослужить от 15 до 20 лет при испытательных настройках.

Что лучше использовать: электродвигатель постоянного или переменного тока?
Хотя двигатели переменного тока более мощные и требуют меньше обслуживания, двигатели постоянного тока более энергоэффективны. Использование электродвигателя влияет на выбор переменного или постоянного тока.

Заключение 🧾

Для классификации электродвигателей можно использовать такие факторы, как тип источника питания, внутренняя конструкция, область применения и вид выходного сигнала. Помимо переменного и постоянного тока, двигатели могут быть щеточными или бесщеточными, однофазными, двухфазными или трехфазными, а также с воздушным или жидкостным охлаждением.

Пылесосы, посудомоечные машины, компьютерные принтеры, факсимильные аппараты, видеомагнитофоны, станки, печатные станки, автомобили, системы метро, ​​очистные сооружения и водонасосные станции — все это примеры важности электродвигателей в современной жизни. С другой стороны, новый период предвещает большее внимание к деталям в результате развития, закона и необходимости оставаться конкурентоспособными. В результате системы усложняются, а ресурсы увеличиваются в ответ. Создание экспертной системы, несомненно, является инженерной проблемой, и незначительное увеличение процентной эффективности может помочь проложить путь к оптимизированному/зеленому будущему, к которому мы стремимся. Цель состоит в том, чтобы отрегулировать и разработать конструкции двигателей и алгоритмы управления.

Что такое электродвигатель?

27.08.2020

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель — это устройство, которое превращает поток электрического тока в механическое вращение шпинделя или ротора. Во многих приложениях вращение превращается в линейное движение.

Что такое электродвигатель?

Электродвигатель представляет собой устройство, которое превращает поток электрического тока в механическое вращение шпинделя или ротора. Во многих приложениях вращение превращается в линейное движение. Как работает электродвигатель?

Существует множество вариантов и вариантов электродвигателей; например, двигатели постоянного тока – щеточные или бесщеточные и двигатели переменного тока – асинхронные (или асинхронные) и синхронные. Двигатели могут работать при различных напряжениях в зависимости от области применения и доступного источника питания.

Работа двигателя зависит от двух свойств электрического тока. Во-первых, электрический ток, протекающий по проводу или катушке, создает магнитное поле. Во-вторых, изменение тока в проводнике, например, от источника переменного тока, будет индуцировать напряжение в проводнике (самоиндукция) или во вторичном проводнике (взаимная индуктивность). Ток, протекающий в цепи вторичного проводника, также будет создавать магнитное поле, как указано выше.

У магнита одинаковые полюса отталкиваются, а противоположные притягиваются. Во всех двигателях конструкция использует это свойство для обеспечения непрерывного вращения ротора.

На приведенной ниже диаграмме показана кривая трехфазного переменного тока; каждая фаза разделена фазовым углом 120 °, как показано на векторной диаграмме в середине.

При определенном фазовом угле будет результирующее направление поля, которое можно вычислить путем сложения векторов; постоянный магнит(ы) в роторе будет выглядеть так, чтобы выровняться с направлением поля, и по мере того, как форма волны переменного тока «прогрессирует» во времени, ротор будет вращаться, как показано на рисунке.

Для 30°:

Для 90°:

Для 180°:

И так далее в течение одного полного цикла (3600), где ротор фактически вернется в исходное положение и повторит процесс снова.

Как выбрать электродвигатель?

Не во всех случаях можно использовать трехфазный синхронный двигатель; хотя размер эффективен для его мощности, приведенный выше двигатель был бы слишком большим, например, для привода DVD-плеера. Кроме того, трехфазное питание не было бы идеальным для бытовых (или большинства коммерческих) ситуаций; Таким образом, применение является важным фактором при определении размера и напряжения питания.

Мощность (через крутящий момент), требуемая от двигателя, является важным фактором; каковы динамические аспекты применения – нагрузка, ускорение/торможение и расстояния, которые необходимо переместить в радиальном или поперечном направлении?

Также важна стабильность скорости вращения; двигатель должен работать с постоянной скоростью, даже при низких оборотах?

Наконец, следует учитывать условия окружающей среды – какова рабочая температура и могут ли возникнуть проблемы с водой или пылью? Будет ли двигатель работать во взрывоопасной среде и будет ли требоваться класс ATEX? Типы электродвигателей

Как указано выше, существует множество вариантов двигателей; с питанием от постоянного или переменного тока и различных напряжений, в зависимости от применения.

Важным фактором при выборе двигателей является разница между серводвигателями и шаговыми двигателями. Серводвигатель имеет механизм обратной связи – сигнал обратной связи сравнивается с заданным значением до тех пор, пока не будет нулевой разницы, когда двигатель достигнет желаемого положения

Шаговый двигатель также предлагает управление, но его можно рассматривать как оцифрованную версию двигателя с особая конструкция. Несколько независимых катушек статора (статор является неподвижной частью двигателя) и специально разработанный ротор позволяют двигателю перемещаться в заданное положение или под углом в соответствии с командой.

Шаговые двигатели идеально подходят для маломощных и недорогих приложений, таких как дисковод компакт-дисков. И наоборот, серводвигатели лучше подходят для приложений с более высокой мощностью, высоким ускорением и высокой точностью. Типичные области применения электродвигателей

Электродвигатели находят широкое применение в быту, например, в стиральных машинах для компакт-дисков, DVD-дисков и т.