Агрегаты, способные получать механическую энергию из электрической, называют электродвигателями. Они питаются от электротока и для движения используют создаваемую им магнитную силу. Разные виды электродвигателей обязательно присутствуют во многих механизмах.
Это универсальные силовые агрегаты, без которых не обходятся во множестве отраслей промышленности. Электродвигатели отличаются по размерам, типам, видам, у каждого электродвигателя свое назначение и сферы применения. Оборудование также является основным элементом электропривода.
Принцип работы электрических двигателей и их использование
При преобразовании электроэнергии в механическую ток проходит через ряд катушек и в результате вырабатывается вращающееся магнитное поле. Оно, в свою очередь, вступает во взаимодействие с постоянными магнитами, запускает ротор и создает крутящий момент. Этот параметр, как и скорость электродвигателя, регулируются путем изменения тока и напряжения источника питания.
Типы электродвигателей
Рассмотрим основные разновидности и узнаем, чем они отличаются между собой.
Виды электродвигателей постоянного тока
Так называются роторные агрегаты, преобразующие электроэнергию в механическую. Они отличаются между собой по напряжению, силе тока, размеру, скорости, крутящему моменту. Магнитное поле такого оборудования вступает во взаимодействие с током, чтобы запускать насос, конвейер или другие механизмы.
Разбирая, как определить тип электродвигателя по внешнему виду, стоит выделить основные составляющие агрегатов постоянного тока:
- статор. Это неподвижный элемент с электромагнитами, создающими магнитное поле;
- ротор. Так называется вращающаяся деталь с якорем в виде катушки из проволоки, по которой проходит электроток;
- коммутатор или переключатель, соединяющий этот якорь с источником питания;
- щетки – проводящие контакты и ответственные за передачу силы тока.
Виды электродвигателей постоянного тока различают по принципу работы и конструкции. Широко распространены щеточные модели, оснащенные угольными щетками. В них осуществляется переключение полярности в обмотках для запуска ротора. Вторая популярная разновидность – бесщеточные, работающие на основе электрокоммутации.
Такие модели присутствуют в:
- принтерах;
- бытовой технике;
- промышленных установках;
- вентиляции.
Их чаще предпочитают для механизмов с повышенными требованиями к эффективности, точности управления и удобству технического обслуживания. Но для устройств невысокой мощности и недорогих лучше выбрать другой вариант.
Виды электродвигателей переменного тока
По принципу работы похожи на предыдущие, отличаются простой эксплуатацией, высокой надежностью и эффективностью. Востребованы при производстве бытовой техники и разных отраслях промышленности, для питания используют постоянно меняющий направление переменный ток. Он и создает вращательное движение, попадая на статор.
Существуют разные виды электродвигателей переменного тока, они также отличаются по назначению. Синхронные функционируют на фиксированной скорости, их монтируют в системах выработки электричества и точного управления. Асинхронные работают медленнее и встречаются в разных отраслях промышленности. Они, в свою очередь, тоже делятся на типы, в зависимости от источника питания.
Однофазные, трехфазные моторы
У первого на статоре присутствует всего одна рабочая обмотка, принимающая переменный ток при функционировании. Через индуктивность, конденсатор или посредством замыкания накоротко можно подключить дополнительную для запуска оборудования и первоначального сдвига фаз.
Трехфазные, как понятно из названия, оснащены тремя рабочими обмотками, размещенными так, что при подключении магнитное поле каждой смещается в пространстве относительно остальных на 120 градусов. Соединение возможно по схеме «треугольник» или «звезда», в последнем случае понадобится напряжение выше.
В интернет-магазине «Провент» можно выбрать как однофазные, так и трехфазные электродвигатели. Разница между ними заключается не только в количестве обмоток, но и подключении – так, например, для однофазного нельзя использовать те же схемы, что для трехфазного. Последние используют там, где в приоритете мощность, а не стабильность напряжения, так как у них в процессе работы возможен срыв фазы.
|
Тип двигателя |
Рабочий принцип |
Применение |
|
Двигатель постоянного тока |
Преобразование электрической энергии в механическую |
Широко используется в промышленности и бытовых приборах |
|
Двигатель переменного тока |
Создание вращающегося магнитного поля |
Используется в различных промышленных механизмах, включая насосы, вентиляторы и компрессоры |
|
Серводвигатель |
Использование обратной связи для точного позиционирования |
Часто используются в промышленной автоматизации и робототехнике |
|
Шаговый двигатель |
Работа по принципу шаговых движений |
Широко используется в принтерах, сканерах и других устройствах, где требуется точное позиционирование |
Серводвигатели
Это инновационные разновидности, которые обеспечивают максимально точное управление движением привода. Такие типы электродвигателей способны поддерживать определенную скорость или положение благодаря наличию встроенного механизма обратной связи. Серводвигатели устанавливают в:
- робототехнике;
- станках с ЧПУ;
- автоматизированных системах, где важно точное позиционирование.
Серводвигатели делят на много разновидностей – они бывают линейными, поворотными, линейно-поворотными, а также щеточными и бесщеточными. Выделяют модели постоянного тока, востребованные в робототехнике и системах автоматизации, и переменного. Последние необходимы там, где есть повышенные требования к точности управления и скорости позиционирования.
Шаговые электродвигатели
Это разновидность бесщеточного мотора, разделяющая полный оборот на равные шаги. Предсказуема в работе, присутствует в установках, где необходимо максимально точное позиционирование, например, в робототехнике, принтерах, станках. Делятся на одношаговые, двухшаговые, микрошаговые.
Вот подробная таблица типов электродвигателей:
|
Тип двигателя |
Преимущества |
Недостатки |
|
Двигатель постоянного тока |
Дешевый, простой в использовании |
Неэффективный, требует постоянного обслуживания и замены щеток |
|
Двигатель переменного тока |
Эффективный, более надежный, чем мотор постоянного тока |
Сложный в использовании |
|
Серводвигатель |
Высокая точность позиционирования и контроля, высокая производительность |
Дорогой, сложный в использовании |
|
Шаговый двигатель |
Высокая точность позиционирования, низкая стоимость |
Низкая производительность, шумный, не эффективный |
Электродвигатели по ГОСТ-стандарту (тип АИР, АИРЕ, АИ1Е, АИМ)
Это асинхронные агрегаты, которые отличаются:
- отсутствием двигающихся контактов;
- ремонтопригодностью;
- доступной стоимостью;
- простотой конструкции.
Используются в станках, компрессорных установках, эскалаторах и прочих машинах.
Электродвигатели по DIN-стандарту (GAMAK, Siemens)
Это установки, выпущенные по европейскому стандарту, они считаются более качественными и рассчитаны на долгую эксплуатацию. Это эффективные и компактные электроприводы, которые отличаются повышенным КПД, компактными размерами, сниженным уровнем шума и вибрации при работе.
В интернет-магазине «Провент» можно купить модели производства Китай, Украина, Турция. Самые популярные китайские – за счет дешевой цены. Электродвигатели GAMAK рекомендуется использовать для работы через частотные преобразователи. Больше всего продаются маленькие агрегаты, потому что они востребованы в промышленности и в быту.
Преимущества электродвигателей и критерии выбора
Такие агрегаты отличаются высокой производительностью, экономичностью в техобслуживании, эффективностью. Важное преимущество электродвигателей – экологичность, а именно, они дают меньше вредных выбросов в атмосферу. При выборе руководствуются характеристиками оборудования и условиями его работы.
Итог
По всей видимости самые популярные модели разных производителей одинаковы по мощностям и оборотам, единственное – это выбор качества.
Литература
- Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. 3-е изд., перераб. – Л.: Энергия, 1978. – 832с., ил.
- Зимин Евгений Николаевич. Защита асинхронных двигателей до 500 в. Изд. 2-е, переработ, и доп. М.—Л., изд-во «Энергия», 1967. Редактор Т. П. Зырянова, Техн. редактор В. В. Зеркаленкова